MECAMISMOS REGULADORES DA CONCENTRAÇÃO

PLASMÁTICA DE

Cálcio e Fosfato

1,25(OH)2 vitD/PTH/calcitonina/FGF23

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 1,96Fosforo 0,22 1,08Cloro 0,08 0,45

Potassio 0,06 0,37

Enxofre 0,05 0,25

Sodio 0,03 0,11

magnesio 0,01 0,04

Composição elemental do corpo humano (Lehninger, 1975)

Conteúdo corporal e distribuição tecidual de cálcio e fósforo em pessoas sadias

Cálcio FósforoConteúdo total 1.300g 600g

% conteúdo totalOssos e dentes 99% 86%LEC 1% 0,08%LIC 0,1% 14%

Funções do cálcio e PiAcoplamento 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,

variação 1-2% ao dia, 8,8-10,5 mg/dL

[Fósforo] plasmática

variação 50-150% ao dia, 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;24:2321-2324

© The Author [2009]. Published by Oxford University Press on behalf of ERA-EDTA. All rights reserved. For Permissions, please e-mail: journals.permissions@oxfordjournals.org

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 lactatoPi Cations: Na+ e K+

Ca2+

Ca2+

H+

H+

H+H+

Albumina

Ca2+

Ca2+

Ca2+

Ca2+

H+

H+ Albumina

Ca2+

Ca2+

Ca2+ Ca2+

Ca2+

[Ca+2] ionizado

ACIDOSE

[Ca+2] ionizado

ALCALOSE

TECIDOS MOLES

LEC

Movimentos do cálcio e fosfato

Movimentos do cálcio

Secreção cálcio = 300mg/d

30-70% - transporte ativo regulado hormonalmente

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 lactaçãoFósforo: 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 1Parte mineral –

fosfato de Ca+2 58%;carbonato de Ca+2 7%; fluoreto de Ca+2 e fosfato de magnésio 1 e 2%;NaCl <1%

OSSOS E OSSIFICAÇÃO

Osso compacto (80%)

Lacunas (ocupada por osteócitos)

Osso trabecular (20%)

Espaços de reabsorção

Canal haversiano

Sistema haversiano (canal e lamelas)

Constituição:

Parte orgânicaParte mineral –

fosfato de Ca 58%; carbonato de Ca 7%; fluoreto de Ca e fosfato de magnésio 1 e 2%;NaCl <1%

canalículos

Lacunas

Canal haversiano

Lacunas com osteócitos

Canais haversianos

Osso descalcificado

Osso calcinado

OsteoblastosOsteócitos

Osso intermembranoso

Vaso sg

Núcleos

Osteoclasto

OSSO

OSTEOCLASTOOSTEOBLASTO

OSTEÓIDE

Epitélio unicelular

LEC

Movimentos do fosfato

90% do fosfato plasmático é filtrado pelos glomérulos, sendo ~85% reabsorvido!

< 15%

LEC

Movimentos do cálcio

98% carga filtrada é reabsorvida!

Sendo cerca de 10% regulada por ação hormonal!

< 2%

Principais

Principais

Principais

Oxifílicas

Oxifílicas

Oxifílicas

Principais

cápsula Vasos sanguíneos

Glândulas paratireóides

PTHParatormônio

Sequência sinal

Sequência Biologicame

nte ativaPro

Sequência Fragmento terminal carboxila

resíduos

resíduos(secretado)

Retículo endoplasmático rugoso

Vesículas secretoras

resíduos

resíduos

Resposta da glândula paratireóide a mudanças na [ ] plasmática de Ca+2

Ca+2 livre plasmático (mM)

Glândulas paratireóid

es

Células principais

Receptor para Ca+2

[Ca+2] EC...

...inibição sintese e liberação de

PTH.

