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Catedrático universitario
CMP 012911
Presentación de la cátedra sobre: Paratiroides, metabolismo del calcio y fisiología ósea. Clase 04 de Fisiología Endocrina.
1. Paratiroides, metabolismo del calcio y fisiología osea.
Prof. Jesús Palacios Solano.
2. Tema 04: Paratiroides, metabolismo del calcio y fisiología osea.
Contenido: Metabolismo del calcio y del fósforo. Principales hormonas reguladoras del metabolismo del calcio. Acciones fisiológicas de la vitamina D, PTH, y calcitonina. Efectos de la hipersecreción o hiposecreción. Otros factores que actuan sobre el metabolismo del calcio.
3. Tres hormonas son las principales que actúan sobre osteoclastos, osteoblastos, epitelio intestinal y epitelio renal regulando el metabolismo del calcio:
4. El peso total del tejido paratiroideo es de unos 130mg en el adulto.
En aves son muy notables.
5. Contenido y distribución del calcio, fosfato y magnesio en el cuerpo humano. Tabla.
6. Absorción y excreción de calcio, fósforo y magnesio. Figura.
7. Metabolismo del calcio en un adulto que ingiere 1000mg (25mmol) de calcio por día. Figura.
8.
9. Representación esquemática de la homeostasis del Ca+2 y sus acciones fisiológicas. Figura.
10. La concentración de calcio en el plasma es normalmente 10 mg/dL (=2.5mmol/L)
La concentración de fosfato en el plasma es 12 mg/dL (2/3 compuestos orgánicos).
11. Distribución del calcio (mmol/L) en el plasma humano normal. Cuadro.
La hiperventilación aumenta la alcalinidad del plasma con lo que aumenta la fijación a proteínas produciéndose signos de hipocalcemia.
12. Esquema del hueso compacto.
La proteína principal es el colágeno tipo I, producida por los osteoblastos.
Los cristales óseos están formados por hidroxiapatita Ca10(PO4)6(OH)2.
La taza de renovación ósea anual es de 4% para el hueso compacto y de 20% para el hueso trabecular. Promedio 18% anual (100% lactantes) En un momento dado 5% de la masa ósea se encuentra en remodelación (unos 2 millones de sitios concretos).
13.
14. Los osteoblastos son fibroblastos modificados y concluida su función se transforman en osteocitos y quedan atrapados pero interconectados (conductos de Harvers).
Los osteoclastos son monocitos modificados y modificados.
15. Hueso esponjoso normal (izquierda) comparando con hueso esponjoso de una paciente con osteoporosis. Figura.
16. Factores que afectan a los osteoblastos y a los osteoclastos. Cuadro.
El receptor para PTH se expresa en los osteoblastos (y en las células epiteliales de los túbulos proximal y distal del riñon). Los osteoblastos estimulan a los osteoclastos a través de RANKL. A dosis intermitentes bajas PTH induce la supervivencia de los osteoblastos. A dosis sostenidas elevadas induce indirectamente la actividad osteoclástica.
17. Corte histológico de la paratiroides.
Las células pequeñas claras son las células principales (productoras de PTH).
Las oscuras son llamadas oxifilas y se desconocen su función.
18. Paratohormona humana y analogía con bovina y porcina.
19. Representación de la estructura del receptor-sensor de Ca2+. Figura.
El receptor sensor de Calcio (CaSR) existen en muchos tejidos. En las paratiroides el incremento de Ca extracelular vía activación de la PLC inhibe la secreción de PTH y al gen de PTH.
20. Acciones de la PTH y la 1,25-dihidroxivitamina D sobre la hemostasia del Ca++/Pi. Tabla.
Sistema OPG/RANKL/RANK: 1) RANK (Receptor Activador para factor Nuclear Kappa Beta) se expresa en la membrana de monocitos preosteoclastos y osteoclastos. 2) RANK-L (Ligando de RANK) es secretada por linfocitos T, osteocitos y osteoblastos; está presente en la membrana de los osteoblastos, y activa la osteoclastogénesis a partir de monocitos. Está muy aumentado en artritis reumatoide y psoriasis. Su ausencia produce osteopetrosis en ratones.
OPG (osteoprotegerina) es un receptor soluble señuelo para RANKL que pone fin a la actividad RANKL. Su ausencia produce osteoporosis.
Los canales TRVP (Transient Receptor Potencial Vanilloid) son canales epiteliales de calcio. PCMA (Plasma membrane calcium ATPasa).
21. Regulación de la expresión génica de PTH y su secreción.
El exceso de Ca++ inhibe su producción. Una reducción de 0.2 mEq/L de Ca++ aumenta al máximo su producción (20 veces su basal).
Calcitriol inhibe la producción de PTH y estimula la expresión de CaSR.
CaSR (Receptor Sensor de Ca++)
22.
23. Vías de acción de la PTH y de la Proteína relacionada con PTH.
PTHrP es producida en varios tejidos, no se regula por Ca y generalmente no interviene en la homeostasis de Ca/Pi. Algunos tumores malignos producen PTHrP y causan hipercalcemia. En el útero PTHrP produce relajación.
