Jessica Reyna Panta Gabriela Fajardo Richard Valarezo

UNIVERSIDAD TECNICA DE MACHALA. FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Y DE LA

SALUD.

ESCUELA DE ENFERMERIA.

TEMA:

INTEGRANTES:

1O DE Enfermería “B”.

Primer Semestre

Metabolismo Del Calcio y Fosforo

Bioquímica

Metabolismo del calcio

El calcio forma parte del hueso; mas el 99 por ciento de este elemento se

encuentra en el esqueleto. La pequeña fracción que no está presenta en los

huesos, cercana a uno por ciento de la cantidad total, se encuentra en los

líquidos y en las células donde desempeñan importantes funciones. En su

forma ionizada, Ca 2+, intervienen en la regulación de la permeabilidad de las

membranas plásticas y en la irritabilidad y excitabilidad neuromusculares a las

cuales deprime. El calcio es necesario para la transmisión de los impulsos

nerviosos y para la contracción muscular; se opone directamente a la respuesta

que se obtiene con los niveles elevados de K+, pues la amplitud del latido

cardiaco aumenta a medida que la concentración de Ca2+ se eleva hasta llegar

a un máximo. El calcio también participa en los procesos de coagulación de la

sangre; en efecto, se impide la coagulación de la sangr4e al quitar un ion de

calcio por medio de oxalato, con lo que se precipita oxalato de calcio, o

haciendo un quelato por medio de ácido cítrico o, por fin, con una resina de

intercambio iónico; el calcio0 interviene en varios pasos para la coagulación. El

calcio interviene en diversas reacciones enzimáticas, por ejemplo modulado la

acción como es el caso de las hormonas que actúan a través de la adenia

ciclasa. La movilización d del calcio en los mamíferos depende de la interacción

de tres diferentes hormonas: la paratohormana secretada por la glándula

paratiroides, la calcitonina producida en células especializadas de la glándula

tiroides y el 1.25-dihidroxicolecalciferol sintetizado en el riñón a partir de la

vitamina D.

Absorción del calcio. El calcio se4 absorbe en el intestino delgado,

especialmente es su parte inferior. El pH intestinal modifica la absorción. Pues

los fosfatos y los carbonatos de calcio son solubles en medio acido e

insolubles en medio alcalino. La forma más importante en que se absorbe es la

de fosfato de calcio, CaHPO4, que abunda en la dieta. Las condiciones que

acidifican el contenido intestinal promueven la mayor absorción del calcio,

como con la fermentación de la lactosa y a galactosa dietéticas. Por otra parte,

al ingerir dietas con un contenido alto de proteínas se absorbe más calcio que

cuando la concentración de proteína en la dieta es baja. Un exceso de ácidos

grasos en el intestino, por la alteraciones en su absorción y también el exceso

de ácido fitico (hexafosfato de inositol) presente en los cereales, provoca una

aja absorción de calcio al combinarse con él y formar sales insolubles en agua.

La vitamina Daumenta la absorción de calcio en el intestino. La proteína D3 o

7-dehidrocolesterol es la fuente más abundante de vitamina D en los alimentos;

con la luz ultravioleta el 7-dehidrocolesterol se convierte en colecalciferol o

vitamina D3; en los seres humanos esta reacción se realiza activamente en la

piel y no requieres la participación de enzimas. El colecalciferol en seguida es

hidroxilo por una enzima presente en las mitocondrias de los hepatocitos, en

una reacción que utiliza NADH y O2, para formar el 25-hidroxicolecalciferol, el

cual siendo un potente inhibidor de la enzima que lo forma, regula así su propia

síntesis. El 25- hidroxicolecalciferol es llevado al riñón en donde, en un proceso

estimulado por la paratohormona, es hidroxilado para dar dos productos; el

1,25 dihidroxicolecalciferol y el 21, 25 dihidroxicolecalciferol; el primero actúa

en el intestino y el segundo en el túbulo renal. Se acepta que en las células

intestinales, el 1,25 dihidroxicolecalciferol promueve la síntesis de una proteína

indispensable para la absorción del calcio. Por lo tanto el 1,25

dihidroxicolecalciferol estimula la síntesis de proteína específica, de manera

semejante a cómo actúan los esteroides producidos por las suprarrenales y las

gónadas. Esto, junto con el hecho de que el 1,25 dihidroxicolecalciferol se

sintetiza en un tejido y actúa en otro y que algo de provitamina D3 se sintetiza

en los tejidos de los mamíferos, ha llevado a la conclusión de que el 1,25

dihidroxicolecalciferol es más una hormona que la forma activa de una

vitamina.

