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Flúor e Cálcio

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Apresentação elaborada para a disciplina de Bioquímica Celular e Metabólica na Universidade do Estado do Amazonas.

Publicada em: Saúde e medicina
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Flúor e Cálcio

  1. 1. INTRODUÇÃO % de elementos minerais 4 a 5% do corpo humanoAbsorção Quelação “Minerais combinados com constituintes orgânicos.”
  2. 2. INTRODUÇÃO SM Insolúvel Fosfato de Cálcio, p.e.Classificação dos SM: SM Solúvel * SM Insolúvel Forma Cristalina (SM+SM) Hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2), p.e. Forma Combinada (SM+SO) Associado com Subst. Orgânica. Para exercer sua função, não deve haver dissociação Enxofre na Cisteína, p.e.
  3. 3. INTRODUÇÃO* SM SolúvelDissolvidos na forma de íons: ânions (F-) e cátions (Na+)Funções dos SM: Controle energético ATP (Fosfato) Controle enzimático Controle do pH Ácido-Base Neutro Ácido Base Bicarbonato Fosfato H+ + Cl- Bicarbonato (HCO3-) (PO4-3) (HCO3-) Formação de Pigmentos Pigmentos Respiratórios e Fotossintéticos
  4. 4. INTRODUÇÃOO Cálcio 99% do Cálcio* Macroelemento estão no esqueleto* + abundante no organismo Tecidos (músculos) (1,1 a 1,2kg) e plasma Permeabilidade da Membrana Contração Muscular 20 Transm. do Impulso Nervoso Ca Liberação de Hormônios Cálcio 40,078 Mensageiro Intracelular Coagulação do sangue Formação da MEC do tecido ósseo, etc.
  5. 5. Actina e MiosinaForça Contrátil Actina 80% m Miosina muscularMiosina C-t: * 2 cadeias pesadas em α-hélice; N-t: * Domínio globular; * 4 cadeias leves (sítio ATPase)
  6. 6. Actina e Miosina* Filamentos Grossos –aglomerado de miosina.Actina * Abundante em quase todas as células eucarióticas; * Actina G (Globular ou Monomérica) + ... = Actina F (Filamentosa) * Filamento Fino: Actina F + Troponina + Tropomiosina
  7. 7. Estrutura do Musc. Esquel. Fibras RetículoM. E. Miofibrilas Sarcoplasmático musculares ≠ d eletrônicas * Bandas A: Filamentos grossos + Sobreposição entre filamentos grossos e finos * Bandas I: Filamentos finos. * Disco Z: Âncora para filamentos finos. * Linha M: ↑ d eletrônica dos filamentos grossos
  8. 8. Contração do Musc. Esquel.Disco Z e Bandas I vizinhos se aproximam.
  9. 9. Mecanismo Molecular * Quatro etapas principais; (1) Ligação do ATP formando fenda [conf.1] (2) Conf. 2: “Alta energia”, liga-se a Actina G + próx. do Disco Z; (3) Conf. 3: Fecha/ da fenda , liberação de Pi (4) Conf. 4: “Mov. de força”, aproxima cauda da Miosina do Disco Z.
  10. 10. Papel do Cálcio ComplexoInteração entre Regulação Troponina eActina e Miosina TropomiosinaTropomiosinaLiga-se aos filamentos finos, Troponinabloqueando o sítio de ligação Proteína de Ligação do Ca+2.para a miosina, e a Troponina.
  11. 11. Papel do Cálcio Impulso Nervoso Liberação do Ca+2 Ca+2 liga-se a Tn Alteração Conf.Complexo Tn e TmExposição dos sítios de ligação Contração
  12. 12. BiossinalizaçãoTransdução Alteração Informação do sinal Química
  13. 13. Impulso Nervoso Excitação Células ↑↓ íonsSensoriais, Miócitos e Canais inorgânicos Neurônios Iônicos (Na+, K+, Ativado Ca+2...) Ligante no Alteração Receptor no Vm Membrana Polarizada Bomba de Na+ e K+ Vm = -60 a -70 mV
  14. 14. Impulso NervosoSinalização Terminação Neurônios Corpo celular S.N. Nervosa Potencial de açãoCanais Iônicos abertos por voltagem: Neurotrans- missores Canal de Na+ Potencial de Canal de K+ Neurotransmissor Repouso (canais de Canal de Ca+2 Na + fechados) Abertura de Canais Despolarização de Na + Restabelecimento Abertura de Repolarização do Potencial de Canais de K + Repouso
  15. 15. Impulso Nervoso
  16. 16. Papel do Cálcio Extremidade Liberação de distal do Acetilcolina axônio Despolarização Fenda Sináptica Receptores Abertura dos Pós- Canais de sinápticos Ca+2 Ca+2 ↑ [ ] Ca+2 E.C. I.C.
