Regulación Hormonal del metabolismo del calcio, Fosfatos, Vitamina D y Hierro Lic. Stella Hartinger.

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1 Regulación Hormonal del metabolismo del calcio, Fosfatos, Vitamina D y Hierro
Lic. Stella Hartinger

2 Contenido y Distribución del Calcio, Fosfato y Magnesio
Total corporal % en hueso % extraoseo Calcio g 98-99% 1-2% Fosfato g 80-85% 15-20% Magnesio 22-25 g 60 % 40 %

3 Homeostasis del calcio Intracelular
HPO2- Mg +2 Liquido extracelular (Plasma) 1.1 x 10 -3 1 x 10 -4 5 x 10 -4 Citosol 1 x 10 -7 Mitocondria Fracción Soluble Fracción no soluble 0.2 x 10 -4 1.5 x 10 -3 1 x 10 -3

4 Funciones Fisiológicas del Calcio
Celulares Crecimiento división celular Estabilización de membranas Excitabilidad y permeabilidad de las membrana plasmática Transporte de iones a través de la membrana plasmática Regulación enzimática Excitabilidad nerviosa Secreción de hormonas Secreción exocrina Neurotransmisores Contracción muscular Extracelulares Mineralización Cofactor de factores de coagulación

5 Homeostasis del Calcio intracelular
Mitocondrias Retículo Sarcoplásmico: Músculo estriado ( 10 -3) Canales de calcio Potenciales eléctricos Hormonas, neurotransmisores Proteínas ligadoras de Calcio: mem. plasmática mem de organelas intracelulares Mitocondrias, Sarcoplasma, Ap. Golgi, lisosomas, calciosomas Calmodulina y la troponina C

6 Calmodulina 4 puntos de unión para el Ca+2.
2 Ca +2 citosol se adhiere a la molécula 1er cambio conformacional Calmodilina 2Ca+2 se asocia a una proteína efectora inactiva, 2do cambio conformacional Incorporación de los siguientes 2 Ca+2 3er cambio conformacional Forma activa y cataliza la reacción correspondiente.

7 ATPasa dependiente de Ca+2
Mem. plasmática Expulsar Ca+2 Sarcoplasma Introducir Ca+2 Contratransporte: 1Ca+2 y 2 Na+2

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9 Metabolismo del Calcio
Sangre: 500 mg/dia mg/dl 50%forma iónica 40% unido proteínas 10% ligado lactato, fosfato, sulfato

10 Mantenimiento de los niveles de Calcio total en especial la forma iónica.
Parathormona: acción rápida Calcitriol (1,25-dihidroxi vitamina D3): acción lenta Los niveles de calcio siempre se mantiene por encima de los mg/dl

11 Control de la secreción
Acción Control de la secreción Paratohormona (PTH) los niveles plasmáticos de Ca+2 y Mg2+ los niveles plasmáticos de fósforo al aumentar la tasa de absorción de Ca2+ y Mg2+ de la dieta. el numero y actividad de los osteoclastos absorción renal de Ca2+ secreción renal de potasio y favorece la formación de calcitriol Un nivel plasmático bajo de Ca2+ estimula la secreción. Un nivel plasmático elevado de Ca2+ inhibe la secreción

12 Acción Secreción Calcitriol Compuesto esteriodeo, sintetizado a partir de la VitD Acciones similares a la PTH Calcitonina Suprime la perdida del Ca2+ del hueso Dominancia: previene hipercalcemia en el esqueleto Secretada por las células parafoliculares o células C Niveles elevados de Ca2+ No hay retroalimentatacion entre ellas

13 Glándula Paratiriodea - Parathormona
Forma ovalada, diametro menor 6-7mm, 5 mm ancho y 2 mm grosor Peso: 20-50mg Se encuentran ramificadas por la arteira tiroidea superior e inferior Liberacion de H a vena tiroidea Polipeptido 84aa; cromosoma 1 Sintetizada en el RER Precursor pre-pro-PTH (115aa)

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16 Estructura de la PTH

17 Clipasa: secuencia guía
115aa Escision enzimaica del Hexapeptido NH2 terminal Proteasa, 6 aa

18 Regulación - PTH [ ] Ca +2 en el liquido extracelular
El descenso de calcemia (fracción iónica) elevación de lo niveles plasmáticos. Controlar la homeostasis del calcio, sobre el hueso y riñon e indirecta sobre el intestino. Evita a Hipocalcemia.

