MECAMISMOS REGULADORES
DA CONCENTRAÇÃO
PLASMÁTICA DE
Cálcio e
Fosfato
1,25(OH)2
vitD/PTH/calcitonina/FGF23
Composição elemental do corpo humano (Lehninger, 1975)
Elemento
% No total de
atomos
% peso corporal
Hidrogenio
63
10,0
Oxigenio
25,5
64,5
Carbono
9,5
18,0
Nitrogenio
1,4
3,1
Calcio
0,31
1,96
Fosforo
0,22
1,08
Cloro
0,08
0,45
Potassio
0,06
0,37
Enxofre
0,05
0,25
Sodio
0,03
0,11
magnesio
0,01
0,04
Conteúdo corporal e distribuição
tecidual de cálcio e fósforo em
pessoas sadias
Cálcio
Fósforo
Conteúdo total
1.300g
600g
% conteúdo total
Ossos e dentes
LEC
LIC
99%
1%
0,1%
86%
0,08%
14%
Funções do cálcio e Pi
Acoplamento excitação-contração
muscular
• Transmissão sináptica
• Agregação plaquetária
• Coagulação
• Secreção hormonal e outros
mediadores via exocitose
• 2º mensageiro!
• Regulação divisão celular
• Contração muscular
• Motilidade celular
• Tráfico vesicular e secreção
• Iniciação sintese DNA
• Fertilização
• Excitação de cones e bastonetes
• Resistência da estrutura óssea
(hidroxiapatita Ca10(PO4)6(OH)2)
• Metabolismo Energético (ATP)
• Tampão no plasma e urina
(fosfatos: H2PO4-, HPO4-2 e PO4-3)
• Manutenção integridade celular
• Regulador atividade enzimática
• Regulador no transporte de O2 –
pela formação da 2,3DPG
[Cálcio] plasmática cte,
[Fósforo] plasmática
variação 1-2% ao dia,
variação 50-150% ao dia,
8,8-10,5 mg/dL
3-4,5 mg/dL
Circadian variation of serum phosphate levels in normal subjects, as reported by Jubiz et al.
in 1972 [15] (closed circles) and Portale et al. in 1987 [17] (open circles).
Becker G J et al. Nephrol. Dial. Transplant. 2009;24:23212324
© The Author [2009]. Published by Oxford University Press on behalf of ERA-EDTA. All rights
reserved. For Permissions, please e-mail: [email protected]
Formas de cálcio e fósforo
encontradas no plasma
Íon
mg/dL
Ionizada
Ligada a
proteínas
Complexada
Ca++
10
50%
45%
5%
Pi
4
84%
10%
6%
Ca+2  Anions: PO4-3, HCO3-, citrato e lactato
Pi  Cations: Na+ e K+
ACIDOSE
ALCALOSE
H+
Albumina
Ca2+
H+
Ca2+
H+
H+
Albumina
Ca2+
Ca2+
H+
Ca2+
H+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
Ca2+
 [Ca+2] ionizado
Ca2+
Ca2+
 [Ca+2] ionizado
Movimentos do cálcio e fosfato
TECIDOS
MOLES
LEC
Movimentos do cálcio
30-70% - transporte ativo regulado
hormonalmente
Secreção cálcio = 300mg/d
Movimentos do fosfato
60-65% - transporte passivo e ativo
• afavor do gradiente eletrico e de
concentração – principalemnte via
paracelular
•T ativo regulado hormonalmente – 15%
Secreção fosfato = 210mg/d
FONTES
Alimentos: ricos em cálcio e fósforo estão leite e
derivados, particularmente queijo
Ricos em cálcio: cereais, legumes (águas
minerais)
Ricos em proteínas fornecem muito fósforo e
pouco cálcio: carne, peixe, fígado e ovos
NECESSIDADES DIÁRIAS
Cálcio: 0,8g para adultos; 1,3g crianças; 1,5g
gestante e 2 g lactação
Fósforo: 0,9g adultos e 1,3g crianças
Relação Ca/P na dieta, satisfatório! – 2:1 ou 1:1
•Proteção orgãos vitais
•Rigidez favorece locomoção e tolera
cargas contra a gravidade
•Homeostase Ca e P
•Hidroxiapatita – Ca10(PO4)6(OH)2
•Reabsorção X Formação
•Fluxo sg: 200-400 mL/min em adultos
Parte orgânica – colágeno tipo 1
Parte mineral –
fosfato de Ca+2 58%;
carbonato de Ca+2 7%;