  17. 17. Ca⁺⁺ Ca⁺⁺
  18. 18. Balanço Interno e Externo do CálcioA concentração de cálcio no espaço extracelularé normalmente mantida entre 2,2 e 2,6 mmol/L(8,8 a 10,5 mg/dL), graças à ação integrada detrês hormônios reguladores: 1 - Paratormônio (PTH) 2 - a vitamina D [1,25(OH2D3 ] 3 - e, em menor grau, a calcitonina (CT)
  19. 19. Balanço Interno e Externo do CálcioO PTH é um hormônio peptídico produzido pelas paratiróides, umconjunto de quatro minúsculas glândulas pesando 50 mg cada.H2N Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Met His Asn Leu Gly Lys His Leu Asn Ser Met Glu Phe Asn His Val Asp Gln Leu Lys Lys Arg Leu Trp Glu Val Arg Val Ala Leu Gly Ala Pro Leu Ala Pro Arg Asp Ala Gly Ser Gln Arg Pro Arg Lys Lys Glu Ala Glu Gly Leu Ser Lys Glu His Ser Glu Val Leu Val Asn Asp Asp Lys Ala Asp Val Asp Val Leu Thr Lys Ala Lys Ser Gln COOH
  20. 20. R PTHA secreção do PTH é extremamentesensível a variações da concentraçãointracelular de cálcio.
  21. 21. Balanço Interno e Externo do CálcioGraças a esse mecanismo extremamente sensível,o PTH é capaz de regular estreitamente aconcentração de cálcio no meio extracelular. OPTH faz isso agindo diretamente em dois tecidos-alvo:
  22. 22. Balanço Interno e Externo do CálcioO esqueleto contém cerca de 1 kg decálcio, o que constitui um imensoreservatório desse íon.
  23. 23. Balanço Interno e Externo do CálcioPerdendo por exemplo 100 mg do íontodos os dias, serão necessários 1000dias, ou cerca de 3 anos, para que eleperca 10% dessa reserva e chegueportanto a um quadro grave dedesmineralização óssea.
  24. 24. Balanço Interno de Cálcio Incorporação 500 mg/dia Liberação 500 mg/dia
  25. 25. Balanço Externo deCálcio Absorção 300 mg/dia Absorção resultante = Secreção100 mg/dia Excreção urinária =
  26. 26. Balanço Interno de Cálcio ?Por que os ossos incorporam Incorporaçãoe liberam cálcio 500 mg/diacontinuamente? E qual opapel do PTH nesse Liberaçãoprocesso? 500 mg/dia
  27. 27. Balanço Interno de CálcioPara compreender melhor esseprocesso, é necessário examinar aestrutura microscópica do osso.
  28. 28. O aspecto microscópico do tecido ósseo varia conforme a região examinadaPorção TrabecularPorção CorticalPorção Medular
  29. 29. 1) a reabsorção, ou seja, a destruição de um pequeno trecho do osso ... trabéculas ósseasmedula óssea
  30. 30. ... e 2) a formação, que consiste na reposição subseqüentedesse trecho destruído trabéculas ósseasmedula óssea
  31. 31. Nas ilustrações que se seguem o processo de remodelação é ilustrado em maior detalhe
  32. 32. Trabécula ósseaMedula óssea
  33. 33. Estímulos hormonais (por exo: PTH) Osteoclastos Trabécula ósseaEstímulo mecânico Medula ósseaA aplicação de forças mecânicas e/ou a ação de mediadores químicos terminam por estimular os osteoclastos ...
  34. 34. P Osteoclastos Reabsorção óssea Trabécula óssea Medula óssea... dando início ao processo de reabsorção óssea, e à liberação de cálcio e fósforo
  35. 35. Osteoclastos Osteoblastos Trabécula óssea Medula óssea Mais osteoclastos são atraídos para a área de reabsorção, enquantoalguns osteoblastos já chegam ao local para dar início ao processo de formação óssea
  36. 36. Osteoclastos Osteoblastos Trabécula óssea Formação da matriz osteóide Medula ósseaEnquanto os osteoclastos prosseguem em sua tarefa, os osteoblastos começam a depositar matriz osteóide (colágeno, proteoglicanos etc) para preencher a lacuna que se formou.
