Fisiologia: Controllo ormonale di calcio e fosforo, Lezione 5

Fisiologia: Lezione 5. 11/03/2024

SBOBINATORI: Sardanella Noemi - Scardamaglia Giovanni CONTROSBOBINATORI: Schirò Claudia - Seidita Roberta PROFESSORE: GIAMMANCO MARCO

Sommario della lezione

Controllo ormonale del calcio e del fosforo pag 2 Ormoni principali e secondari che regolano i livelli di calcio pag 2 Ioni calcio pag 2 loni fosfato pag 3 Assorbimento intestinale del calcio pag 3 Gli scambi del calcio pag 4 Le ossa e cellule delle ossa pag 5 Paratiroidi pag 6 Paratormone pag 7 Calcitonina pag 7 Secrezione PTH e calcitonina pag 7 pag 8 Tetania pag 8 Controllo secrezione PTH e calcitonina pag 9 Ipoparatiroidismo pag 9 Iperparatiroidismo pag 9 Glucocorticoidi pag 10 GH. pag 10 Ormoni tiroidei. pag 10 Estrogeni .pag 10 Vitamina D pag 11 Eliminazione del calcio pag 12 Calcio plasmatico pag 12 Rachitismo pag 12 Osteomalacia. pag 13 Osteoporosi pag 13 Picco di massa ossea pag 14 Calcio in allattamento .pag 14 Vitamina D nell'anziano pag 14 pag 14 Calcio nell'anziano

Controllo ormonale del calcio e del fosforo

Il metabolismo del calcio è importantissimo, poiché la maggior parte delle funzioni dell'organismo avvengono grazie a questo elemento; senza di esso, quindi in condizioni di ipocalcemia, moriremmo in pochi minuti. Esempio: Se un chirurgo, asportando la tiroide, "strappa" anche le quattro paratiroidi, accade che il paziente andrà in tetania (spiegata successivamente), causata dall'ipocalcemia, e in questo caso bisogna agire subito, evidenziando il problema al medico e facendo immediatamente una flebo di fisiologica con una fiala di calcio. Non può essere somministrato il calcio endovena puro, poiché non si può far passare un paziente da un'ipocalcemia ad un'infusione rapida di calcio, perché si va ad interferire con le funzioni dell'organismo, come ad esempio la conduzione del cuore, e il paziente potrebbe morire. È importante che il livello di calcio nel sangue rimanga in equilibrio per consentire un corretto funzionamento dell'organismo e nella regolazione del calcio gioca un ruolo fondamentale il sistema endocrino.

Ormoni che regolano il calcio

Gli ormoni principali che contribuiscono alla regolazione del calcio sono:

• Paratormone (PHT) -> uno degli ormoni più potenti nella regolazione del calcio
• Vitamina D -> considerato come ormone
• Calcitonina -> regola il calcio in maniera più blanda

Poi ci sono degli ormoni che vanno a regolare il metabolismo del calcio:

• Glucocorticoidi -> prodotti dalla corteccia del surrene
• L'ormone della crescita (GH)
• Insulina
• Ormoni tiroidei
• Estrogeni

Funzioni degli ioni calcio

Gli ioni calcio hanno diverse funzioni. Anzitutto stimolano l'esocitosi di:

• Neurotrasmettitori -> riusciamo a pensare e a capire ciò che ci viene comunicato grazie al fatto che gli ioni calcio fanno secernere dei neurotrasmettitori che attivano i neuroni dell'area frontale
• Ormoni peptidici -> il calcio permette la secrezione di questi ormoni
• Enzimi digestivi -> è necessario il calcio affinché vengano secreti ad esempio gli enzimi pancreatici, che permettono la digestione

Tra le funzioni degli ioni calcio vi sono:

• La contrazione muscolare -> avviene grazie al calcio
• Coagulazione sanguigna -> il calcio infatti è un fattore emocoagulativo, cioè permette la coagulazione del sangue
• Co-fattore di reazioni enzimatiche -> alcuni enzimi non funzionano senza calcio
• Struttura del tessuto osseo e dentario

La quantità di calcio nel sangue è di 1,2 kg sotto forma di idrossiapatite (costituente minerale dell'osso) e di 1 gr in forma solubile nei liquidi extracellulari.