19 Mecanismos de Acción La PTH se une a receptores de en las células efectoras. Se producen dos tipos de acciones: Estimulación de la adenilciclasa con aumento del AMPc en la célula Modificación de la permeabilidad en la membrana que determina el ingreso de calcio.

20 Posee acciones contrapuestas sobre el tejido óseo
Sobre el hueso: Posee acciones contrapuestas sobre el tejido óseo Tiene efecto anabólico, favoreciendo la formaciones de hueso nuevo Predominante acción estimuladora de la absorción ósea La PTH incrementa la diferenciación de las células precursoras hacia osteoclastos, aumentando su numero La PTH estimula la actividad de los osteoclastos. No existen receptores en estas células, si en osteoblasto Primero solubilizan el mineral y luego digieren la matriz orgánica

21 Inhibe la reabsorción de fosfato.
Sobre el riñón: La PTH  estimula la reabsorción tubular de calcio disminuyendo su excreción por orina. Estimula la enzima  1-alfa hidroxilasa en el túbulo proximal, esta Solo controla el 10% del total de la reabsorción de dicho ion, tiene importantes efectos. Potencia la resorción de magnesio en la rama ascendente del asa de Henle. Estimula sintesis de 25-OH-vitamina D-1-hidroxilasa. (mitocondrias) Cataliza formaciones del metabolito de Vit D Inhibe la reabsorción de fosfato. El incremento de la fosfaturia tiende a prevenir la formación de fosfato de calcio que se depositarían en los tejidos blandos, reduciendo el efecto hipercalcemiante.

22 Sobre el intestino: Actúa indirectamente al estimular la síntesis renal de la 1,25-dihidroxi-vitamina D3 Favorece la absorción intestinal de calcio y fosfato.

23 Calciferoles y derivados metabolicos
Vitamina D2 Esterol vegetal Derivado del colesterol Sintetizado en la piel: 7 -dehidrocolesterol; Luz ultravioleta La metabolizacion , transporte, almacenamiento y actividad biológica son semejantes 400U.I/ día

24 Vitamina D (calciferol o calcitrol)
Riñon Vitamina D (calciferol o calcitrol) Tomada de la dieta o generada por la piel por la radiación de rayos UV. Esta se hidroliza en el hígado luego es transportada al riñón donde se modifica a la forma activa: dihidroxicolecaliferol Hormona es llevada al intestino donde estimula la absorción del Ca+ y al hueso causando mineralización del mismo Con la hormona paratiroides estas son responsable de mantener el Ca++ plasmático y los niveles de fósforo para la función normal del sistema neuromuscular.

25 Sobre el hueso: Sobre Riñon:
1,25(OH)2D3 estimula la mineralización ósea. Sobre los osteoblastos actúa favoreciendo la síntesis de osteoclastina e incrementando la actividad de los recetores para factores de crecimiento. Induce la liberación de osteoclastos un factor estimulador producido por los osteoblastos. Estimulador de la reabsorción ósea. Sobre Riñon: Autorregulación, a través de la 25(OH)D3-1-hidroxilasa

26 Calcitriol y PTH Células principales de la paratiriodes posee receptores para 1,25 (OH)2D3, niveles elevados inhibe síntesis PTH Inhibición a nivel de reabsorción intestinal Sobre el Intestino: Estimula la absorción intestinal de calcio y fosfato. Acción mediada por una proteína ligadora de calcio, calbindina D. Otras acciones: Diferenciaciones de los células hematopoyeticas. Estimula maduración células de la epidermis. Inhibe crecimiento de algunos tumores.

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29 Calcitonina 141aa Celulas parafoliculares 32aa

30 Acciones Fisiológicas de la Calcitonina
Estimulada: Por la elevación de [ ] Ca++ en el liquido extracelular Gastrina, secretina, glucagon, colecistoquinina Inhibida: Poca [ ] Ca++ en el liquido extracelular Reabsorción ósea al reducir el numero y actividad de los osteoclastos (receptores) Altas dosis inhibe reabsorción tubular de Ca++ y fosfato

31 Transtornos -HIPERCALCEMIA
Cifras de calcio total superiores a 11 mg/dl y de calcio iónico superiores a 1,3 ml//L. Se relacionan con enfermedades malignas: neoplasias de pulmón, mama y riñón, mielomas, linfomas, leucemias Puede deberse: A metástasis, Producción de Parathormona por el tumor, PGE ó factor activador de osteoclastos.