  37. 37. Osteoclastos Osteoblastos Trabécula óssea Trabécula óssea Matriz osteóideMineralização da matriz osteóide Medula ósseaFinda a reabsorção, os osteoclastos saem de cena, enquanto ososteoblastos continuam a depositar a matriz osteóide. Esses mesmososteoblastos iniciam o processo de mineralização (deposição de cálcioe fósforo) da matriz recém-formada
  38. 38. Osteoblastos Matriz osteóide Trabécula ósseaMineralização da matriz osteóide Medula ósseaA formação de matriz, seguida de sua mineralização, prossegue até preencher todo o vazio deixado pelos osteoclastos...
  39. 39. TECIDO ÓSSEO RENOVADO Trabécula óssea Medula óssea... após o que também os osteoblastos se retiram, deixando atrás de si o tecido ósseo renovado
  40. 40. EFEITO DO PTH SOBRE O BALANÇO INTERNO DE CÁLCIO PTH Incorporação 500 mg/dia Reabsorção 500 mg/dia
  41. 41. PTH 1000 PTH, pg/mL 100Quando o cálcio sérico cai,as paratiróides sãoestimuladas e respondemcom um aumento da 10secreção de PTH, deacordo com a curvacaracterística, elevando aconcentração do hormônio 1 1 2 3 4no plasma [Ca ++ ], mmol/L
  42. 42. PTH PTH 1000 PTH, pg/mL 100Quando o cálcio sérico cai,as paratiróides sãoestimuladas e respondem 10com um aumento dasecreção de PTH, de acordocom a curva característica, 1elevando a concentração do 1 2 3 4hormônio no plasma [Ca ++ ], mmol/L
  43. 43. O PTH age sobre os osteoblastos, que possuem um receptor específico para esse hormônio, fazendo-os emitir aos osteoclastos a informação de que é necessário iniciar o processo de reabsorção PTH osteoclasto osteoblasto OssoOs osteoclastos abrem diversas frentes de reabsorção,dissolvendo a hidroxiapatita e liberando cálcio ionizado para omeio
  44. 44. PTH Incorporação 500 mg/dia Liberação 600 mg/dia Como resultado, a taxa de reabsorçãoóssea supera momentaneamente a deformação, aumentando a concentração extracelular de cálcio
  45. 45. PTH PTH Incorporação 500 mg/dia Liberação 600 mg/diaA concentração sérica de cálcio se eleva,agindo sobre as paratiróides e deprimindo asecreção de PTH
  46. 46. Com isso, a concentração extracelular decálcio retorna ao normal, o mesmoocorrendo com a concentração plasmáticado PTH. 1000 PTH, pg/mL 100 10 1 1 2 3 4 [Ca ++ ], mmol/L
  47. 47. Evidentemente, ocorreria exatamente oinverso se de início a concentraçãoextracelular de cálcio tivesseaumentado 1000 100 10 1 1 2 3 4 [Ca ++ ], mmol/L
  48. 48. O esqueleto funciona assim como umgrande reservatório de cálcio, que o PTHutiliza para impedir variações bruscas daconcentração extracelular de cálcio.
  49. 49. O PTH teria efeito restrito Ingestão de cálcio se se limitasse a recorrer 1000 mg/dia às reservas ósseas de cálcio, ou seja, se agisse apenas no balanço interno do íon. Ë necessário também agir de modo adequado para Absorção limitar a perda (ou o 300 mg/dia ganho) de cálcio do organismo como um todo. Filtração Secreção 10.000 mg/dia Ou seja, é necessário ao 100 mg/dia PTH agir também no Absorção 9.800 mg/dia balanço externo de cálcio. Fezes800 mg/dia 1,25 (OH)2 Vit D Urina 200 mg/dia
  50. 50. EFEITO DO PTH SOBRE O BALANÇO EXTERNO DE CÁLCIO Ingestão de cálcio 1000 mg/dia Absorção 300 mg/dia Filtração Secreção 10.000 mg/dia 100 mg/dia Absorção 9.800 mg/dia Fezes800 mg/dia Urina 1,25 (OH)2 Vit D 200 mg/dia
  51. 51. Balanço Externo de Cálcio O PTH interfere de duas maneiras no balanço externo de cálcio. Em primeiro lugar, o PTH tende a diminuir a excreção urinária de cálcio.Lembrar que apenas o cálcio iônicoé filtrado nos glomérulos.