Célula principa

lGrânulo secretor

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

PELE

FÍGADO

RIM

7-DEHIDRO-COLESTEROLCOLECALCIFEROL (VIT. D3)

25-HIDROXICOLECALCIFEROL

1,25(OH)2-COLECALCIFEROL

Biossíntese da Vitamina DUV

25-Hidroxilase

1Hidroxilase

LS Costanzo, APS, 20, S207-S216, 1998

1- Canais de cálcio da porção apical dos enterócitos: TRVP5 e TRVP6

3- Cálcio-ATPase da membrana plasmática: PMCA Trocador cálcio e sódio: NCX

DUODENO E JEJUNO

2- Calbindina D-9k e calbindina D-28k: transportadoras de cálcio IC

sangue

Espaço intersticial

Célula epitelialLúmen

intestinal

Síntese proteíca

Núcleo

NPT2: co-transportador sódio e fosfatos

7-desidrocolesterol

Vitamina D3 (colecalciferol)

25-OH-colecalciferol (calcidiol ou 25-OHD3)

1-alfa-hidroxilase24,25-(OH)2-colecalciferol

(inativo)

Luz UV (pele)

Dieta

Fígado

Rim

1,25-(OH)2-colecalciferol(calciferol ou 1,25-(OH)2D3)

(ativo)

24-hidroxilase

Ca+

2

PTH Pi

7-desidrocolesterol

Vitamina D3 (colecalciferol)

25-OH-colecalciferol (calcidiol ou 25-OHD3)

1-alfa-hidroxilase

24,25-(OH)2-colecalciferol(inativo)

Luz UV (pele)

Dieta

Fígado

Rim

1,25-(OH)2-colecalciferol(calcitriol ou 1,25-(OH)2D3)

(ativo)

24-hidroxilase

[Ca+2] calcitriol Pi

Figure 4 The endocrine effects of vitamin D on phosphate metabolism

Razzaque, M. S. (2009) The FGF23–Klotho axis: endocrine regulation of phosphate homeostasisNat. 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.

Cápsula de tecido conectivoCapilar

Células foliculares

Célula C

Folículo tireóideo

Colóide

Corte da glândula tireóide

CALCITONINA

Figure 1 Serum phosphate lowering effects of FGF23

Razzaque, M. S. (2009) The FGF23–Klotho axis: endocrine regulation of phosphate homeostasisNat. 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

Vitamina D3 (colecalciferol)

25-OH-colecalciferol (calcidiol ou 25-OHD3)

1-alfa-hidroxilase

24,25-(OH)2-colecalciferol(inativo)

Luz UV (pele)

Dieta

Fígado

Rim

1,25-(OH)2-colecalciferol(calcitriol ou 1,25-(OH)2D3)

(ativo)

24-hidroxilase

[Ca+2] calcitriol FGF23

HIPOCALCEMIA HIPERCALCEMIA

PTH

Ca

Ca PO41,25(OH)2D

PTH

Ca

1,25(OH)2D

Ca

PO4

HIPOFOSFATEMIA HIPERFOSFATEMIA

PTH

PO4 PO4

1.25(OH)D 1.25(OH)D

PTHFGF23

PO4

PO4

• 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 1-

alfa-hidroxilase (Vit D);• Glicocorticóides: efeito catabólico;

Outros reguladores do metabolismo de cálcio e do osso

TECIDOS MOLES

LEC1.000mg

(8,8-10,6 mg/dL)

Movimentos do cálcio

Dieta1.000mg/d

Fezes825mg/d

Absorvido300mg/d

Reabsorvido9.825mg/d

Secretado125mg/d

Deposição500mg/d

Filtrado10.000mg/d

Ressorção500mg/d

Urina175mg/d

1.000g

TECIDOS MOLES

LEC500mg

(2,5-4,5 mg/dL)

Movimentos do fosfato

Dieta1.400mg/d

Fezes500mg/d

Absorvido1.100mg/d

Reabsorvido6.100mg/d

Secretado200mg/d

Deposição210mg/d

Filtrado7.000mg/d

Ressorção210mg/d

Urina900mg/d

600g

100g

TECIDOS MOLES

LEC

Movimentos do cálcio e fosfato

1,25-(OH)2-vitD3

1,25-(OH)2-vitD3

PTH

PTH

calcitonina

1,25-(OH)2-vitD3

calcitonina

FGF23

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?