Fisiologia do cálcio

Prévia do material em texto

1 Laís Flauzino | MEDICINA 
 
A concentração extracelular de íons cálcio é 
determinada pela interação da absorção intestinal de 
cálcio, a excreção renal e a captação/liberação óssea 
desse elemento pelos ossos. 
ABSORÇÃO E EXCREÇÃO: 
Ingesta diária normal de cálcio: 1000mg (1L de leite) 
• 35% (350mg) é absorvido pelos intestinos e 
enviado à corrente sanguínea – essa absorção é 
facilitada pela vitamina D. 
• 250mg são excretadas pelas fezes por meio de 
sulcos gastrointestinais e células epiteliais 
descamadas – 90% do cálcio consumido é 
excretado. 
• 10% do cálcio ingerido é filtrado nos rins. 
• 99% é reabsorvido pelos túbulos renais, através 
da ação do PTH. 
Quando a quantidade de cálcio iônico sérico está 
baixa, há aumento da reabsorção desse mineral. 
O aumento do cálcio sérico provoca diminuição da 
reabsorção. 
 
 
0,1% do cálcio total do corpo encontra-se no líquido 
extracelular, cerca de 1% está nas células e o restante 
encontra-se nos ossos - podem servir como grandes 
reservatórios, armazenando o excesso de cálcio e 
liberando cálcio quando a concentração no líquido 
extracelular diminui. 
 
98% do cálcio encontra-se armazenados nos ossos – a 
troca de cálcio ósseo com o meio extracelular atua 
como um mecanismo de tamponamento, para evitar 
quedas bruscas ou aumentos acentuados de cálcio 
sérico. 
 
O cálcio desempenha papel fundamental em muitos 
processos fisiológicos: 
• Contração dos músculos esqueléticos, cardíaco e 
lisos 
• Coagualação sanguínea 
• Transmissão de impulsos nervosos 
 
O plasma e os líquidos intersticiais mostram uma 
concentração normal do cálcio iônico de cerca de 2,4 
mEq/ℓ, que corresponde à metade da concentração 
plasmática total de cálcio. Esse cálcio iônico é a forma 
ativa para a maioria das funções do cálcio no corpo, 
incluindo seu efeito sobre o coração, o sistema 
nervoso e a formação óssea. 
 
EFEITOS FISIOLÓGICOS DAS 
ALTERAÇÕES DAS [] NOS LÍQUIDOS 
CORPORAIS: 
HIPOCALCEMIA: 
A diminuição da concentração de cálcio no líquido 
extracelular causa mais excitação do sistema 
nervoso – devido ao aumento da permeabilidade da 
membrana neuronal dos íons sódio, permitindo o 
desencadeamento natural de potenciais de ação. 
 
A hiperexcitação nervosa desencadeia uma série de 
impulsos que são transmitidos para os músculos 
esqueléticos periféricos provocando uma contração 
muscular tetânica. 
 
 
A tetania normalmente ocorre quando a 
concentração sanguínea de cálcio diminui de seu 
nível normal de 9,4 mg/dℓ para cerca de 6 mg/dℓ, o 
que corresponde a apenas 35% abaixo do normal; a 
concentração letal costuma ser de aproximadamente 
4 mg/dℓ. 
 
HIPERCALCEMIA: 
As células excitáveis, como os neurônios, são 
sensíveis a alterações das concentrações do cálcio 
iônico. 
Aumentos acima do normal provocam a depressão 
progressiva do SN e da atividade muscular. 
• Provoca depressão do SN e das atividades 
reflexas. 
• Redução do intervalo QT do coração 
• Constipação intestinal – devido a contratilidade 
deprimida das paredes musculares do TGI 
• Diminuição do apetite 
 
 
2 Laís Flauzino | MEDICINA 
Esses efeitos depressores começam a aparecer 
quando o nível sanguíneo do cálcio se eleva acima de 
12 mg/dℓ, podendo ser intensificados conforme o 
nível de cálcio passa de 15 mg/dℓ. Quando a 
concentração de cálcio ultrapassa cerca de 17 mg/dℓ 
no sangue, cristais de fosfato de cálcio tendem a 
precipitar por todo o corpo. 
 