Distribución y balance del calcio. El calcio se encuentra en el plasma, unido a

las proteínas o en forma ionizada. La concentración normal de calcio total en

suero, tanto de adultos como de niños, es de 10 mg. por 100 ml. En ciertos

líquidos extracelulares como el cefalorraquídeo, la concentración de calcio es

solo la fracción ionizada, pues el calcio unido a las proteínas no es filtrable.

La fracción unida a las proteínas de plasma es de cerca del 40 por ciento del

total, o sea 4 mg. por 100 ml. cuando las proteínas séricas son de unos 7 g. por

100 ml; en efecto, la calcemia varía con la concentración de proteínas

plasmáticas. El calcio ionizado es cerca del 50 al 60 por ciento del total;

además, el calcio existe en forma de complejos solubles y de sales de calcio en

solución sobresaturada. El calcio ionizado, Ca2+, es la forma actica del calcio, y

su concentración está directamente bajo la influencia de la hormona

paratiroides.

En el hiperparatiroidismo se observa un aumento en los valores de calcio

ionizado en el suero que, si es muy marcado, disminuye la excitabilidad del

tejido muscular y provoca insuficiencia respiratoria o cardiaca. Por el contrario,

en el hipoparatiroidismo disminuyen los valores séricos del calcio ionizado y se

puede presentar tetania, esto es la contracción desordenada, involuntaria y

vigorosa de los músculos esqueléticos.

Existe una relación reciproca aproximada entre las concentraciones de calcio y

fosforo en los líquidos; cuando aumenta el fosfato de calcio disminuye, con lo

cual parece sostenerse el llamado producto de concentración. En efecto, el

producto de concentración del calcio en miligramos por ciento (normal, 10 mg.

por 100 ml) y del fosforo inorgánico en miligramos por ciento en el suero

(normal, 3 a 4 mg. por 100 ml) es constante, con valores de 30 a 40 para los

adultos y de 40 a 55 para los niños. El límite del producto de la concentración

coincide con la precipitación de los fosfatos del calcio, hecho que puede tener

trascendencia en la formación o en la disolución del hueso.

De los 1200 g. de calcio presentes en el organismo, más del 99 por ciento está

en el hueso; cerca del 36 por ciento de las cenizas o contenido mineral de los

huesos es calcio, que parcialmente está presente como fosfato de calcio. En el

hueso la relación calcio-fosfato es 2.2:1.

La mayor parte del calcio ingerido – cerca del 90 por ciento de 1 g. diario, en

promedio – es eliminado por las materias fecales, el resto se excreta por la

orina; el umbral renal para el calcio es de 6 mg. por 100 ml. de suero, o sea se

elimina por el riñon solo cuando excede esta cifra. La mayor parte – 99 por

ciento – del calcio filtrado por el glomérulo es absorbido por los túbulos. Sin

embargo, cuando la ingestión de calcio es baja o mediana, por ejemplo de 0.5

g. o menos diarios, se excreta una mucho menor porción de calcio por las

heces a cambio de la mucho mayor porción por via renal.

La excreción urinaria se eleva cuando aumenta la relación calcio-fosforo en el

suero con las dosis grandes de vitamina D, o con la administración de hormona

paratiroides.

Metabolismo Del Fosforo.

El fósforo entra en la composición de las sales inorgánicas del hueso y los

dientes, además de participar en el transporte de energía, en la formación de

metabolitos de los procesos degradativos y en el sostenimiento de la presión

osmótica intracelular.

El fosforo dietético es absorbido en su mayor parte, a menos que en el intestino

existan metales pesados o un gran exceso de calcio, con los que forma fosfato

insoluble. La absorción del fosforo aumenta si baja el calcio dietético o si hay

muchos ácidos grasos que se combinen con el calcio, con los que forma

jabones de calcio insoluble.

