Sistema endocrino 6. Metabolismo del calcio e del fosfato, ormone paratiroideo, calcitonina, vitamina D

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1 Sistema endocrino 6. Metabolismo del calcio e del fosfato, ormone paratiroideo, calcitonina, vitamina D Prof. Carlo Capelli Fisiologia Generale e dell Esercizio Facoltà di Scienze Motorie, Università di Verona

2 Obiettivi Metabolismo del calcio e del fosforo e vitamina D: distribuzione corporea e plasmatica del calcio e del fosforo Azioni fisiologiche del calcio e del fosforo Ricambio gornaliero del calcio, tessuto osseo e omeostasi del calcio e del fosfato, formazione e rimodellamento del tessuto Osseo, massa ossea e età Metabolismo del calcio - il paratormone, sintesi e secrezione di PTH, metabolismo del calcio e PTH, PTH-tessuto osseo-reneintestino La vitamina D, 2, la vitamina D, D3 e concentrazione di Ca++ Calcitonina e metabolismo calcio e fosforo

3 Distribuzione corporea e plasmatica del calcio e del fosforo Il calcio legato alle proteine plasmatiche NON è filtrabile

4 Azioni fisiologiche del calcio e del fosforo

5 Ricambio gornaliero del calcio Il calcio è regolato a livello intestinale e renale: la quantità di calcio assorbita e secreta a livello intestinale varia in funzione dell apporto dietetico e della necessità dell organismo (ne assumo una quota fissa, non una % fissa)

6 Tessuto osseo e omeostasi del calcio e del fosfato Tessuto osseo: è il principale deposito di calcio e fosfato nell organismo. Porzione minerale: Idrossiapatite: Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 La porzione minerale è 1/5 del volume e 1/2 del peso dell osso Matrice organica: Fibre collagene e proteoglicani

7 Formazione e rimodellamento del tessuto osseo La formazione ed il riassorbimento del teesuto osseo sono continui (RIMODELLAMENTO del 100% in un anno nel bambino e del 18% nell adulto) Osteoblasti: sintetizzano e depositano collagene, questo forma la matrice ossea (OSTEOIDE) sulla quale si deposita la frazione minerale (i cristalli di idrossiapatite) Perchè il processo funzioni le concentrazioni di calcio e fosfato ematiche devono essere normali

8 Massa ossea e età La massa ossea aumenta in funzione dell età fino ai anni (la velocità di formazione supera la velocità di riassorbimento) Il picco di massa ossea è maggiore nei maschi che nelle femmine (la pendenza è maggiore in M che in F). A anni la formazione è uguale al riassorbimento Dopo i 50 anni la velocità del riassorbimento supera quella di formazione: la perdita di massa ossea è maggiore nelle femmine che nei maschi (pendenza maggiore in F che in M)

9 Metabolismo del calcio - Il Paratormone L ormone paratiroideo (PTH) è una proteina (84 aa) derivata da un pro-ormone che deriva, a sua volta da un pre-pro-ormone Sintetizzato dalle cellule principali della paratiroide

10 Sintesi e secrezione di PTH Sono stimolate dalla diminuzione della concentrazione della quota ionizzata del calcio plasmatico - ipocalcemia Sono inibite dall aumento della concentrazione della quota ionizzata - ipercalcemia

11 Metabolismo del calcio e PTH Il PTH è un ormone con tre organi bersaglio: intestino, rene e osso La stabilità della calcemia è assicurata dal PTH tramite un azione diretta a livello dell osso e del rene e tramite un azione indiretta a livello dell intestino tramite la vitamina D 3. Il PTH influenza contemporaneamente anche il metabolismo del fosfato inorganico

12 PTH-tessuto osseo-rene-intestino Favorisce il riassorbimento osseo attivazione degli osteoclasti (azione indiretta mediata dalle citochine liberate dagli osteoblasti, i soli ad avere recettori per PTH e D 3 ) inibizione degli osteoblasti e della sintesi di matrice organica osteoide Riduce la clearance renale del calcio-aumenta quella dei fosfati stimola il riassorbimento del calcio nel TCD e nel tratto ascendente spesso dell ansa di Henle esercita anche un azione indiretta mediante il calcitriolo che stimola nelle cellule tubulari renali la sintesi di una proteina vettrice del calcio riduce il riassorbimento nel TCP di fosfati (fosfaturia) Stimola l assorbimento intestinale del calcio Azione indiretta tramite vitamina D 3