32 Alimentos Con calcio Secreción de gastrina Secretina colecistocina Hipercalcemia Secrecion de calcitonina (-)

33 Hipocalcemia La causa mas frecuente es el hipoparatiroidismo; la paratohormona (PTH) está disminuída. En el pseudohipoparatiroidismo la PTH está elevada, pero los órganos periféricos no responden. La hipomagnesemia produce hipocalcemia al suprimir la secreción de PTH, La hipovitaminosis D que se produce por trastornos gastrointestinales (gastrectomia, resección intestinal etc.). En la insuficiencia renal la hipocalcemia es secundaria a la hiperfosfatemia que disminuye el nivel de calcio. Etiología: La causa mas frecuente es el hipoparatiroidismo; la paratohormona (PTH) está disminuída. En el pseudohipoparatiroidismo la PTH está elevada, pero los órganos periféricos no responden. La hipomagnesemia produce hipocalcemia al suprimir la secreción de PTH, en la hipovitaminosis D que se produce por trastornos gastrointestinales (gastrectomia, resección intestinal etc.). En la insuficiencia renal la hipocalcemia es secundaria a la hiperfosfatemia que disminuye el nivel de calcio. También puede aparecer en las Pancreatitis Agudas, por precipitación del calcio en el tejido pancreático y por último en el llamado síndrome del hueso hambriento, que se da en las metástasis osteoblásticas por precipitación del calcio en el hueso. Principales causas de hipocalcemia (Tabla 2). Clínica: Las manifestaciones clínicas de la hipocalcemia aguda, consisten en parestesias, espasmo carpopedal, signo de Chvostek. que se puede detectar percutiendo el nervio facial, signo de Trousseau consistente en mantener el manguito del esfingomanómetro por encima de la tensión arterial sistólica, durante tres minutos, apareciendo espasmo carpiano, tetania, convulsiones, edema de papila. Las manifestaciones cardiovasculares son las manifestaciones clínicas más comunes de la hipocalcemia en pacientes críticos, incluyendo ( hipotensión arterial, bradicardia, arrítmias, fallo cardiaco, parada cardiorespiratoria, QT y T prolongado. Los neuromusculares incluyen: espasmo muscular, laringoespasmo, hiperreflexia, tetania y parestesias. En casos graves, espasmos de los músculos respiratorios o de la glotis con aparición de insuficiencia respiratoria.

34 Homeostasis del Fósforo
g 80% hueso 10% músculo esquelético 10% células o plasma ( HPO4, H2PO4-) Células: fosfolípidos membranas Principal tampón intracelular Esteres son almacenadores y liberados de energía (ATP y fosfocreatina) Es esencial en el metabolismo de los hidratos de carbono, grasas y proteínas Fósforo se absorbe en forma inorgánica a nivel de yeyuno, de forma pasiva como activa dependiente de la vit D. El fósforo, es esencial para la formación del hueso y el metabolismo energético celular. Un 85% se encuentra en el hueso y la mayor parte del resto dentro de las celulas; solo un 1% está en el liquido extracelular. Por ello los niveles de fósforo sérico no reflejan las reservas de fósforo inorgánico. Se encuentra dentro del organismo en forma de fosfato en una cantidad de gr. en el adulto, siendo el anión intracelular de mayor concentración. Es esencial en el metabolismo de los hidratos de carbono, grasas y proteínas. Es substrato necesario para la formación de enlaces de alto nivel energético, del ATP y fosfocreatina, que mantiene la integridad celular, posibilitando la contracción muscular, las funciones neurológicas, la secreción hormonal y la división celular. su concentración sèrica se expresa como masa de fósforo, las cifras normales son entre 3 a 4,5 mg/ml, apreciándose cifras mayores en niños y posmenopáusicas, tendiendo a disminuir algo después de la ingestión de hidratos de carbono y grasas así como durante la alcalosis respiratoria, pudiéndose elevar en los estados de deshidratación, acidosis y tras ejercicio. Con una dieta media se ingiere de 800- a 1200 mg/dia de los que la mayor parte se absorben en el intestino delgado, tanto de forma pasiva como de forma activa dependiente de la vitamina D. La hipofosfatemia aumenta la síntesis de esta vitamina en presencia de hormona de crecimiento. A su vez la vitamina D moviliza fósforo del hueso. La PTH provoca hipofosfatemia ya que, si bien estimula la actividad osteoclástica de los huesos, aumenta la excreción renal de fosfatos al disminuir su reabsorción tubular. La calcitonina produce hipofosfatemia al inhibir la actividad osteoclástica é inducir una mayor eliminación renal de fósforo. La hipercalcemia é hipermagnesemia aguda disminuyen la excreción renal de fosfatos por inhibición de la secreción de PTH. Se debe medir siempre en ayunas.