Ioni fosfato

Il metabolismo del calcio è in rapporto con il fosfato. Le funzioni degli ioni fosfato sono:

• Costituisce i composti ad alta energia -> ATP (adenosina-trifosfato) -> CP (creatina-fosfato)
• Costituisce i fosfolipidi -> formano le membrane plasmatiche
• Co-fattore di reazioni enzimatiche
• Insieme al calcio costituisce la matrice ossea

Il fosfato è un elemento importante per l'organismo, ma è comunque difficile avere uno squilibrio del livello di fosfato.

Assorbimento intestinale del calcio

• Il calcio assunto con gli alimenti -> sali poco solubili
• I| 70% calcio alimentare non viene assorbito -> viene espulso con le feci
• La quantità assorbita mediamente 450 mg/giorno
• L'assorbimento è variabile in relazione alla calcemia (livello di calcio nel sangue) -> in base al livello di calcio nel sangue, gli ormoni principali, come il paratormone o la calcitonina, regolano l'assorbimento intestinale del calcio

L'assorbimento intestinale del calcio avviene attraverso l'epitelio intestinale. Si tratta di un passaggio trans-cellulare con trasporto attivo saturabile. Il calcio attraversa le cellule, arriva alla membrana basale e da lì passa poi ai capillari e quindi nel circolo sanguigno e necessita dell'1-25-diidrossicolecalciferolo (vitamina D), ovvero del calcitriolo; è importante, perché si tratta di due idrossidazioni che avvengono a livello del fegato e del rene. In breve: il trasporto attivo del calcio attraverso l'epitelio intestinale avviene grazie alla vitamina D. A livello clinico, in genere, gli anziani (98/100 soggetti), in particolare le donne, hanno la vitamina D bassa e di conseguenza anche l'ipocalcemia (l'ipocalcemia a livello diagnostico si manifesta nell'osteoporosi); quindi il medico curante prescrive il dosaggio della vitamina D che deve essere integrato anche con un'alimentazione corretta. Il calcio può essere assorbito pure per via para cellulare tra l'epitelio con meccanismo passivo non saturabile in quanto non è presente un carrier; probabilmente, ma non è sicuro, il calcitriolo (vitamina D) facilita questo passaggio.

Scambi del calcio nell'organismo

Il Ca è in continuo scambio (in omeostasi) tra i vari comparti dell'organismo, in particolare il comparto extracellulare, l'osso e l'intestino. Inizialmente il calcio viene ingerito tramite l'alimentazione (circa 1000 mg), ne viene assorbita solo una parte e la restante viene espulsa attraverso le feci (circa 800 mg). A livello dell'intestino, grazie alla stimolazione del calcitriolo (vitamina D) vengono assorbiti circa 350 mg di calcio, mentre il calcio presente nelle secrezioni pancreatico-biliari (circa 150 mg) viene espulso con le feci. Anche il rene è un forte regolatore della calcemia, infatti il paratormone e la calcitonina agiscono sul tubolo renale; infine, le ossa sono un grande deposito di calcio, infatti se l'organismo si trova in ipocalcemia, usufruisce del calcio presente in queste.

Dieta 1000 mg Vitamina D + Vitamina D + Scheletro Assorbimento 350 mg 500 mg Y Intestino Liquido extra- cellulare 1000 mg Pool a rapido scambio 4000 mg Rimodellamento osseo 1.000.000 mg Secrezione 150 mg 500 mg Calcitonina OPTH Rene 2% del carico filtrato PTH Vitamina D - Calcitonina +- Escrezione fecale 800 mg Escrezione urinaria 200 mg Figura 25.1 L'omeostasi del calcio. Ricambio giornaliero medio del cal- cio nell'uomo. Il segno + indica stimolazione, il segno - inibizione.