fluoreto de Ca+2 e fosfato de magnésio 1 e
2%;
NaCl <1%
Sistema haversiano
(canal e lamelas)
OSSOS E
OSSIFICAÇÃO
Canal
haversiano
Espaços de
reabsorção
Osso
trabecular
(20%)
Constituição:
Parte orgânica
Parte mineral –
Lacunas (ocupada por osteócitos)
fosfato de Ca 58%;
carbonato de Ca 7%;
fluoreto de Ca e fosfato
de magnésio 1 e 2%;
NaCl <1%
Osso compacto (80%)
Lacunas com osteócitos
Lacunas
Canais
haversianos
canalículos
Osso descalcificado
Canal haversiano
Osso calcinado
Epitélio unicelular
OSTEOCLASTO
OSTEOBLASTO
OSTEÓIDE
OSSO
Osteoclasto
Vaso sg
Osteócitos
Núcleos
Osso
intermembranoso
Osteoblastos
Movimentos do fosfato
90% do fosfato
plasmático é
filtrado pelos
glomérulos,
sendo ~85%
reabsorvido!
LEC
< 15%
Movimentos do cálcio
98% carga
filtrada é
reabsorvida!
LEC
Sendo cerca
de 10%
regulada por
ação
hormonal!
< 2%
PTH
Paratormônio
Oxifílicas
Principais
Oxifílicas
Glândulas
paratireóides
Principais
cápsula
Vasos sanguíneos
Principais
Principais
Oxifílicas
resíduos
Sequência
Sequência Pro Biologicamente
ativa
sinal
Sequência
Fragmento
terminal
carboxila
resíduos
Retículo endoplasmático rugoso
resíduos
Vesículas
secretoras
(secretado)
resíduos
Resposta da glândula paratireóide a mudanças na [ ] plasmática de Ca+2
Ca+2 livre plasmático (mM)
Glândulas
paratireóides
Células
principais
Receptor
para Ca+2
 [Ca+2] EC...
Célula
principal
Grânulo secretor
...inibição sintese e
liberação de PTH.
LS Costanzo, APS, 20, S207-S216, 1998
PTH induz aumento da concentração cálcio
iônico através de aumento da reabsorção
renal de cálcio e por ativação de
osteoclastos. Tem também efeitos
anabólico ósseo e fosfatúrico!
H F DeLuca, Am J Clin Nutr, 80, 1689S-96S, 2004
Biossíntese da Vitamina D
UV
PELE
7-DEHIDRO-COLESTEROL
COLECALCIFEROL (VIT. D3)
RIM
1Hidroxilase
25-HIDROXICOLECALCIFEROL
1,25(OH)2-COLECALCIFEROL
DUODENO E JEJUNO
1- Canais de cálcio da porção apical dos enterócitos: TRVP5 e TRVP6
2- Calbindina D-9k e calbindina D-28k: transportadoras de cálcio IC
3- Cálcio-ATPase da membrana plasmática: PMCA
Trocador cálcio e sódio: NCX
LS Costanzo, APS, 20, S207-S216, 1998
Lúmen
intestinal
Célula epitelial
Espaço
intersticial
Núcleo
Síntese proteíca
NPT2: co-transportador sódio e fosfatos
sangue
7-desidrocolesterol
Luz UV (pele)
Ca+2
Vitamina D3 (colecalciferol)
PTH
 Pi
Dieta
Fígado
25-OH-colecalciferol (calcidiol ou 25-OHD3)
Rim
1-alfa-hidroxilase
1,25-(OH)2-colecalciferol
(calciferol ou 1,25-(OH)2D3)
(ativo)
24-hidroxilase
24,25-(OH)2-colecalciferol
(inativo)
7-desidrocolesterol
Luz UV (pele)
[Ca+2]
calcitriol
Pi
Vitamina D3 (colecalciferol)
Dieta
Fígado
25-OH-colecalciferol (calcidiol ou 25-OHD3)
Rim
1-alfa-hidroxilase
1,25-(OH)2-colecalciferol
(calcitriol ou 1,25-(OH)2D3)
(ativo)
24-hidroxilase
24,25-(OH)2-colecalciferol
(inativo)
Figure 4 The endocrine effects of vitamin D on
phosphate metabolism
Razzaque, M. S. (2009) The FGF23–Klotho axis: endocrine regulation of phosphate homeostasis
Nat. Rev. Endocrinol. doi:10.1038/nrendo.2009.196
Calcitriol (VitD3 ativa) atua de modo lento
na absorção intestinal de calcio e sobre os
ossos, tanto na mineralização de osso
recém-formado, assim como tem potente
efeito indutor da reabsorção óssea.
