Controllo Ormonale dell'Omeostasi del Calcio

Controllo Ormonale dell'Omeostasi del Calcio

• Il calcio è essenziale per il mantenimento della normale permeabilità al sodio nelle cellule nervose.
• È coinvolto nella neurotrasmissione e nell'accoppiamento eccitazione-contrazione nelle cellule muscolari.
• Agisce da segnale intracellulare per alcuni ormoni.
• È necessario al normale funzionamento di alcuni enzimi.
• Coinvolto in processi di sintesi proteica e coagulazione del sangue.
• È un componente del tessuto osseo ed è un primo messaggero.

Alcune Azioni Fisiologiche del Fosfato

• Svolge funzioni di sistema tampone nel compartimento intracellulare.
• Costituente importante di macromolecole come acidi nucleici, fosfolipidi, intermedi metabolici e fosfoproteine.
• Componente del tessuto osseo.

Metabolismo del Fosfato

• Circa 700 g di fosfato sono depositati nei tessuti molli e duri.
• Circa 500 mg di fosfato si trovano nei fluidi extracellulari.
• I reni filtrano circa 6 grammi di fosfato al giorno.
• Il 10% del fosfato filtrato viene perso con le urine.
• L'escrezione urinaria di fosfato è sotto controllo ormonale.
• La concentrazione plasmatica di fosfato è di 2.5 - 2.45 mg/dl o 0.81 - 1.45 mM.
• Le forme principali di fosfato nel sangue sono HPO42-(80%) e H2PO4-(20%).

Ricambio Giornaliero del Calcio

• L'assunzione giornaliera di calcio è di circa 1000 mg.
• L'assorbimento è di circa 350 mg.
• Il pool rapidamente scambiabile di calcio è di circa 4000 mg
• Il rimodellamento osseo rimuove 500 mg.
• L'escrezione fecale è di circa 800 mg.
• L'escrezione urinaria è di circa 200 mg.

Omeostasi del Calcio

• Il controllo della calcemia (10 mg/100 ml di plasma) e delle concentrazioni ematiche di fosforo e magnesio (elementi correlati funzionalmente) è svolto da un complesso di PTH, CT e vitamina D.
• Il calcio scheletrico è costituito principalmente da idrossiapatite (85%) e carbonato di calcio (15%).
• Il calcio osseo in una vacca di 500 kg è di circa 12,5 kg.
• Il calcio intracellulare è presente in mitocondri e reticolo endoplasmatico.
• A livello ematico, il calcio è legato alle proteine (50%) principalmente albumine e globuline e in parte è in forma diffusibile attraverso le membrane capillari.
• La frazione diffusibile è sia in forma ionica (90%) che legata ad altre sostanze (come citrati, bicarbonati e fosfati) ovvero non ionizzata.
• Il calcio ionizzato è importante per gli effetti biologici.
• L'omeostasi del calcio è in stretto rapporto con quella del fosforo.
• Il rapporto ottimale tra calcio e fosforo in monogastrici è 1/1, nei ruminanti è da 5/6 a 1.
• Un aumento di fosfato nel sangue ha un effetto negativo sulla calcemia poiché il fosfato lega il calcio.

Assorbimento Intestinale di Calcio

• La calmodulina è una proteina modulata dal calcio (Ca2+).
• È abbondante nelle cellule evolute e agisce come intermediaria per vari enzimi, canali e altre proteine.

Regolazione della Secrezione di Paratormone (PTH)

• L'ipocalcemia stimola la secrezione di PTH.
• L'ipercalcemia inibisce la secrezione di PTH.
• Bassi livelli di magnesio e adrenalina stimolano la produzione di PTH.
• La vitamina D inibisce la secrezione di PTH.

Il Recettore del Calcio Extracellulare

• Le cellule paratiroidi hanno un sensore/recettore per la concentrazione di calcio extracellulare.
• La risposta alla concentrazione di calcio è decrescente per valori crescenti di concentrazione.

Azioni del PTH

• Il PTH agisce sulla quantità di calcio e fosfato nel plasma.
• Esso mobilita il calcio dal tessuto osseo e inibisce il riassorbimento di fosfato a livello renale e intestinale.

Vitamina D

• La vitamina D3 (colecalciferolo) è necessaria per l'assorbimento intestinale del calcio (Ca2+) e per i processi di rimaneggiamento osseo.
• La vitamina D è una molecola steroidea che deriva dal colesterolo.
• Il 7-deidrocolesterolo nella cute è convertito in vitamina D3 con i raggi UV.
• Il fegato trasforma la vitamina D3 in 25-idrossivitamina D (25(OH)D).
• I reni convertono la 25(OH)D in 1,25-diidrossivitamina D (1,25(OH)2D), nota anche come calcitriolo.
• La vitamina D3 attiva (calcitriolo) regola l'assorbimento intestinale di calcio, l'escrezione renale di fosfato e la mineralizzazione ossea.
• Il metabolismo di vitamina D è regolato da ipofosfatemia, ipocalcemia e PTH.

Meccanismo d'azione della Vitamina D

• Meccanismo ormono-genetico.
• Stimolazione della sintesi di proteine che legano il calcio nelle cellule della mucosa intestinale.
• Azione permissiva sul PTH per la corretta mineralizzazione ossea.
• Stimolazione di ormoni come GH (accrescimento, lattazione), estrogeni, lattogeni placentari (gravidanza, ovodeposizione) e PRL (lattazione).

Perdita e Eccesso di Calcio

• Tabella comparativa degli effetti della perdita e dell'eccesso di Ca2+ e dei correlati ormoni (PTH, Vitamina D, e Calcitonina).

Iperparatiroidismo

• Primario: Eccessiva secrezione di PTH a causa di adenomi paratiroidei.
• Secondario renale: In seguito a lesioni renali croniche con conseguente ipocalcemia, ipofosfaturia e iperfosfatemia che stimolano la produzione di PTH.
• Secondario nutrizionale: Squilibri alimentari (insufficienza Ca2+ o eccesso di fosfato) che portano a ipocalcemia e conseguente incremento della secrezione di PTH.

Pseudoiperparatiroidismo

• Tumori non paratiroidei che secernono sostanze con effetto simile al PTH.

Ipoparatiroidismo

• Secrezione troppo scarsa di PTH.
• Con conseguente ipocalcemia e iperfosfatemia.
• A questo deficit può contribuire un'agressione alle ghiandola paratiroidee (es. degenerazione linfocitaria).

Ipercalcitonismo

• Alimentazione ricca di calcio (es. alimentazione per vacche da latte)prolungata per periodi prolungati.
• Può portare a processi osteosclerotici cronici.

Collasso puerperale nella vacca da latte (ipocalcemia)

• Ipocalcemia pre-parto in vacche da latte dovuto a scarsa reattività delle cellule PTH secernenti.

Eclampsia (tetania) puerperale nella cagna

• Squilibrio tra Ca2+ in entrata e uscita nell'organismo con conseguente eventuale disfunzione paratiroidea.

Disvitaminosì D

• Rachitismo, osteomalacia e ipervitaminosì D (es. osteopetrosi o "gatto di marmo") in caso di cattiva alimentazione (es. consumo di fegato crudo).

Malattie Metaboliche dell'Osso

• Osteoporosi: Disordine scheletrico caratterizzato da compromissione della resistenza ossea e aumentato rischio di fratture.
• Osteomalacia: Debolezza e fragilità ossea a causa di un metabolismo alterato.

Effetti degli estrogeni sull'osso

• Gli estrogeni aumentano l'apoptosi degli osteoclasti e diminuiscono l'attività, la formazione e l'apoptosi degli osteoblasti.