En general, el fosforo se absorbe en forma de fosfatos inorgánicos, que pueden

provenir de algunos compuestos orgánicos como las nucleoproteínas, de cuyos

nucleótidos se liberan por la acción de las nucleotidasas digestivas. La

excreción fecal de fosforo oscila alrededor de 30 por ciento de la cantidad

ingerida. El resto -60 a 80 por ciento- se excreta por la orina. Del 90 al 95 por

ciento del fosforo filtrado por el glomérulo se absorbe en el túbulo; el umbral del

fosforo es muy bajo, de unos 2mg. por 100 ml. la absorción de fosforo en el

túbulo es inhibida por la hormona paratiroidea que provoca; por lo tanto, un

aumento de su excreción urinaria.

La concentración normal de fosforo inorgánico en el suero de los adultos es de

3.5 mg por 100 ml y en los niños, de 4.5 a 5.5 mg. por 100 ml. El fosforo

orgánico, combinado a los lípidos, es de unos 8 mg. por 100 ml, y el fosforo

esterificado es de cerca de 1 mg. por 1oo ml. El fosforo inorgánico, ionizado, es

la fracción sujeta a la acción de la hormona paratiroidea a nivel del túbulo renal;

en principio está formada por los iones monobásicos y dibásicos de fosfato,

H2PO4 – y HPO4- en proporciones al pH del plasma de 7.4, de 1:4,

respectivamente. El fosforo sérico varia inversamente con las fluctuaciones de

la glucemia; por ejemplo, en las pruebas de tolerancia a la glucosa el ascenso

del azúcar va acompañado por un descenso en la fosfatemia y la disminución

consecutiva determina el ascenso en la cifra de fosforo, lo que depende de la

necesidad del fosforo para las actividades metabólicas celulares.

Requerimientos de calcio y fosforo. Se han fijado los requerimientos de calcio

en 0.8g diarios, aunque las recomendaciones de las autoridades en nutrición

los elevan a 1.2 g. por día; en el caso de la mujer en lactancia 1.2g.

El requerimiento mínimo de fosforo es de 1 g diario, pero se recomienda 1.2g

para tener un margen de seguridad. En el niño, el adolescente y la mujer

embarazada se requiere 1.2g y en la mujer en la lactancia 1.2g.

El Hueso

El hueso está formado por sales inorgánicas depositadas en una estructura de

material proteínico.

La Matriz Orgánica.- La matriz orgánica del hueso constituye el material sobre

el que se depositan las sales inorgánicas y representa cerca de las tres cuartas

partes del volumen del hueso; está formado por proteína, incluyendo enzimas,

carbohidratos como glucógeno y heteropolisacaridos, así como por pequeñas

cantidades de lípidos y otras sustancias.

Las proteínas de la matriz forman fibras colágenas compuestas típicamente por

glicina, prolina e hidroxilisina en gran proporción, aminoácidos que tienen

importancia especial pues a ellos se une con facilidad el fosfato iniciando asi el

proceso de la calcificación. Además, existe el material interfibrilar situado entre

las fibras de la colágena y que está formado por una proteína que contiene

cantidades abundantes de cistina y de triptófano. El carbohidrato del hueso es

un polisacárido relacionado con el ácido condroitin sulfúrico.

Composición Mineral del Hueso.- Los cristales del hueso miden 5.0 nm. de

ancho y 50 a 100 nm. de largo y pertenecen al grupo general de las

hidroxiapatitas, Ca10 (PO4)6 (OH)2.

Además, en el hueso hay carbonato de calcio, fluoruros, citratos, sodio,

potasio, hidróxido de magnesio, etc. Estos materiales se denominan

adventicios, no intervienen en la formación del cristal fundamental y están

simplemente adheridos a los cristales; conservan cierto equilibrio con los

líquidos que bañan el hueso, y se acepta que parte importante del sodio y del

potasio adventicio participan en los fenómenos de intercambio iónico para

llenar ciertas necesidades fisiológicas. El calcio adventicio se denomina calcio

de reserva y es el que pasa fácilmente a la circulación, evitando así la rotura de

los cristales óseos cuando se necesita calcio.