CÁLCIO E OSSO: 
Os cristais de hidroxiapatita não conseguem se 
precipitar em tecidos normais, exceto no osso. 
O mecanismo indutor da deposição dos sais de cálcio 
no osteoide não é totalmente compreendido, mas a 
regulação desse processo parede depender do 
pirofosfato – que inibe a cristalização da hidroxiapatita 
e a calcificação do osso. 
O osteoblasto também secreta pelo menos duas 
outras substâncias que regulam a calcificação óssea: 
(1) nucleotídio pirofosfatase/fosfodiesterase 1 (NPP1), 
que produz pirofosfato fora das células, e (2) proteína 
de anquilose (ANK), que contribui para a reserva 
extracelular de pirofosfato, transportando-o do 
interior para a superfície da célula. Deficiências de 
NPP1 ou de ANK originam diminuição do pirofosfato 
extracelular e excessiva calcificação do osso, como 
esporões ósseos, ou mesmo calcificação de outros 
tecidos, como tendões e ligamentos da coluna, que 
ocorre em pessoas com uma forma de artropatia 
denominada espondilite anquilosante. 
 
Precipitação do cálcio em tecidos não ósseos sob 
condições anormais: 
Tal precipitação ocorre nas paredes arteriais na 
arteriosclerose, fazendo com que as artérias se 
tornem tubos semelhantes a ossos. Da mesma forma, 
os sais de cálcio frequentemente se depositam em 
tecidos em processo de degeneração ou nos 
coágulos sanguíneos antigos. Presumivelmente 
nesses casos, os fatores inibidores, que normalmente 
evitam a deposição de sais de cálcio, desaparecem 
dos tecidos, permitindo a precipitação. 
 
Cálcio intercambiável: 
Se os sais de cálcio solúveis forem injetados por via 
intravenosa, a concentração do cálcio iônico poderá 
aumentar imediatamente para níveis elevados. No 
entanto, dentro de 30 a 60 minutos, a concentração 
de íons cálcio volta ao normal. Da mesma forma, se 
grandes quantidades de íons cálcio forem removidas 
dos líquidos corporais circulantes, essa concentração 
de íons cálcio novamente retornará ao normal dentro 
de 30 minutos a cerca de 1 hora. Esses efeitos se 
devem, em grande parte, à presença de cálcio do tipo 
intercambiável na composição óssea, que sempre 
está em equilíbrio com íons cálcio nos líquidos 
extracelulares. 
 
Uma pequena porção desse cálcio intercambiável 
também corresponde ao cálcio encontrado em todas 
as células do tecido, especialmente em tipos de 
células permeáveis, como as do fígado e as do trato 
gastrointestinal. 
 
Esse cálcio intercambiável fornece um mecanismo 
rápido de tamponamento para manter a 
concentração de cálcio iônico nos líquidos 
extracelulares, evitando sua ascensão a níveis 
excessivos ou sua queda a níveis baixos, em 
condições transitórias de excesso ou diminuição da 
disponibilidade de cálcio. 
 
Deposição e reabsorção de osso: 
O osso é continuamente depositado pelos 
osteoblastos, e continuamente reabsorvido onde os 
osteoclastos estão ativos. 
O PTH controla a atividade de reabsorção óssea dos 
osteoclastos por meio de um mecanismo indireto - As 
células osteoclásticas de reabsorção óssea não 
apresentam receptores de PTH. Em vez disso, os 
osteoblastos sinalizam aos precursores de 
osteoclastos para que formem osteoclastos maduros. 
O PTH se liga a receptores nos osteoblastos 
adjacentes, estimulando a síntese de RANKL, que 
também é chamado de ligante de osteoprotegerina 
(OPGL). O RANKL se liga a seus receptores (RANK) 
nos pré-osteoclastos, diferenciando-os em 
osteoclastos multinucleados maduros. Os 
osteoclastos maduros, então, desenvolvem uma 
borda pregueada e liberam enzimas e ácidos que 
promovem a reabsorção óssea. 
 