  52. 52. PTH Filtração ATP 10.000 mg/dia Na++O PTH diminui a FECa% graças a seu efeitosobre o túbulo distal, onde o hormônio aumentaa quantidade de canais específicos namembrana luminal
  53. 53. Em segundo lugar, o PTH estimula as células do túbulo proximal a produzir a forma ativa da vitamina DPTH Vitamina D
  54. 54. EFEITO DA VITAMINA D SOBRE O Ingestão de cálcio 1000 mg/dia BALANÇO EXTERNO DE CÁLCIO Absorção 300 mg/dia Filtração Secreção 10.000 mg/dia 100 mg/dia Absorção 9.800 mg/dia Fezes Urina800 mg/dia 200 mg/dia 1,25 (OH)2 Vit D
  55. 55. Vitamina D A vitamina D é obtida, sob forma de precursores, através de duas fontes:Vitamina D2 1 Ingestão de vegetais contendo a vitamina D2,(ergocalciferol) também conhecida como ergocalciferol Síntese cutânea, num processo que requer 2 a exposição do indivíduo à luz UV solar. Neste caso, gera-se o colecalciferol , ou vitamina D3 Vitamina D3 (colecalciferol)
  56. 56. Vitamina D Tanto a vitamina D2 quanto a vitamina D3 são levadas ao fígado, onde são transformados na 25-hidroxi-vitamina D, ou 25(OH)-D3 D3 DD22 25(OH)-D3 1,25(OH)2-D3
  57. 57. Ca++ ATP Ca++ CM Ca++ CB Ca Ca++ ATP Ca++ CM Ca++ CBNa mucosa intestinal, a 1,25(OH)2-D3 atua sobre a absorçãode cálcio estimulando várias das etapas desse transporte:
  58. 58. Ca++ ATP Ca++ CM Ca++ CB Ca Ca++ ATP Ca++ CM Ca++ CBA 1,25(OH)2-D3 aumenta o número de canais de cálcio na membrana luminal ...
  59. 59. Ca++ ATP Ca++ CM Ca++ CB Ca Ca++ ATP Ca++ CM Ca++ CB... aumenta a quantidade de proteínas transportadoras de cálcio (calmodulina e calbindina) no citosol ...
  60. 60. Ca++ ATP Ca++ CM ATP Ca++ CB Ca Ca++ ATP Ca++ CM ATP Ca++ CB... aumenta a quantidade de Ca-ATPase na membranabasolateral ...
  61. 61. Ca++ ATP Ca++ CM ATP Ca++ CB Ca++ ATP Ca++ CM ATP Ca++ CB... aumentando ainda a permeabilidade da junção intercelular decálcio, estimulando assim a absorção passiva do íon
  62. 62. Vitamina D Na carência de 1,25(OH)2-D3 A absorção intestinal de cálcio cai drasticamente Já a absorção intestinal de fosfato é menos dependente da 1,25(OH)2-D3 , caindo pouco quando os níveis desta se reduzem1,25(OH)-D-D3 1,25(OH) 2 3 2
  63. 63. PTHAlém de sua influênciasobre o proces-samento renal decálcio, o PTH aumentaa excreção urinária defosfato + Urina
  64. 64. PTH Na+ Na+ K+ P P A-Esse efeito ocorre porque o PTH inibe o cotransporte sódio-fosfato na membrana luminal das células do túbuloproximal.
  65. 65. CARGA FILTRADA = 7.000 mg/diaComo o túbuloproximalabsorve cercade 85% do PROXIMALfosfato filtrado, ALÇA FINAa rejeição de DESCENDENTEfosfato nesse ALÇA FINAsegmento leva a ASCENDENTEum aumento da ALÇAfração de ESPESSAexcreção defosfato(FEHPO4%) e a DISTALuma fosfatúriaintensa. COLETOR
  66. 66. Lembrar que existe uma relação recíprocaentre as concentrações de cálcio e defosfato 12 [Ca++], mg/dL 10 8 6 4 6 8 10 12 [HPO4--], mg/dL
  67. 67. HIPERCALCEMIA E HIPOCALCEMIA Ca⁺⁺ Ca⁺⁺
  68. 68. HIPOCALCEMIA Hiper-reflexia; Abalos muscularesespontâneos; Cãibras e sensação dedormência
  69. 69. HIPERCALCEMIA Constipação; Polidipsia; Poliúria; Sinais neurológicos de hiporeflexia;Letargia, coma e morte.