Un elemento adventicio de interés es el estroncio radiactivo que por su

parecido químico con el calcio se deposita en el hueso como este; su presencia

en los huesos de los animales es un índice de la contaminación radiactiva

producida por la explosión de bombas nucleares de uranio.

Metabolismo Del Hueso Normal

En el hueso se encuentran tres tipos principales de células, los osteocitos

encargados de mantener la estructura del hueso, los osteoblastos presentes en

la zona del crecimiento óseo y de las cuales depende la formación del hueso y,

por fin, los osteoclastos, células gigantes situadas en los lugares donde el

hueso es degradado y absorbido. Del equilibrio entre las actividades de los

osteoblastos y de los osteoclastos, formadores destructores del hueso,

respectivamente, depende el sostenimiento de la forma y el tamaño normales

de este, de acuerdo con la edad del individuo. A lo largo de la vida existe un

continuo remplazo del hueso, el equilibrio entre la destrucción la formación, que

comprende3 tanto la parte mineral como la matriz orgánica.

La formación de la matriz orgánica parece depender de la actividad de los

osteoblastos. Cuando estos funcionan mal, como sucede en la deficiencia

ácido ascórbico, escorbuto, o en la deficiencia de la vitamina A, el depósito de

fibra colágenas y de material interfibrilar es muy defectuoso. La formación de la

matriz orgánica representa la primera etapa en la formación del hueso. La

segunda etapa es la mineralización de la matriz orgánica para dar origen a los

cristales de la hidroxiapatita; esta etapa es propiamente de la formación del

hueso. Se trata de un proceso complicado y no completamente conocido. La

mineralización se inicia en las fibras de colágeno de la matriz orgánica y se

facilita por la baja solubilidad del calcio y del fosforo en las condiciones en que

se encuentran en el plasma. Sin embargo, la colágena y las concentraciones

séricas del calco y del fosforo se observa en muchos otros tejidos del

organismo que normalmente no se calcifican: por lo tanto, es necesario la

convergencia de diversas condiciones que favorezcan la formación de los

cristales de hidroxiapatita en el hueso. En el mismo tejido óseo su

mineralización solo se inicia en la vecindad de los osteoblastos; aparte de la

presencia de ellos, se necesita de otros factores para que ocurra la

mineralización; además de la colágena debe existir u n mucopolisacarido. Por

otro lado, como la colágena debe fosforilarse en uno de los pasos iniciales, si

se impide su fosforilacion no ocurre la mineralización; también se necesita una

fuente de energía como lo demuestra el hecho de que un bloqueo de la

glucolisis impide la mineralización. Por fin, se precisa de una gran actividad de

fosfatasa alcalina, enzima muy alta en los osteoblastos, cuyo papel verdadero

en la calcificación no se conoce con precisión. La tercera fase en la formación

del hueso es el depósito de los minerales adventicios y depende de la

composición iónica de los líquidos que baña el hueso; el calcio así depositada

forma parte importante de la llamada reserva del calcio.

En la destrucción del hueso sucede la situación inversa: primero se separar el

calcio superficial de reserva que forma un 10% de calcio óseo total; a

continuación se desmineraliza el hueso por medio de la absorción de los

cristales de hidroxiapatita y, por fin, se absorbe la matriz, dependiendo esto e la

actividad de los osteoclastos que parecen liberar enzimas proteolíticas que

degradan la matriz proteínica descalcificada; los osteoclastos no afectan a la

matriz calcificada.

Acción De Las Hormonas Sobre El Metabolismo Del Hueso

Hormona Paratiroidea

La hormona paratiroidea tiene un efecto directo sobre el hueso, y otro sobre el

riñón, los cuales modifican los niveles de calcio y de fosforo en el suero y en la

orina. Ala acción de la paratohormona en el hueso depende de la presencia de

vitamina D. en el hueso y en el riñón la paratohormona aumenta la actividad de

la adenil ciclasa y con ello los niveles de AMP cíclico. Además, en ambos

tejidos el efecto primario es el de estimular la entrada del calcio al interior de la