PARATORMÔNIO: 
PTH é produzido pelas glândulas paratireoides e age 
aumentando a reabsorção de cálcio e fósforo. 
Atua diminuindo a excreção de cálcio pelos rins e 
aumentando sua absorção intestinal. 
Entretanto, apesar do aumento da reabsorção do 
fósforo, esse hormônio diminui o fósforo sérico, 
porque promove o aumento da excreção renal desse 
mineral. 
 
O aumento da concentração do cálcio é ocasionado, 
principalmente, por dois efeitos do PTH: (1) aumenta 
a absorção de cálcio e de fósforo do osso, e (2) 
diminui com rapidez a excreção de cálcio pelos rins. 
 
O PTH apresenta dois efeitos para mobilizar o cálcio e 
o fósforo no osso. Um deles corresponde à fase rápida 
que começa em minutos e aumenta 
progressivamente por várias horas. Essa fase resulta 
da ativação das células ósseas já existentes 
(principalmente os osteócitos), para promover a 
 
3 Laís Flauzino | MEDICINA 
liberação de cálcio e fósforo. A segunda fase é muito 
mais lenta, exigindo alguns dias ou mesmo semanaspara seu desenvolvimento pleno; tal fase resulta da 
proliferação dos osteoclastos, seguida pela 
reabsorção osteoclástica muito acentuada do próprio 
osso, não apenas da liberação de sais de fosfato de 
cálcio do osso. (osteólise e ativação dos osteoclastos) 
 
 
O excesso de atividade da glândula paratireoide 
causa a liberação rápida de sais de cálcio dos ossos, 
com a consequente hipercalcemia no líquido 
extracelular; por outro lado, a hipofunção das 
glândulas paratireoides causa hipocalcemia, 
frequentemente resultando em tetania. 
 
O PTH também aumenta a reabsorção tubular renal 
do cálcio, ao mesmo tempo que diminui a reabsorção 
de fósforo (ver Capítulo 30). Além disso, aumenta a 
reabsorção de íons magnésio e hidrogênio, enquanto 
reduz a reabsorção de íons sódio, potássio e 
aminoácidos, da mesma maneira que influencia o 
fósforo. O aumento da reabsorção de cálcio ocorre 
principalmente na alça ascendente de Henle e nos 
túbulos distais. 
Não fosse o efeito do PTH sobre os rins, para 
aumentar a reabsorção de cálcio, a perda contínua de 
cálcio na urina acabaria em sua consequente 
depleção no líquido extracelular e nos ossos. 
 
O PTH eleva muito a absorção de cálcio e de fósforo 
dos intestinos, aumentando a formação nos rins de 
1,25-di-hidroxicolecalciferol a partir da vitamina D. 
 
É estimulado pela concentração de cálcio sérico. 
Até mesmo a mais insignificante redução da 
concentração de íons cálcio no líquido extracelular faz 
com que as glândulas paratireoides aumentem sua 
secreção dentro de minutos; em caso de persistência 
do declínio da concentração de cálcio, as glândulas 
passarão por hipertrofia, atingindo um tamanho até 
cinco vezes superior ou mais. 
Por outro lado, as condições que aumentam a 
concentração de cálcio iônico acima do normal 
provocam a diminuição da atividade e do volume das 
glândulas paratireoides. Tais condições incluem (1) 
quantidades excessivas de cálcio na dieta, (2) teor 
elevado de vitamina D na dieta e (3) reabsorção óssea 
causada por fatores diferentes do PTH (p. ex., desuso 
dos ossos). 
 
Se há hipercalemia, ocorre a diminuição na produção 
do paratormônio pelas glândulas. 
Se há hipocalemia, as glândulas paratireoides atuam 
secretando mais PTH. 
 
A produção excessiva de PTH é denominada 
hiperparatireoidismo. 
 
VITAMINA D: 
A vitamina D é inicialmente formada na pele: as 
radiações solares produzem colecalciferol, que é 
levada ao fígado para ser convertida em 25-
hidroxicolecalciferol. 
Após ser produzida, a 25-hidroxicolecalciferol é 
levada ao rim para ser convertida em calcitrol (1,25 di-
hidroxicolecalciferol). 
Sendo ela a forma mais ativa da vitamina D. Por isso, 
sem os rins para realizar essa conversão, a vitamina D 
perde quase toda a sua eficácia. 
 