Le ossa e le cellule ossee

L'osso è composto da due regioni principali:

• Regione corticale (compatta) -> 80% del totale
• Regione trabecolare (spugnosa) -> 20% del totale

La Regione corticale è organizzata in osteoni (unità di rimodellamento osseo) con strati concentrici di materiale osseo disposti attorno ai canali di Havers dove scorrono i vasi. La matrice ossea è costituita da:

• 90-95% fibre collagene (osteoide) -> non sono altro che proteine (la quota proteica sull'osso ha una funzione specifica)
• Sulle fibre collagene sono depositati cristalli di idrossiapatite
• L'intero ciclo di ricostruzione di nuovo tessuto osseo richiede circa 100 giorni

Alla base del rimodellamento osseo (osteone) vi sono tre tipi di cellule:

• osteoblasti
• osteoclasti
• osteociti

Osteoblasti

Gli osteoblasti producono una matrice ossea immatura, ovvero la base che successivamente si va a cristallizzare e si va così a differenziare nella matrice ossea matura. Sono collocati nella parte esterna dell'osteone e sintetizzano:

• collagene -> proteina
• osteonectina -> glicoproteina
• osteocalcina -> proteina
• fosfatasi alcalina

Osteociti

Gli osteoblasti maturano in osteociti. Essi sono i responsabili della creazione di matrice ossea matura, cioè quella che ha inglobato i cristalli di calcio.

Osteoclasti

Gli osteoclasti sono delle cellule polinucleate che distruggono la matrice ossea; infatti, contengono degli enzimi che vanno ad idrolizzare l'osso. Derivano da monociti macrofagi, derivano dai preosteoclasti e per effetto del PTH (paratormone) in eccesso si trasformano in osteoclasti maturi. Gli osteoclasti:

• secernono enzimi e ioni idrogeno che facilitano la solubilizzazione dei minerali ossei che vengono immessi in circolo.
• Vengono messi in circolo anche aminoacidi di derivazione del collagene, idrossiprolina e idrossilisina. L'idrossiprolina è importante perché, dal punto di vista clinico, quando si vuole fare un'indagine sull'attività macrofagica e si nota che il paratormone è aumentato, si cerca di capire quanto questo ormone va ad attivare gli osteoclasti, di conseguenza si analizza il livello di idrossiprolina urinaria e se questo è aumentato vuol dire che è presente più catabolismo osseo.
• La velocità di escrezione urinaria è indice di riassorbimento osseo.

Gli osteoclasti sono importanti in quanto, nel momento in cui si verifica un'ipocalcemia, distruggono la matrice ossea e immettono il calcio nel circolo sanguigno, evitando l'osteoporosi.

Figura 25.3 Organizzazione dell'osso. A) Regione trabecolare. B) Regione corticale: osteone costituito da osteociti e percorso da un canale di Havers (che contiene vasi sanguigni); più all'estero sono rappresentati un osteo- clasto e degli osteoblasti, che intervengono nel rimodellamento osseo Vaso sanguigno che percorre un canale di Havers Canalicoli (non rappresentato) A Osteoide Osteociti Osteoblasto Osteoclasto 酒 泉 事 旅 券

Paratiroidi

Le paratiroidi sono piccole formazioni ghiandolari di colore giallino, si trovano posteriormente alla tiroide, con cui sono in stretta relazione. Sono 4 (due per lato: due superiori e due inferiori); a volte le possiamo trovare collocate nel mediastino e possono essere presenti anche delle paratiroidi accessorie. Sono irrorate da rami delle arterie tiroidee superiori e inferiori. Le cellule delle paratiroidi sono:

• Cellule principali -> producono il PTH (Paratormone)
• Cellule ossifile o eosinofile -> Si colorano con l'eosina, un colorante acido; probabilmente sono cellule principali in regressione

origine L tuba uditiva - cavità del timpano I tasca faringea membrana del timpano I solco branchiale meato acustico esterno I e Il arco branchiale orecchio esterno rinofaringe- palato molle orofaringe Il tasca faringea fossetta sopratonsillare epitelio della tonsilla palatina lingua (sezione) parete laterale della faringe condotto tireo-glosso persistente osso joideo (sezionato) III tasca faringea paratiroide Il tasca fistola branchiale faringea IV tasca faringea paratiroide IV parete anteriore della faringe lobo piramidale lobo laterale della ghiandola tiroidea III tasca faringea paratiroide III Ill tasca faringea cordone persistente del timo arteria carotide Tiroide Paratiroidi Veduta posteriore foro cieco Ill aberrante B