Corte da glândula
tireóide
CALCITONINA
Folículo
tireóideo
Colóide
Célula C
Células
foliculares
Capilar
Cápsula
de tecido
conectivo
Figure 1 Serum phosphate lowering effects of FGF23
Razzaque, M. S. (2009) The FGF23–Klotho axis: endocrine regulation of phosphate homeostasis
Nat. Rev. Endocrinol. doi:10.1038/nrendo.2009.196
FGF23 – fator de crescimento fibroblastico ou de
fibroblastos 23
•Osteoblastos e osteócitos
•Sua secreção é estimulada pelo calcitriol e por
sobrecarga de fosfato (in vitro e in vivo)
•Age nos rins induzindo efeito fosfatúrico e
suprime a 1-alfa-hidroxilase!
7-desidrocolesterol
[Ca+2]
calcitriol
FGF23
Luz UV (pele)
Vitamina D3 (colecalciferol)
Dieta
Fígado
25-OH-colecalciferol (calcidiol ou 25-OHD3)
Rim
1-alfa-hidroxilase
1,25-(OH)2-colecalciferol
(calcitriol ou 1,25-(OH)2D3)
(ativo)
24-hidroxilase
24,25-(OH)2-colecalciferol
(inativo)
HIPOCALCEMIA
HIPERCALCEMIA
PTH
PTH
Ca
Ca
1,25(OH)2D
Ca
PO4
Ca
1,25(OH)2D
PO4
HIPOFOSFATEMIA
HIPERFOSFATEMIA
PTH
PTH
FGF23
PO4
PO4
PO4
PO4
1.25(OH)D
1.25(OH)D
Outros reguladores do metabolismo de cálcio e do
osso
• Estrogênio: proliferação osteoblastos, receptores Vit D, do
GH e progesterona, reduz osteoclastos -  reabsorção óssea;
• GH: estimula proliferação osteoblastos,  IGF-1;
• HT: em excesso estimulam reabsorção óssea;
• Prolactina: aumenta reabsorção óssea a a atividade da 1alfa-hidroxilase (Vit D);
• Glicocorticóides: efeito catabólico;
Movimentos do cálcio
1.000g
TECIDOS
MOLES
Dieta
1.000mg/d
Ressorção
500mg/d
Deposição
500mg/d
Absorvido
300mg/d
Secretado
125mg/d
Fezes
825mg/d
LEC
1.000mg
(8,8-10,6 mg/dL)
Filtrado
10.000mg/d
Reabsorvido
9.825mg/d
Urina
175mg/d
Movimentos do fosfato
600g
100g
TECIDOS
MOLES
Dieta
1.400mg/d
Ressorção
210mg/d
Deposição
210mg/d
Absorvido
1.100mg/d
Secretado
200mg/d
Fezes
500mg/d
LEC
500mg
(2,5-4,5 mg/dL)
Filtrado
7.000mg/d
Reabsorvido
6.100mg/d
Urina
900mg/d
Movimentos do cálcio e fosfato
TECIDOS
MOLES
1,25-(OH)2-vitD3
PTH
calcitonina
1,25-(OH)2-vitD3
FGF23
LEC
PTH
1,25-(OH)2-vitD3
calcitonina
Questão:
• Por que em países com baixa luminosidade,
exemplo Bélgica, mesmo pertencendo ao
conhecido primeiro mundo, apresenta raquitismo
em crianças e até osteomalácia em adultos?
Ordene os efeitos biológicos envolvidos.
• Qual seria a razão teleológica relacionado ao
efeito fosfatúrico do PTH?