metabolismo calcio

1. OMEOSTASI
DEL CALCIO
Il calcio è il minerale più rappresentato
nell’organismo umano

2. DISTRIBUZIONE DEL CALCIO NELL’ORGANISMO
1-1.2 Kg Calcio / 70 Kg peso corporeo
98% nelle ossa come idrossiapatite (INSOL)
Ca10(PO4)6(OH)2
OSSO: ≈ 25% collagene ≈ 75% idrossiapatite
2 % nei liquidi biologici (SOL)
2% LIC, 0.2% LEC (2.5 mM)

3. DISTRIBUZIONE DEL CALCIO NEL PLASMA
 Ca++ ionizzato: la forma
fisiologicamente attiva
 Calcio legato alle proteine:
soprattutto all’albumina
 Calcio complessato a sostanze
come: citrato, lattato,
bicarbonato, fosfato
3.6 mg/100ml
Calcio Plasmatico Totale = 9-11 mg/100 ml (2.2-2.6 mM)
1.0 mg/100ml
4.5 mg/100ml
1 % nel liquido interstiziale, citoplasma delle cellule

5. FUNZIONI DEL CALCIO
Extracellulare/plasma
1. Mineralizzazione dell’osso
2. Coagulazione del sangue
3. Eccitabilità neuromuscolare
Intracellulare
1. Secondo messaggero
2. Contrazione muscolare
3. Secrezione ormonale e di neurotrasmettitori

6. CALCIO
INTRA-CELLULARE
(solubile)

7. FUNZIONI DEL CALCIO INTRACELLULARE
CaM=
Calmodulina
[Ca2+] > 500 nM
Es. troponina
Ac. arachidonico
DAG

8. CALCIO (Ca2+) COME SECONDO MESSAGGERO
PIP2

9. insulina G6P
glicogeno sintetasi
GLUCOSIO GLICOGENO
glicogeno fosforilasi
G6P Fosforilasi chinasi
Ca2+ cAMP glucagone

10. Molte funzioni sono mediate da calmodulina
CaM chinasi

11. 17kDa
148 aa

12. elica
elica
ansa

13. INGRESSO DEL CALCIO NEL CITOSOL
1. Canali di rilascio di Ca2+ presenti negli
organelli intracellulari (ER + MITO)
2. Canali del Ca2+ presenti sulla membrana
plasmatica
(VOC + ROC + SOC + canali aspecifici)

14. Voltage operated channel
Receptor
operated
Intracellular
Messenger
operated
sarcoplasma
(t. muscolare)
3
Contro gradiente
di concentrazione
Pompe Ca2+-ATPasi
SOC

15. Voltage operated channel (VOC)

16. Storage operated channel (SOC)

17. Receptor operated channel (ROC)

18. CALCIO
EXTRA-CELLULARE
(insolubile)

19. Composizione del tessuto osseo
Il tessuto osseo costituisce un’indubbia riserva di calcio

22. Formazione dell’osso Demolizione ossea

23. Nel tessuto osseo è SEMPRE operante un incessante processo di rimodellamento
osseo in una zona «aperta» dove il minerale osseo si scioglie nei suoi componenti
Ca2+ e fosfato, e si ricompone
Ca2+ e fosfati
IL COINVOLGIMENTO DELL’OSSO DELL’OMEOSTASI DI CALCIO E FOSFATO
È DI ENORME IMPORTANZA FISIOLOGICA
ADULTO SANO: ~ 25% tessuto osseo si rinnova in 1 anno

24. Visto che l'osso è composto da ca. 1/3 di proteine e 2/3 di minerali, si parla di
METABOLISMO PROTEICO METABOLISMO MINERALE
- Struttura e biosintesi del
COLLAGENE
- Elastina
- Laminina
Deposizione di
FOSFATO DI CALCIO
9-12% fosfato inorganico (PO4
3-)
19-26% Ca2+
2-4% carbonato (CO3
2-)

25. Cristalli ortogonali
H5nm; L25nm; L45nm

26. METABOLISMO DEL CALCIO
CALCIO CIRCOLANTE = COSTANTE
UNICO CALCIO in ingresso

27. CALCEMIA
Concentrazione di calcio nel sangue
I valori di riferimento della calcemia sono:
calcio totale sierico: 8,5 - 10,5 mg/dl
calcio ionizzato: 4,4 - 5,4 mg/dl
Calcemia è indicazione di:
funzionalità delle paratiroidi
assorbimento intestinale
MECCANISMI DI REGOLAZIONE

28. ↓ Ca se ↑ P
↑ Ca se ↓ P
Meccanismo di regolazione
PTH

30. Calcio Fosfato
Ca++ x PO4---
*4.5 mg X 7.8 mg = 35.1 mg/100 ml Maximum**
[1.1mM X 0.74 mM = 0.81 mMolare]
Se il prodotto ionico [A+] [B-] (prodotto di solubilità) è:
inferiore alla Kps ->> non si depositerà
superiore alla Kps ->> si depositerà
uguale alla Kps ->> la soluzione è all'equilibrio

