FUNCIONES FISIOLOGICAS DEL CALCIO DEL FOSFORO Y DEL MAGNESIO

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1 MAESTRIA USAL- IDIM, Dra Paula Rey FUNCIONES FISIOLOGICAS DEL CALCIO DEL FOSFORO Y DEL MAGNESIO IONES ESENCIALESPOR SU ROL EN LAS FUNCIONES FISIOLOGICAS IMPORTANCIA DE SU REGULACION PARA LA CONSTANCIA DE SUS NIVELES PLAMATICOS BALANCE NETO EN ARQUETIPO FISIOLOGICO DE UN ADULTO ES NEUTRO (INGRESOS=EGRESOS) Situaciones fisiológicas que requieren más ingresos y menos egresos: crecimiento, embarazo y lactancia NIVELES PLASMATICOS INGRESOS: DIETA (FUENTE EXOGENA)Y RESERVORIO (FUENTE ENDOGENA-ESQUELETO) EGRESOS: HECES, ORINA, SUDOR

2 FUNCIONES FISIOLOGICAS DEL CALCIO DEL FOSFORO Y DEL MAGNESIO HORMONAS IMPLICADAS EN SU REGULACION PARATHORMONA, CALCITONINA Y CALCITRIOL MODULADORES DE SU CONCENTRACION CORTISOL, GH, HORMONAS TIROIDEAS, INSULINA, ESTROGENOS, IGF-1

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4 FOSFORO ES UNO DE LOS COMPONENTES MAS ABUNDANTES DE TODOS LOS TEJIDOS ( gramos en total) MAYOR CONCENTRACIÓN EN HUESO Y DIENTES 90% en esqueleto y dientes 9% en LIC (tejidos) y 1% en LEC (plasma e intersticio) EN PLASMA: 12 mg/% (8mg/% en formas orgánicas) Forma iónica(difusible) fósforo inorgánico como monohidrogeno divalente (POH=) y dihidrogenado monovalente (POH2-) Unido a proteínas(complejos orgánicos), fosfolípidoslipoproteínas. Unido a cationesca, Mg o Na, y aniones fosfatos(acido pirofosfórico o pirofosfato)

5 FUNCIÓN DEL FOSFORO IMPORTANTE EN FUNCIONES CELULARES Y EN LA MINERALIZACION OSEA FUNCION ENERGETICA: CONCENTRACION DE ENERGIA (ATP) FUNCION ESTRUCTURAL: AC. NUCLEICOS, HIDROXIAPATITA, FOSFOLIPIDOS DE MEMBRANA REACCIONES ENZIMATICAS(GLICOLISIS) FUNCION PROTEICAAFINIDAD DE HEMOGLOBINA (capacidad de transporte de O2 por la regulación de la síntesis del 2,3 difosfoglicerato)

6 FOSFORO INGRESO POR DIETA1.5 g/dia (1.5-3 veces los requerimientos mínimos) Ingresa como P orgánico e inorgánico. El orgánico se degrada, salvo los fitatos 70% de la ingesta es absorbido como P inogánico en el intestino delgado, yeyuno-íleon > duodeno MECANISMO PRINCIPAL: absorción por difusión 25 y 1,25 vitamina D participan en la absorción celular activa (la menor proporción de lo absorbido)

7 FOSFORO VITAMINA D y COTRANSPORTADOR DE SODIO/P en la membrana con ribete en cepillo, son los medios necesarios para ingresar P a la celula intestinal (transcripción de ARNm) luego es liberado con mecanismos pasivos por gradientes electroquímicos a través de carriers de membrana) LA DEFICIENCIA DE VITAMINA D solo reduce en 15% la absorción de P y sobre todo por formarse sales de fosfato de calcio al no ser absorbido el calcio

8 FOSFORO DIFUSION POR ALTO CONTENIDO LUMINAL INTESTINAL Y BAJO Km DEL PROCESO DE TRANSPORTE PARACELULAR (AUN EN AYUNO) SE ABSORBE MAS DE LOS REQUERIMIENTOS POR SER ALTA LA OFERTA DE LA DIETA AUN EN ESTADOS PATOLOGICOS SU ABSORCION INTESTINAL ES MENOR SI HAY FORMACION DE SALES (calcio, aluminio, magnesio) y por envejecimiento celular

9 FOSFORO LA BILIS+JUGOS INTESTINALES Y PANCREATICOS contienen altas concentraciones de iones fosfatos contribuyendo al equilibrio entre ingesta y excreción fecal. SU DEFICIENCIA es improbable por abundar en la dieta salvo condiciones de extrema hambruna o por administración de quelantes o pérdida renal SU PRINCIPAL ORGANO REGULADOR ES EL RIÑON HORMONAS QUE PARTICIPAN EN SU REGULACION: PTH, CALCITRIOL, CALCITONINA y FGF 23-KLOTHO HUESO ES FUENTE DE RESERVA ANTE DEPRIVACIÓN SEVERA

10 FOSFORO El 80% de lo filtrado se reabsorbe en el túbulo proximal Es dependiente de cotransportador de Na/P en la superficie apical de las células tubulares Participan de su regulación renal PTH, calcitriol y FGF 23-Klotho El osteocito produce FGF23 (hormona que funciona con el cofactor Klotho), que a nivel de TP inhibe cotransportador Na/P (fosfaturia) FGF23 inhibe la 1alfaOHlasa renal con menor producción de calcitriol (1.25 diohd3), menor absorción (GI) y reabsorción renal de fósforo.