35 Mantiene la integridad celular, posibilitando la contracción muscular, las funciones neurológicas, la secreción hormonal y la división celular. Su concentración sérica se expresa como masa de fósforo, las cifras normales son entre 3 a 4,5 mg/ml. 85% forma libre, inorgánico 15% circula combinado con proteínas.

36 Filtrado Renal: Filtrado glomerular y la reabsorción tubular (limitada) Reabsorción en el túbulo proximal, por un mecanismo dependiente de pH y Na+, actuando como contra transporte. La excreción renal del fosfato esta dirigida por la PTH, al inhibir se reabsorción en los túbulos proximal y distal.

37 Transtornos-Hipofosfatenia
Cifras inferiores a 3mg/dl La administración de glucosa desciende los niveles de fosfato, redistribuyéndolo al interior de la célula. 2.1. HIPOFOSFATEMIA Hablamos de hipofosfatemia, cuando las cifras de fósforo son inferiores a 3 mg/dl. Etiología: La administración de glucosa, desciende los niveles de fosfato, por un mecanismo de redistribución hacia el interior de la célula, siendo esta la causa mas frecuente en pacientes graves, la alcalosis respiratoria, las metástasis óseas. Suele ser rara por ingesta inadecuada, salvo en los muy desnutridos y en alcohólicos. También se ha observado deplección por pérdidas gastrointestinales por mala absorción ó por ingesta de quelantes, en grandes quemados. Las pérdidas urinarias se observan en pacientes con glucosuria, y en la ingesta importante de alcohol. También se ha detectado en disfunciones tubulares y en el hiperparatiroidismo.Tabla 3 Clínica: Los síntomas, suelen ser bastante inespecificos: una hipofosfatemia grave menor de 1,5 mg/ml, puede afectar al transporte de oxigeno, produce debilidad muscular incluida parálisis, alteraciones neurológicas (coma) y cardiacas ( bajo gasto).

38 Hiperfosfatemia Las cifras de fósforo son superiores a 5 mg/dl.
Se debe a un descenso en la eliminación del fósforo insuficiencia renal, sobrecargas endógenas (Hipoparatiroidismo, Rabdomiolisis, lisis tumoral) por administración exógena. Los síntomas, se deben a la hipocalcemia acompañante y a la calcificación ectópica de los tejidos blandos (vasos, córnea, piel , riñones). .2. HIPERFOSFATEMIA Hablamos de hiperfosfatemia, cuando las cifras de fósforo son superiores a 5 mg/dl. Es poco frecuente en pacientes críticos. Puede deberse a un descenso en la eliminación del fósforo ( Insuficiencia Renal), sobrecargas endógenas (Hipoparatiroidismo, Rabdomiolisis, lisis tumoral) ó por administración exógena. Los síntomas, se deben a la hipocalcemia acompañante y a la calcificación ectópica de los tejidos blandos ( vasos, córnea, piel , riñones etc.). Tratamiento:  En casos leves (5-9 mg/dl), se recomienda administrar Hidróxido de Aluminio coloidal ml después de cada comida. En casos graves (niveles por encima de 9 mg/dl), administrar suero salino al 0.9% para mantener PVC entre 8-10 cmH20, simultáneamente perfundir Suero Glucosado al 20% 500 ml con 15 unidades de insulina en 1 hora y Acetazolamida 15 mg/kg cada 4 horas. Se debe siempre, corregir la hipocalcemia coexistente. En casos de hiperfosfatemia no controlada y/o insuficiencia renal plantear realización de hemodialisis. No dar Acetazolamida en caso de aparición de signos de insuficiencia renal ó hepática. Existen los siguientes preparados comerciales, Alugelibys envases de 250 ml conteniendo gel de Hidróxido de Aluminio Coloidal al 7%. y Diamox comprimidos con 250 mgr. de Acetazolamida. 