célula. A nivel óseo, este provoca la reabsorción del hueso y la elevación de

calcio en la sangre (hipercalcemia); la reabsorción del hueso se acompaña de

un aumento local en las concentraciones de lactato y de citrato y de una

elevación de la fosfatasa alcalina del suero, aparte de la reabsorción de la

matriz orgánica. A nivel renal se observa una mayor retención del calcio y un

aumento en la eliminación de fosfato urinario o fosfaturia, con lo que baja el

fosfato circulante (hipofosfatemia). Por otro lado, en el riñón, la paratohormona

estimula la conversión del 25-hidroxicolecalciferol a 1,25-dihidroxicolecalciferol.

El resultado final es que la hormona paratiroidea favorece la salida del calcio

del hueso y la perdida de fosforo e la orina. En el animal integro, la hormona

paratiroidea es liberada de la glándula cuando disminuye el calcio en el suero;

por el contario, cuando la concentración de calcio sube se detiene la salida de

la hormona.

CALCITONINA.

La calcitonina es una hormona de tipo polipeptídico, contiene 32 aminoácidos

y es producida en las células C de la tiroides y la paratiroides; algunos autores

la llaman tirocalcitonina, ya que las células C son más abundantes en las

glándulas tiroides. En general la calcitonina tiene efectos opuestos a la

paratohormona aunque actúa por medicamentos diferentes; así, en el hueso,

promueve la calcificación y el depósito de calcio, con lo que tiende a disminuir

los valores del calcio circulante. En el riñón aumenta la excreción de calcio y

disminuye la síntesis del 1,25-dihidroxicolecalciferol. La elevación de los niveles

de calcio sérico es el estímulo fisiológico para la salida de la calcitonina, con lo

que se logra mantener los niveles normales de calcio en el suero. La acción de

la calcitonina es menos prolongada que la de la paratohormona y los animales

jóvenes son 50 a 100 veces más sensibles a ella que los animales adulto.

OTRAS HORMONAS. Tanto las hormonas androgénicas – testosterona (pág.

737) – como las estrogenicas (pág. 742) tienen acción anabólica de proteínas y

fomentan el depósito de la matriz orgánica y una calcificación más adecuada

del hueso. Aunque se desconoce su modo de acción, ambos tipos de hormona

disminuyen la excreción urinaria y fecal de calcio, lo que puede favorecer su

efecto sobre la formación de hueso.

Por lo contrario, los glucocorticoides suprarrenales (pág. 725) tienen un efecto

catabólico y son antagonistas, en este sentido, de las hormonas sexuales; por

ejemplo, la cortisona promueve la degradación de los aminoácidos e impide

que se aprovechen esos para la síntesis de proteína, de manera que el exceso

de esta hormona hace que se forme una matriz ósea muy defectuosa, lo que

disminuye su calcificación.

Las hormonas derivadas del 7-dehidrocolesterol, especialmente el 1,25-

dihidroxicolecalciferol, intervienen en el metabolismo de calcio y del fosforo en

el intestino, en los huesos y en los riñones (pág. 649). La falta de 7-

dehidrocolesterol en la dieta produce la carencia de la hormona, manifestada

por raquitismo en los niños y por osteomalacia en los adultos.

Al falta la hormona y estar ausente el estímulo para la absorción intestinal del

calcio, se presenta la hipocalcemia. El 1,25-dihidroxicolecalciferol,

independientemente de su efecto intestinal, favorece el depósito de calcio y

fosforo en animales raquíticos a los cuales se les administra únicamente calcio

y fosforo por vía intravenosa; la acumulación de minerales en el hueso solo se

inicia al administrar la hormona o algunos de sus precursores.

Existe otro derivado del 7-dehidrocolesterol, el 21,25 dihidroxicolecalciferol, con

su acción primordial a nivel renal que promueve la eliminación de fosforo

urinario; en este aspecto tiene una acción semejante a la paratohormona ya

que la vitamina D puede utilizarse con éxito para corregir el hipoparatiroidismo.

Equilibrio dinámico del hueso. Los procesos de formación y de adsorción de

hueso son constantes y guardan un delicado equilibrio que, en situación

normal, depende de un estado cíclico de actividad condicionado.