  70. 70. INTRODUÇÃOO Flúor* + eletronegativo* Naturalmente presente na crosta terrestre, água e alimentos, mas nunca sob a forma de elemento puro.* Fluidos corporais (WAJM et al., 1999): 9 Fluoreto (F-) F Ácido Fluorídrico (HF) Flúor 18,9984 * F absorvido no esmalte = resistência prolongada às cáries * Oligoelemento * Outras fontes (aplicação tópica, bochechos, dentifrícios, etc.) evitar↑ [ ] fluor Fluorose
  71. 71. O Elemento Flúor* O Flúor é o 13º elemento maisencontrado na natureza, gasoso enão-metálico.* O Homem consome flúor pela ingestão de vegetais ebebidas, como chá-preto e animais como camarão e peixe.
  72. 72. O Elemento Flúor* O consumo ideal preconizado é de0,05 a 0,07 mg de Flúor/kg de pesocorporal. * O Flúor é rapidamente absorvido ao nível do estômago e do intestino delgado, geralmente, na forma HF.
  73. 73. O Elemento Flúor* A dieta rica em Ca+2 e Mg+2 estáassociada com uma menor absorçãode Flúor. * Fluoretação da água: na [ ] 0,7 ppm/F.
  74. 74. O Elemento Flúor* Flúor tem papel fundamental na prevenção e controle dascáries dentárias. Ca10(PO4)6(OH)2 + 14H+  10Ca2 + 6H2PO4- + 2H2
  75. 75. Toxicidade do Flúor* Toxicidade é a qualidade que caracteriza o grau devirulência de qualquer substância nociva para umorganismo vivo ou para uma parte específica desseorganismo.* Segundo a OMS o consumo de ideal preconizado é de0,05 a 0,07mg/Kg por dia de flúor.
  76. 76. Toxicidade do FlúorToxicidade crônica• A mais freqüente.• Ingestão de flúor diariamente acima de 0,5mg/Kg.Toxicidade aguda• Extremamente rara.• Ingestão de flúor de 3-5 mg/Kg.
  77. 77. Toxicidade Aguda• Extremante rara.• Exposição industrial• Alvos multiórgãos.• Doses letais:• Criança (até 7 anos) : 15 mg/Kg• Adulto : 32 -64 mg/Kg
  78. 78. Toxicidade AgudaMecanismo:• Absorção.• Órgão regulador da intoxicação.• Compostos organofluorados• Liberação do íons de F-• Ácido fluorídrico
  79. 79. Toxicidade AgudaCausas Possíveis:• Ingestão acidental: inseticidas ou raticidas – contendo sódio fluoro- Sódio Fluoroacetato acetato.• Atualmente : dentifrício, bifluoreto de amônio, ejecta vulcânica, e a equipamento de fluoretação da água.
  80. 80. Toxicidade AgudaSintomas: • Hipomagnesemia• Dor abdominal; • Sintomas neurológicos:• Diarréia; • Cefaléia• Disfagia; • Fraqueza muscular• Hipersalivação;• Lesão da mucosa; • Hiperreflexia• Náuseas; • Espasmos musculares• Vômito; • Convulsões de pareste-• Anormalidades de sias Eletrólitos; • Casos graves:• Hipercalcemia; • Falência de órgãos múl-• Hipocalcemia; tiplos.• Hipoglicemia • Morte.
  81. 81. Toxicidade AgudaTratamento:• O tratamento é sintomático com anti-ácido;• Complexos vitamínicos;• E o mais importante: afastar-se dos fatores contaminantes.
  82. 82. Toxicidade Crônica• A mais frequente de se acontecer;• Ingestão de produtos que contém FLÚOR;• Regiões afetadas:• Doença relacionada: Fluorose dentária.
  83. 83. Toxicidade Crônica: Fluorose DentáriaMecanismo:• Absorção.• Ingestão diária de flúor ↑ de 0,05 mg/kg.• Compostos que contém flúor:• Absorção Corrente Sanguínea Cavidade Bucal
  84. 84. Toxicidade CrônicaCausas Possíveis:• Incorporação de diversas fontes de flúor:• Cremes dentais• Soluções para bochecho• Géis• Água fluoretada• Chá - Tea brick• Poeiras de flúor - industria
  85. 85. Toxicidade CrônicaSintomas: Sem Tratamento
  86. 86. Toxicidade CrônicaTratamento:• Acompanhamento médico de no minimo 2 x ao ano.• Evitar compostos fluoretado• Evitar água fluoretada.

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