24. Acciones de la paratohormona.
25. Representación esquemática de la absorción intestinal de calcio. Papel de calcitriol. Figura.
26. Absorción intestinal de Ca++ a través de la vía transcelular. Figura.
27. Formación e hidroxilación de la vitamina D3.
28.
29. La vitamina D y el calcitriol son esteroides.
30. ACTIVACIÓN Y EFECTOS DE LA VITAMINA D.
Calcitriol además parece actuar regulando la producción de factores de crecimiento en diversos órganos, células inmunitarias y queratinocitos de la piel.
31. El gen Cyp 1α codifica para 1 α hidroxilasa renal.
Su expresión en el túbulo proximal está regulada por calcio y PTH y calcitriol.
CYP (citocromo P450)
32.
33. El calcio y el fosfato plasmático ejercen control por retroalimentación en la forma de hormona D
34. La formación de hormona D depende de PTH y de PRL y también de GH, hCS y calcitonina. Hormona D estimula la síntesis de calbindina y de Ca2+ H+ ATPasa en el epitelio intestinal y en los riñones. Esto aumenta la absorción intestinal y reabsorción renal de calcio. También estimula a los osteoblastos y secundariamente a loss osteoclastos. Es una hormona hipercalcemiante.
34. RESPUESTA INTEGRADA A LA CALCEMIA.
36. Cuando el calcio iónico baja de lo normal se produce una intensa secreción de PTH.
Cuando el calcio iónico aumenta cesa la producción de PTH.
35. La mayoría de los casos de hipercalcemia se producen por aumento de PTHrP, (péptido relacionado con PTH) asociado a cáncer de mama, ovario, riñon u otro.
En una minoría se debe a metástasis óseas e intervienen prostaglandinas.
36. En la hipocalcemia (incluso en la inducida por hiperventilación) aparece el signo de Trosseau
Posición de la mano en la tetania hipocalcémica.
37.
38. Epulis es un signo del hiperparatiroidismo y puede aparacer en el embarazo.
Epulis (tumor de células gigantes).
39.
40. La calcitonina inhibe directamente a los osteoclastos, impidiendo la resorción ósea; y aumenta la excreción urinaria de calcio y fosfato.
Es una hormona antihipercalcemiante, de allí su nombre, pero su importancia fisiológica no ha sido claramente establecida.
41. La calcitonina es producida en las células parafoliculares del tiroides. Su vida media < 10 min.
Sin embargo, la extirpación del tiroides, si se conservan las glándulas paratiroides, no produce cambios a largo plazo en el metabolismo del calcio.
La calcitonina (de salmón) se emplea terapéuticamente para bloquear la resoorción ósea en enfermedades como Paget e hipercalcemia tumoral maligna. Alendronato e ibandronato tienen similar efecto.
42. OTRAS HORMONAS CON IMPORTANCIA SOBRE EL METABOLISMO ÓSEO.
GLUCOCORTICOIDES: Disminuyen la actividad de los osteoclastos (macrofágos), pero también la formación de proteínas por los osteoblastos y la excreción renal de calcio. A la larga, con dosis farmacológicas, se produce osteoporosis.
HORMONA DEL CRECIMIENTO: Vía la somatomedina produce incremento de la proteína osea y la formación de hueso. Incrementa la excreción de calcio en la orina y la absorción intestinal predominando esto.
ESTRÓGENOS: Disminuyen el desarrollo de osteoporosis, por un efecto directo sobre los osteoblastos e indirecto sobre los osteoclastos (al inhibir la IL 1, IL 6 y TNF▒ que estimulan a los osteoclastos y estimular la producción de TGFß que incrementa la apoptosis de los osteoclastos).
INSULINA: Estimula la formación de hueso por un mecanismo similar a la somatomedina.
15. Hueso esponjoso normal (izquierda) comparando con hueso esponjoso de una paciente con osteoporosis. Figura.
16. Factores que afectan a los osteoblastos y a los osteoclastos. Cuadro.
El receptor para PTH se expresa en los osteoblastos (y en las células epiteliales de los túbulos proximal y distal del riñon). Los osteoblastos estimulan a los osteoclastos a través de RANKL. A dosis intermitentes bajas PTH induce la supervivencia de los osteoblastos. A dosis sostenidas elevadas induce indirectamente la actividad osteoclástica.
17. Corte histológico de la paratiroides.
Las células pequeñas claras son las células principales (productoras de PTH).
Las oscuras son llamadas oxifilas y se desconocen su función.
18. Paratohormona humana y analogía con bovina y porcina.
19. Representación de la estructura del receptor-sensor de Ca2+. Figura.
El receptor sensor de Calcio (CaSR) existen en muchos tejidos. En las paratiroides el incremento de Ca extracelular vía activación de la PLC inhibe la secreción de PTH y al gen de PTH.