39 Homeostasis del Magnesio
Esencial en gran numero de procesos enzimáticos y metabólicos Es un cofactor de todas las reacciones enzimáticas que involucran al ATP y forma parte de la bomba de membrana que mantiene la excitabilidad eléctrica de las células musculares y nerviosas. Una de las características mas significativas del magnesio es la distribución no uniforme del ión en los compartimentos líquidos del organismo; más de la mitad de los depósitos corporales totales se localizan en el hueso y menos de un 1% en el plasma. 

40 La ingestión diaria recomendada de magnesio es de 6-10 mgr/kg
La ingestión diaria recomendada de magnesio es de 6-10 mgr/kg./dia, su concentración en sangre es de 1.7 a 2.4 mg/dl; 30% del magnesio en sangre está ligado a las proteínas, el restante de forma ionizada, constituyendo una fracción difusible. Se absorbe fundamentalmente en el Ileon. 5% del Magnesio se elimina por la orina,

41 Riñón es el órgano principal que regula su concentración sérica, modificando su excreción o reabsorción a nivel del Asa de Henle. La PTH, Vitamina D, la deplección del liquido extracelular, y la hipocalcemia aumentan la reabsorción. La expansión de liquido extravascular, los vasodilatadores renales, la hiperglucemia, la hipercalcemia, los diuréticos de Asa, y la diuresis osmótica la disminuyen.

42 Hipomagnesemia Causas:
La depleción de Magnesio, cifras menores de 1.6 mg/dl Esto suele deberse a la falta de ingesta en las soluciones intravenosas, aporte de diuréticos, aminoglucósidos y otros fármacos que aumentan la excreción urinaria. Causas: Administración de diuréticos, que inhiben la reabsorción de Na en el Asa de Henle (furosemida y ácido etacrínico), y también bloquean la reabsorción de Magnesio y aumentan las pérdidas urinarias. 3.1. MANEJO DE LA DEPLECCION DEL MAGNESIO. (HIPOMAGNESEMIA) La deplección de Magnesio ( cifras menores de 1.6 mg/dl) , suele  ser la anormalidad electrolítica más común en pacientes hospitalizados. Esto suele deberse a la falta de ingesta en las soluciones intravenosas, aporte de diuréticos, aminoglucósidos y otros fármacos que aumentan la excreción urinaria. La prevalencia es desconocida, debido a que se mide en el suero y una concentración sèrica normal, no descarta una hipomagnesemia. Principales causas de déficit de Magnesio: a).-Administración de diuréticos, que inhiben la reabsorción de Na en el Asa de Henle (furosemida y ácido etacrínico), y también bloquean la reabsorción de Magnesio y aumentan las pérdidas urinarias. b).- Aporte de aminoglucósidos; aproximadamente un 30% de los que los reciben desarrollan hipomagnesemia. El mecanismo es similar al de los diuréticos. c).-Alcoholismo en los primeros dias de hospitalización por abstinencia. d).- La diarrea (las secreciones del tracto gastrointestinal inferior son ricas en Magnesio. e).-Reducción de la ingesta; es poco probable como causa única.. f).-Aporte de fluidos intravenosos sin Magnesio. g). -Administración de Digital, Anfotericina, Ciclofosforina, y *Pentamidina. h).-Disfunción túbulo renal. i).- Recuperación de la hipotermia.

43 Aporte de aminoglucósidos; aproximadamente un 30% de los que los reciben desarrollan hipomagnesemia. El mecanismo es similar al de los diuréticos. Alcoholismo en los primeros días de hospitalización por abstinencia. La diarrea (las secreciones del tracto gastrointestinal inferior son ricas en Magnesio) Reducción de la ingesta; es poco probable como causa única. Aporte de fluidos intravenosos sin Magnesio. Disfunción túbulo renal. Recuperación de la hipotermia.