Para mais, o PTH apresenta ação fundamental na 
ativação renal para conversão do calcitriol. 
 
Assim, a vitamina D atua aumentando a absorção 
intestinal de cálcio, bem como a de fósforo. E mais, 
diminuindo a excreção renal de cálcio e fósforo, e 
estimulando a mineralização óssea. 
 
A concentração plasmática de 1,25-di-
hidroxicolecalciferol é inversamente influenciada pela 
concentração de cálcio no plasma. 
Existem duas razões para esse efeito. 
• Primeiro, o cálcio iônico tem um leve efeito de 
impedir a conversão de 25-hidroxicolecalciferol 
em 1,25-di-hidroxicolecalciferol. 
• Segundo, e ainda mais importante, a secreção do 
PTH é muito suprimida quando a concentração 
plasmática do cálcio iônico sobe acima de 9 a 10 
mg/100 mℓ. 
Portanto, em concentrações de cálcio abaixo desse 
nível, o PTH promove a conversão de 25-
hidroxicolecalciferol em 1,25-di-hidroxicolecalciferol 
nos rins. Em concentrações mais elevadas do cálcio ao 
suprimir o PTH, o 25-hidroxicolecalciferol é 
convertido em um composto diferente – o 24,25-di-
hidroxicolecalciferol – que tem efeito quase nulo de 
vitamina D. 
 
Quando a concentração plasmática do cálcio já for 
muito alta, a formação de 1,25-di-hidroxicolecalciferol 
é muito deprimida. A ausência de 1,25-di-
 
4 Laís Flauzino | MEDICINA 
hidroxicolecalciferol, por sua vez, diminui a absorção 
de cálcio pelos intestinos, ossos e túbulos renais, 
levando, assim, a queda do nível de cálcio iônico para 
seu nível normal. 
 
AÇÕES DA VITAMINA D: 
A forma ativa da vitamina D, o 1,25-di-
hidroxicolecalciferol (calcitriol), apresenta diversos 
efeitos nos intestinos, rins e ossos, como o aumento 
da absorção de cálcio e fósforo para o líquido 
extracelular e a contribuição com a regulação dessas 
substâncias por feedback. 
 
O 1,25-di-hidroxicolecalciferol atua como um 
hormônio para promover a absorção intestinal de 
cálcio, aumentando principalmente, ao longo de um 
período de cerca de 2 dias, a formação de calbindina, 
uma proteína ligante do cálcio, nas células epiteliais 
intestinais. Essa proteína atua na borda em escova 
dessas células para transportar o cálcio para o 
citoplasma celular. O cálcio, então, move-se através 
da membrana basolateral da célula por meio de 
difusão facilitada. A absorção de cálcio é diretamente 
proporcional à quantidade dessa proteína ligante. 
Além disso, essa proteína permanece nas células por 
várias semanas, após a remoção do 1,25-di-
hidroxicolecalciferol do corpo, causando um efeito 
prolongado de absorção do cálcio. 
 
Outros efeitos do 1,25-di-hidroxicolecalciferol que 
podem desempenhar um papel na promoção da 
absorção de cálcio incluem a formação de (1) 
trifosfatase de adenosina estimulada pelo cálcio na 
borda em escova das células epiteliais; e (2) fosfatase 
alcalina nas células epiteliais. 
 
A vitamina D também aumenta a reabsorção de cálcio 
e fósforo pelas células epiteliais dos túbulos renais, 
tendendo, assim, a diminuir a excreção de tais 
substâncias na urina. No entanto, esse efeito é fraco e, 
provavelmente, sem grande importância para a 
regulação da concentração dessas substâncias no 
líquido extracelular. 
 
A vitamina D desempenha importantes papéis na 
reabsorção e deposição ósseas. A administração de 
quantidades extremas de vitamina D causa a 
reabsorção óssea. Na ausência dessa vitamina, o 
efeito do PTH na indução da reabsorção óssea é 
bastante reduzido ou mesmo impedido. O 
mecanismo dessa ação da vitamina D não é 
totalmente compreendido, mas acredita-se que ele 
seja o resultado do efeito do 1,25-di-
hidroxicolecalciferol de aumentar o transporte de 
cálcio através das membranas celulares. 
 