11 FOSFORO BALANCE DE FOSFORO: sus niveles plamáticos se mantienen en un rango relativamente estrecho dependiente de lo absorbido a nivel GI y de lo excretado a nivel renal (demanda vs aporte) REGULACION DE LA CONCENTRACION PLASMATICA CAMBIOS A LARGO Y A CORTO PLAZO (redistribución entre LEC-hueso-LIC) MECANISMOS QUE REDISTRIBUYEN FOSFORO RAPIDAMENTE NIVELES ELEVADOS DE INSULINA Y O DE GLUCOSA ELEVACION DE CATECOLAMINAS CIRCULANTES ALCALOSIS RESPIRATORIA SITUACIONES DE ANABOLISMO Y PRODUCCION CELULAR REMINERALIZACION OSEA RAPIDA

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13 MAGNESIO CONTENIDO CORPORAL TOTAL 25 GRAMOS 4to catión más abundante y 2do intracelular (vertebrados) 70% EN COMPLEJOS CON CA y P EN EL HUESO 30% EN LEC y LIC (tejidos, glóbulo rojo, miocito) EN PLASMA: 80% ionizado y difusible, 20% U a proteínas séricas (albúmina y globulinas), y en complejos con citrato y fosfato Músculo mayor concentración de Mg que Ca, mientras que en plasma es mayor la concentración de Ca LCR es mayor su concentración que en plasma

14 ES ESENCIAL FUNCION DEL MAGNESIO COFACTOR DE CIENTOS DE PASOS METABOLICOS FORMACION DEL SUSTRATO (asas, kinasas y ciclasas) ACTIVADOR ALOSTERICO (LPL, 5N, fosfolipasa C, PPK, CPK, PROT G) CORRIENTES IONICAS ESTABILIZADOR DE MEMBRANA FOSFORILACION OXIDATIVA, GLICOLISIS, TRANSCRIPCION DE ADN, SINTESIS PROTEICA PROPIEDADES DE MEMBRANA (CANALES K, Ca, conducción neuronal)

15 MAGNESIO ABSORCION: INTESTINO DELGADO Y COLON 45% DE LO INGERIDO, absorción activa (saturable) y pasiva (insaturable asegura absorción en dietas pobres) A MAYOR CUOTA OFERTADA MENOR ABSORCION MENOR ABSORCION ANTE FOSFATOS, ALCALIS Y GRASAS PRESENTES EN LA LUZ INTESTINAL LA PARATHORMONAESTIMULA AUMENTA SU ABSORCION INTESTINAL EXCRECION INTESTINALBALANCE ENTRE CIRCUITO ENTEROHEPATICO BILIS-JUGOS PANCREATICOS Y HECES

16 MAGNESIO EXCRECION RENAL mg/dia RIÑONORGANO CLAVE EN SU REGULACION REABSORCION IMPORTANTE pasiva y activa dependiente de vitamina D ALDOSTERONA estimula excreción de K y Mg para conservar Na PTH, CALCITONINA, INSULINA, GLUCAGON, ADH estimulan la reabsorción de Mg en el asa gruesa ascendente de Henle CORTICOIDES, PNA, ALDOSTERONA estimulan la excreción de Mg a nivel del Túbulo distal.

17 MAGNESIO EN HUESO 1/3 EN SUPERFICIE: ESTABILIZA AL CRISTAL Y PERMITE FACIL INTERCAMBIO (RESERVA DE Mg EXTRACELULAR) RESTO FORMANDO PARTE DE LA ESTRUCTURA DEL CRISTAL DE HIDROXIAPATITA INFLUENCIA LA FORMACION, SECRECION Y EL EFECTO EN EL TEJIDO OSEO DE HORMONAS QUE REGULAN LA HOMEOSTASIS DEL ESQUELETO DIRECTA ACCION SOBRE FUNCION DE LAS CELULAS OSEAS Y EN LA FORMACION Y CRECIMIENTO DEL CRISTAL DE HIDROXIAPATITA LA HIPOMAGNESEMIADISMINUYE SECRECION Y ACCION DE PTH, ALTERA EL CRECIMIENTO OSEO Y LA FORMACION DEL CRISTAL, MENOR SINTESIS DE CALCITRIOL, RESISTENCIA A VITAMINA D, OSTEOPOROSIS