31. Ormoni che regolano la calcemia
PARATORMONE
CALCITRIOLO
CALCITONINA
IPERcalcemizzanti
IPOcalcemizzante

32. PARATORMONE- PTH
(ipercalcemizzante)
1. polipeptide a catena singola
2. Prodotto dalle paratiroidi
3. + assorbimento calcio nell’intestino
4. + riassorbimento calcio a livello renale
5. + mobilitazione calcio osseo (↑ osteoblasti)
84 AA

33. 1,25-diidrossicolecalciferolo
CALCITRIOLO
(ipercalcemizzante)
1. Forma attiva della Vitamina D3 (ormone steroideo)
2. Prodotto a livello renale, epatico e cutaneo
3. + assorbimento calcio nell’intestino
4. + riassorbimento calcio a livello renale
5. - il rilascio di calcitonina
6. ↑ sintesi di calmodulina
La produzione di calcitriolo è stimolata dalla diminuzione
dei livelli sierici di calcio e fosfato e dall'incremento del
PTH o dai livelli di prolattina

34. SINTESI DEL CALCITRIOLO
parte dal 7 deidrocolesterolo cutaneo trasformato, per azione dei raggi solari, in
colecalciferolo,
successivamente idrossilato in posizione 25 a livello epatico
e in posizione 1 a livello renale.
Il calcitriolo è sintetizzato a livello renale dal calcidiolo per azione di un enzima
idrossilasi

36. Presente nei tessuti cutanei (pelle)
OPPURE
Deriva dall’ergosterolo (D2, piante)
COLECALCIFEROLO
-OH

37. VITAMINA D
 ORMONE STEROIDEO
 Esplica le sue funzioni prevalentemente legandosi ad
uno specifico recettore intracitoplasmatico (VDR)
La vitamina D3 ottenuta dall'esposizione solare o
attraverso la dieta è presente in una forma
biologicamente non attiva e deve subire due reazioni
di idrossilazione per essere trasformata nella forma
biologicamente attiva, il CALCITRIOLO
 DUE FONTI DIETETICHE PRINCIPALI
 Ergocalciferolo (vitamina D2)
 Deriva dalle piante e dai lieviti
 Colecalciferolo (vitamina D3)
 Deriva dal 7-deidrocolesterolo
 Si ritrova nell’olio di pesce e nel tuorlo dell’uovo
 Puo’ essere sintetizzata a livello cutaneo

38. SINTESI CUTANEA DI VITAMINA D
La sintesi cutanea garantisce circa l'80% del fabbisogno di Vit. D. La
rimanente percentuale (apporto esogeno) deriva dall'apporto
alimentare
FONTI ALIMENTARI DI VITAMINA D
OLIO DI FEGATO DI MERLUZZO
pesci grassi : salmone, aringhe
Latte e derivati (uova)
Fegato
Verdure verdi

39. Fabbisogni giornalieri raccomandati di vitamina D
Età adulta
Crescita
Gravidanza
Soggetto anziano
10 mg (400 UI)/die
20 mg (800 UI)/die
20 mg (800 UI)/die
20 mg (800 UI)/die
Contenuto di vitamina D negli alimenti
(Apporto medio calcolato in unità internazionali (Ul) ogni 100g
Olio di fegato di
merluzzo
24.000
Anguilla 4.400
Sardina 1.440
Tonno 1.000
Salmone 650
Sgombro 600
Tuorlo d'uovo 350
Bianco d'uovo 200
Funghi 150-
300
Cacao 10
0
Burro 80
Fegato di pollo 80
Crema 40
Halibut 40
Formaggio a
40
pasta morbida
Formaggio a
pasta dura
40
Germe di grano 28
Fegato di vitello 20

40. CALCITONINA
(ipocalcemizzante)
1. polipeptide
2. Prodotto dalla tiroide
3. + eliminazione di calcio a livello renale
4. Antagonista del PTH
5. ↑ attività asteoblasti
32 AA

41. ASSORBIMENTO DI CALCIO
A LIVELLO INTESTINALE
L’assorbimento dipende da due meccanismi:
- Processo attivo (assorbe maggiori quantità) regolato da 1-25
diidrossivitamina D e dal suo recettore intestinale
(il principale meccanismo di assorbimento di Calcio nella dieta)
Trasporto attivo. Come tale risulta saturabile e dipendente dalla
vitamina D (intestino tenue)
- Assorbimento passivo (piccole quantita’) lungo tutto l’intestino,
avviene sempreAssorbimento del Calcio
diffusione semplice paracellulare. Come tale risulta non
saturabile ed indipendente dalla vitamina D (ileo)