A vitamina D em quantidades menores promove a 
calcificação óssea. Uma das maneiras de promover 
essa calcificação é aumentar a absorção de cálcio e 
fósforo pelos intestinos. No entanto, mesmo na 
ausência de tal aumento, a vitamina D é capaz de 
intensificar a mineralização óssea. 
 
CALCITONINA: 
Hormônio peptídico secretado pela tireoide. 
Tende a diminuir a concentração plasmática de cálcio 
– tem efeitos opostos aos do PTH. 
 
O principal estímulo para a secreção de calcitonina é 
a elevação da concentração de cálcio iônico no 
líquido extracelular. Em contraste, a secreção do PTH 
é estimulada pela diminuição da concentração de 
cálcio. 
 
Em alguns animais jovens, a calcitonina diminui a 
concentração sanguínea do cálcio iônico com 
rapidez, começando dentro de minutos após a 
injeção da calcitonina, de pelo menos duas formas. 
1. O efeito imediato consiste na redução das 
atividades absortivas dos osteoclastos e 
possivelmente do efeito osteolítico da 
membrana osteocítica em todo o osso, 
desviando o equilíbrio em favor da deposição 
de cálcio nos sais de cálcio. Esse efeito é 
particularmente significativo em animais 
jovens, por causa do rápido intercâmbio de 
cálcio absorvido e depositado. 
2. O segundo e mais prolongado efeito da 
calcitonina baseia-se na diminuição da 
formação de novos osteoclastos. Além disso, 
como a reabsorção osteoclástica do osso 
conduz secundariamente à atividade 
osteoblástica, a diminuição da quantidade de 
osteoclastos é seguida por diminuição do 
número de osteoblastos. Portanto, o 
resultado efetivo, durante umlongo período, 
é a redução da atividade osteoclástica e 
osteoblástica, e, consequentemente, o efeito 
pouco prolongado na concentração 
plasmática do cálcio iônico. Ou seja, o efeito 
no cálcio plasmático é principalmente 
transitório, durando de algumas horas a 
alguns dias, no máximo. 
 
A calcitonina tem efeitos secundários menores no uso 
do cálcio nos túbulos renais e nos intestinos. Mais uma 
vez, os efeitos são opostos aos do PTH, mas parecem 
ser de pouca importância, sendo raramente 
considerados. 
 
Dois motivos explicam o fraco efeito da calcitonina no 
cálcio plasmático. Primeiro, qualquer redução inicial 
da concentração de íons cálcio causada pela 
calcitonina leva a um poderoso estímulo da secreção 
de PTH em poucas horas, o que acaba quase que 
anulando o efeito da calcitonina. Quando a glândula 
tireoide é removida, e a calcitonina não é mais 
secretada, a concentração sanguínea do cálcio iônico 
não tem uma alteração mensurável a longo prazo, o 
que novamente demonstra o efeito predominante do 
sistema de controle do PTH. 
 
 
5 Laís Flauzino | MEDICINA 
Segundo, as taxas diárias de absorção e deposição do 
cálcio no ser humano adulto são pequenas, e, mesmo 
após o retardo da velocidade de absorção pela 
calcitonina, isso se reflete como um efeito muito leve 
na concentração plasmática de íons cálcio. O efeito da 
calcitonina em crianças é muito maior, porque a 
remodelagem óssea ocorre mais rapidamente em 
crianças, com absorção e deposição do cálcio de até 
5 gramas ou mais por dia – o equivalente a 5 a 10 
vezes a quantidade total desse elemento em todo o 
líquido extracelular. 
 
https://www.eumedicoresidente.com.br/post/fisiolog
ia-pth-calcio-vitamina-d 
Hall, John, E. e Michael E. Hall. Guyton & Hall - Tratado 
de Fisiologia Médica. Disponível em: Minha 
Biblioteca, (14th edição). Grupo GEN, 2021. 
https://www.eumedicoresidente.com.br/post/fisiologia-pth-calcio-vitamina-d
https://www.eumedicoresidente.com.br/post/fisiologia-pth-calcio-vitamina-d