20. Acciones de la PTH y la 1,25-dihidroxivitamina D sobre la hemostasia del Ca++/Pi. Tabla.
Sistema OPG/RANKL/RANK: 1) RANK (Receptor Activador para factor Nuclear Kappa Beta) se expresa en la membrana de monocitos preosteoclastos y osteoclastos. 2) RANK-L (Ligando de RANK) es secretada por linfocitos T, osteocitos y osteoblastos; está presente en la membrana de los osteoblastos, y activa la osteoclastogénesis a partir de monocitos. Está muy aumentado en artritis reumatoide y psoriasis. Su ausencia produce osteopetrosis en ratones.
OPG (osteoprotegerina) es un receptor soluble señuelo para RANKL que pone fin a la actividad RANKL. Su ausencia produce osteoporosis.
Los canales TRVP (Transient Receptor Potencial Vanilloid) son canales epiteliales de calcio. PCMA (Plasma membrane calcium ATPasa).
21. Regulación de la expresión génica de PTH y su secreción.
El exceso de Ca++ inhibe su producción. Una reducción de 0.2 mEq/L de Ca++ aumenta al máximo su producción (20 veces su basal).
Calcitriol inhibe la producción de PTH y estimula la expresión de CaSR.
CaSR (Receptor Sensor de Ca++)
22.
23. Vías de acción de la PTH y de la Proteína relacionada con PTH.
PTHrP es producida en varios tejidos, no se regula por Ca y generalmente no interviene en la homeostasis de Ca/Pi. Algunos tumores malignos producen PTHrP y causan hipercalcemia. En el útero PTHrP produce relajación.
24. Acciones de la paratohormona.
25. Representación esquemática de la absorción intestinal de calcio. Papel de calcitriol. Figura.
26. Absorción intestinal de Ca++ a través de la vía transcelular. Figura.
27. Formación e hidroxilación de la vitamina D3.
28.
29. La vitamina D y el calcitriol son esteroides.
30. ACTIVACIÓN Y EFECTOS DE LA VITAMINA D.
Calcitriol además parece actuar regulando la producción de factores de crecimiento en diversos órganos, células inmunitarias y queratinocitos de la piel.
31. El gen Cyp 1α codifica para 1 α hidroxilasa renal.
Su expresión en el túbulo proximal está regulada por calcio y PTH y calcitriol.
CYP (citocromo P450)
32.
33. El calcio y el fosfato plasmático ejercen control por retroalimentación en la forma de hormona D
34. La formación de hormona D depende de PTH y de PRL y también de GH, hCS y calcitonina. Hormona D estimula la síntesis de calbindina y de Ca2+ H+ ATPasa en el epitelio intestinal y en los riñones. Esto aumenta la absorción intestinal y reabsorción renal de calcio. También estimula a los osteoblastos y secundariamente a loss osteoclastos. Es una hormona hipercalcemiante.
34. RESPUESTA INTEGRADA A LA CALCEMIA.
36. Cuando el calcio iónico baja de lo normal se produce una intensa secreción de PTH.
Cuando el calcio iónico aumenta cesa la producción de PTH.
35. La mayoría de los casos de hipercalcemia se producen por aumento de PTHrP, (péptido relacionado con PTH) asociado a cáncer de mama, ovario, riñon u otro.
En una minoría se debe a metástasis óseas e intervienen prostaglandinas.
36. En la hipocalcemia (incluso en la inducida por hiperventilación) aparece el signo de Trosseau
Posición de la mano en la tetania hipocalcémica.
37.
38. Epulis es un signo del hiperparatiroidismo y puede aparacer en el embarazo.
Epulis (tumor de células gigantes).
39.
40. La calcitonina inhibe directamente a los osteoclastos, impidiendo la resorción ósea; y aumenta la excreción urinaria de calcio y fosfato.
Es una hormona antihipercalcemiante, de allí su nombre, pero su importancia fisiológica no ha sido claramente establecida.
41. La calcitonina es producida en las células parafoliculares del tiroides. Su vida media < 10 min.
Sin embargo, la extirpación del tiroides, si se conservan las glándulas paratiroides, no produce cambios a largo plazo en el metabolismo del calcio.
La calcitonina (de salmón) se emplea terapéuticamente para bloquear la resoorción ósea en enfermedades como Paget e hipercalcemia tumoral maligna. Alendronato e ibandronato tienen similar efecto.
42. OTRAS HORMONAS CON IMPORTANCIA SOBRE EL METABOLISMO ÓSEO.
GLUCOCORTICOIDES: Disminuyen la actividad de los osteoclastos (macrofágos), pero también la formación de proteínas por los osteoblastos y la excreción renal de calcio. A la larga, con dosis farmacológicas, se produce osteoporosis.
HORMONA DEL CRECIMIENTO: Vía la somatomedina produce incremento de la proteína osea y la formación de hueso. Incrementa la excreción de calcio en la orina y la absorción intestinal predominando esto.
ESTRÓGENOS: Disminuyen el desarrollo de osteoporosis, por un efecto directo sobre los osteoblastos e indirecto sobre los osteoclastos (al inhibir la IL 1, IL 6 y TNF▒ que estimulan a los osteoclastos y estimular la producción de TGFß que incrementa la apoptosis de los osteoclastos).
INSULINA: Estimula la formación de hueso por un mecanismo similar a la somatomedina.