43. CONTENUTO DI CALCIO (mg/100g ALIMENTO)
Latticini Verdure Carne-pesce Cereali Frutta
RDA= 1000mg (1g)/die
RECOMMENDED
DAILY ALLOWANCE

44. RDA= 1000mg (1g)/die
RECOMMENDED
DAILY ALLOWANCE

45. Assorbimento Intestinale del Calcio:
fattori che influenzano la biodisponibilità
• Aumentano
• Vit. D
• Acidità
• G.H.(ormone crescita)
• PTH (paratormone)
• Acido citrico
• Lattosio, proteine,
fosfopeptidi della
caseina (latte e
derivati)
• Diminuiscono
• Glucocorticoidi
• Acidi grassi
(malassorbimento)
• Tiroxina
• pH intestinale
elevato
• ossalati/fitati/fibre
alimentari (vegetali
cereali)

46. Escrezione renale
 Il riassorbimento prossimale
è un processo attivo
strettamente connesso col
riassorbimento del sodio e
non appare soggetto a
regolazione ormonale
 Solamente la quota
riassorbita nel nefrone
distale (circa il 10% del
calcio totale riassorbito) è
sottoposta ad una
regolazione ormonale,
principalmente da parte del
paratormone ( PTH )

47. Metabolismo minerale
Deposizione di fosfato di calcio (calcio+fosfato)
IDROSSIAPATITE
Ca10(PO4)6(OH)2
60% calcio
30% fosforo
10% ossigeno e idrogeno
La quantità di CALCIO, nel corpo umano, è di ca. 1.5% del peso corporeo (a 70 kg ca. 1'000 gr).
Gli osteoclasti, al giorno, scompongono ca. 1/2 grammo di calcio. Questo significa che lo scheletro,
in un periodo di 5 - 6 anni, viene completamente demolito e ricostruito (1'000gr / 0.5gr/dì).
[Ca] nel sangue = 2.25-2.6 mmol/L
Lo scheletro funge, oltre alle sue funzioni di sostenimento, anche come magazzino tampone per calcio e
fosforo. Se la calcemia si abbassa, gli osteoclasti intensificano il loro lavoro di scomposizione. Se invece
la calcemia aumenta, gli osteoblasti producono più fibrille sulle quali si può depositare l'idrossiapatite. Per
il fosforo, le condizioni sono simili.
Infanzia
osteoblasti > osteoclasti
crescita dell’osso
Senescenza
osteoclasti > osteoblasti
diminuzione massa ossea
↓ Ca se ↑ P
↑ Ca se ↓ P
Meccanismo di regolazione

48. FATTORI CHE INFLUENZANO IL
TURNOVER DELL’OSSO
estrogeni riassorbimento
glucocorticoidi riassorbimento
ormoni tiroidei stimolano il rimodellamento

49. RACHITISMO- formazione della matrice
con mineralizzazione incompleta :
perdita di resistenza
Cause:
-scarsa esposizione al sole
-dieta vegetariana stretta
-malattie epatiche e renali

50. Osteoporosi: minore quantità di osso
composizione normale
Con l’età calcitonina e estrogeni
diminuiscono
-Estrogeni, fluoruri, calcitriolo, Calcio,
attività fisica

51. Malattie metaboliche ossee
Difetti nella parte minerale Difetti nella parte proteica
deformazioni ma non rotture Alto rischio di rotture
Es. osteomalacia Es. osteoporosi
Nell'osteomalacia la deposizione di osteoide
nell'osso da parte degli osteoblasti come pure
la struttura dell'osso sono normali, mentre la
mineralizzazione dell'osso è insufficiente.Nei
bambini l'osteomalacia si chiama rachitismo.
Esso provoca caratteristiche deformità
strutturali delle ossa lunghe (grave
inarcamento), distorsione delle ossa del
cranio (con deformità) e ingrossamento delle
giunture condrocostali delle costole.
La causa è nella perdita dell'equilibrio fra osteoblasti e
osteoclasti. Se gli osteoclasti lavorano più velocemente degli
osteoblasti, l'osso si deteriora. Nella menopausa si riscontra un
maggiore produzione di osteoclasti, causata dalla perdita di
estrogeni correlata alla produzione di osteoclasti. Con
l'avanzare dell'età diminuisce l'attività degli osteoblasti.

52. Circa il 10% delle persone è oggetto di un episodio di
calcolosi renale nel corso della vita, e circa il 70% di queste
persone va incontro a recidive.
Circa l'80% dei calcoli renali contiene calcio, e di questi
circa l'80% è formato da ossalato di calcio, in forma pura o
associata a fosfato di calcio.
ALIMENTI PIÙ COMUNEMENTE RESPONSABILI
DELL'AUMENTO DEI LIVELLI DI OSSALATI NELLE
URINE
Vegetali a foglia verde scura (spinaci, bietole, rucola)
Barbabietole
Frutta secca a guscio
Soia e derivati
Cioccolato
Fragole