13 Concentrazioni di C ++ e fosfato dopo infusione di PTH Aumento della concentrazione plasmatica di calcio Diminuzione della concentrazione plasmatica del fosfato

14 1. La vitamina D La vitamina D 3 (colecalciferolo) è prodotta nella cute in presenza di raggi UV a partire dal 7-deidrocolesterolo Vitamina D 2 (ergocalciferolo) di origine alimentare A livello del fegato e del rene i pro-ormoni D 2 e D 3 vengono trasformati nella forma attiva per idrossilazione in posizioni 1, 24 e 25 (patologie epatiche o renali possono influire negativamente sul metabolismo di calcio e fosfato)

15 2. La vitamina D A livello del fegato e del rene i pro-ormoni D 2 e D 3 vengono trasformati nella forma attiva per idrossilazione in posizioni 1, 24 e 25 A livello renale, il PTH stimola l enzima renale 1- idrossilasi che trasforma il 25-(OH)D 3 in 1,25- diidrossicalciferolo o calcitriolo L idrossilasi epatica è stimolata dagli estrogeni; quella renale è anche stimolata dalla ipocalcemia e dalla ipofosfatemia

16 D 3 e concentrazione di Ca ++ L ipocalcemia stimola la secrezione di PTH PTH stimola la sintesi di 1,25(OH) 2 D 3

17 La vitamina D - sinossi 24, 25 OH attività biologica ridotta 1, 25 OH attività biologica elevata

18 Calcitonina Ormone prodotto dalle cellule C della tiroide (cellule parafollicolari) Azione antagonista del PTH a livello del tessuto osseo per quanto concerne il calcio inibisce riassorbimento del calcio mentre il PTH lo favorisce) agonista per quanto riguarda il riassorbimento del fosfato (lo inibisce così come il PTH) La sua secrezione aumenta se aumenta la concentrazione plasmatica di calcio: effetto IPOCALCEMIZZANTE la calcitonina diminuisce anche la concentrazione plasmatica del fosfato Importanza fisiologica controversa

19 Metabolismo calcio e fosforo - Sinossi PTH: (Ca ++ ) p e (HPO -- 4 ) p RENE e OSSO 1-25OH-D: (Ca ++ ) p e (HPO -- 4 ) p INTESTINO e OSSO Rene: regolazione rapida; Intestino: regolazione lenta: risposte compensatorie per difendere la massa ossea

20 Fisiopatologia Iperparatiroidismo: (tumore benigno di una o + ghiandole paratiroidi) Iperproduzione di PTH. Ipercalcemia e Ipofosfatemia Calcolosi renale Massivo riassorbimento osseo: fratture, dolore, deformità Ipercalcemia: alterazioni della trasmissione nervosa, astenia muscolare, diminuzione della motilità intestinale Ipocalcemia: alterazioni della trasmissione nervosa, intorpidimento, parestesie, contrazioni tetaniche della muscolatura di mani, piedi e laringe (pericolosa) Rachitismo: carenza di D 3 (osteomalacia nell adulto)

21 Tetano ipocalcemico della mano

22 Metabolisomo osseo e sistema endocrino 17 -estradiolo (estrogeno) regola il bilancio tra processo di neoformazione e rassorbimento osseo osteoporosi da post menopausa con riduzione dell altezza (e cifosi) per riduzione dello spessore vertebrale perdita in proporzioni uguali di minerali e matrice organica Fragilità delle ossa e alto rischio di fratture (specie nelle ossa lunghe: femore) Allettamento e voli spaziali provocano osteoporosi: la formazione dell osso dipende dal carico applicato: se questo diminuisce il riassorbimento può superare la formazione L eccesso di glucocorticoidi (sindrome di Cushing ) riduce i livelli plasmatici di calcio e può portare ad osteoporosi (facilitano il riassorbimento dell osso) GH e le somatomedine favoriscono sia l escrezione di calcio che il suo assorbimento intestinale Gli ormoni tiroidei possono portare a ipercalciemia e osteoporosi

23 Bibliografia Fisiologia dell Uomo, autori vari, Edi.Ermes, Milano Capitolo 16.4: Sistema endocrino - Paratiroidi

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