18 MAGNESIO EN SANGRE CONCENTRACION DESEABLE MAYOR A 2 mg/% Recomendaciones de ingesta diaria Recomendaciones de ingesta diaria 150mg en niños, 300mg mujeres, 350mg varones, 400mg embarazo y lactancia. Dietas occidentales pobres en Mg (mayor prevalencia) ALIMENTOS RICOS EN Mg: nueces, cereales, vegetales verdes y carnes

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20 CALCIO 1100 gramos 99% en esqueleto 1% (11g de calcio no óseo) 10.1 gramos (91.8%) en LIC 900mg (8.2%) en LEC LIC calcio libre en citosol (reposo celular) 2do mensajero calcio secuestrado Retículo endoplásmico/mitocondrias unido a proteínas LEC 500 mg de calcio plasmático, resto Líquido intersticial Calcio plasmático 55% difusible libre/complejos (bicarbonato, citrato) 45% no difusibleu a proteínas (albúmina) su ionización según ph plasmático es el calcio iónico (menor ph, acido, mayor ionización)

21 CALCIO Ingesta mínima 800mg/d 30% se absorbe en duodeno y yeyuno A mayor oferta en ese momento digestivo menor absorción Es quelado por fitatos y oxalatos Difusión simple paracelular (mecanismo no saturable, poca importancia) Mecanismo activo transcelular regulado por vitamina D Acciones genómicas (síntesis de proteínas transportadoras) Acciones no genómicas

22 CALCIO Riñón filtra el calcio plasmático no U a proteínas Calcio filtrado 10g/dia Reabsorción 98% del calcio filtrado 70% túbulo proximal intercelular por diferencias de concentración y potencial, transporte celular activo a través de ATPasa Mg dependiente con bomba Na/Ca 20% Asa de Henle bomba Na/K con intercambio Ca/Na 8% túbulo contorneado distal mecanismo activo sitio de mayor regulación hormonal Excreción final 2%

23 CALCIO Ajustes plasmáticos de calcemia con esqueleto Intercambio con hueso 500mg/dia Flujo bidireccional bajo regulación hormonal Hueso Protección de tejidos vitales Reservorio de calcio: Cristal hidroxiapatita estructura estable o esquelética Líquido intersticial menos estable e intercambiable (calcio pericélulas OB/OC disponible en los canalículos que es liberado por la resorción osteoclástica durante remodelado óseo

24 FUNCION DEL CALCIO 99% EN HUESO cristal de hidroxiapatita Ca10(OH)2 (POH4)6 ROL OSEO (estructural) FORMACION OSEA ROL DENTAL/MAXILARES (digestión) Niveles plasmáticos estrechos mg/% FUNCIONES INTRA Y EXTRACELULARES CONTRACCION MUSCULAR (ESTRIADA Y CARDIACA) CASCADA DE COAGULACION, U CELULAR, INTEGRIDAD DE MEMBRANA (LEC) TRANSMISION NEURONAL (sinapsis, transmisión de estímulos) COFACTOR ENZIMATICO (deshidrogenasas mitocondriales, fosfolipasas y proteasas) POTENCIALES DE MEMBRANA

25 FUNCION DEL CALCIO SEGUNDO MENSAJERO: METABOLISMO DEL GLUCOGENO SECRECION, MOVILIDAD Y PROLIFERACION CELULAR ENTRADA AL CITOPLASMA (CALMODULINA/TROPONINAS) *RESERVORIO INTRACELULAR (RETICULO ENDOPLASMICO) *INVAGINACION DE MEMBRANA (TUBULOS T EN MUSCULO ESTRIADO) *CANALES DE CALCIO VOLTAJE DEPENDIENTES (INTERIOR CELULAR NEGATIVO FAVORECE ENTRADA, GRADIENTE ELECTROQUIMICO) INTERCAMBIO Na-Ca (INGRESO RAPIDO DE CALCIO VECES PUEDE ELEVARSE LA CONCENTRACION INTRACELULAR QUE EN REPOSO ES MENOR A LA CONCENTRACION DEL LEC) ATPasa CA DEPENDIENTE OBTIENE ENERGIA SACANDO CALCIO HIDROLIZA ATP

26 FUNCION DEL CALCIO NEURONAS: CANALES DE CALCIO ION SELECTIVO VOLTAJE DEPENDIENTE ENVIO DEL NEUROTRANSMISOR POR FUSION VESICULAR O VESICULAS SINAPTICAS CALCIO Y AMP CICLICO UNION A PROTEINAS MUSCULARES TROPONINA C y CALMODULINA PARA CONTRACCION MUSCULAR Secreción de insulina Mediador de la vasoconstricción y vasorrelajación

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