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m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ METABOLISMO ÓSSEO E MINERAL: PRINCÍPIOS E FISIOLOGIA P R O F . M A R I A T E R E Z A G U E R R A m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Estratégia MED Prof. Maria Tereza Guerra | Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e Fisiologia 2ENDOCRINOLOGIA PROF. MARIA TEREZA GUERRA APRESENTAÇÃO: Estrategista, Seja bem-vindo(a) ao curso de endocrinologia e metabologia do Estratégia MED. Cientes das obrigações que um estudante de medicina tem ao longo do curso, nossa metodologia foi cuidadosamente pensada para trazer-lhe o resultado desejado da maneira mais eficiente possível, ou seja, colocaremos à sua disposição todas (e somente) as armas de que você precisa para vencer as batalhas que escolher. Todo conhecimento pode ser importante para a vida de um(a) médico(a), mas a prova não é a vida. É uma simulação criada pela mente do examinador. Como toda mente tem seus padrões, preferências e hábitos, estudamos as provas de cada instituição para orientá- lo(a) da maneira mais correta possível, por meio de um conteúdo teórico completo, mas escrito em linguagem direta e didática. Basta dominar todo esse conteúdo para entrar na Residência Médica dos sonhos? Não. A prova não é uma livre demonstração de conhecimento; é, acima de tudo, uma competição na qual suas chances de sucesso são diretamente proporcionais ao seu treino. Fazer questões de prova não lhe trará somente ganhos cognitivos, mas também proporcionar-lhe-á autoconhecimento e tranquilidade, duas coisas fundamentais para qualquer competidor. Nisso também nos diferenciamos, pois disponibilizamos um completo e atualizado banco de questões comentadas, alternativa por alternativa, porque reconhecer o errado também ensina o certo. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Estratégia MED Prof. Maria Tereza Guerra | Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e Fisiologia 3ENDOCRINOLOGIA @estrategiamed /estrategiamed Estratégia MED t.me/estrategiamed @dramariaterezaguerra Entender o estilo de cada instituição é essencial para calcular o que é previsível, mas também estamos atentos aos assuntos que, eventualmente, podem ganhar notoriedade por acontecimentos sociais, econômicos e epidemiológicos. Disponibilizaremos questões inéditas, quando necessário, para que você não seja surpreendido(a), e nossos simulados contemplarão essas apostas. Uma vez apresentado o curso, permita que eu me apresente. Realizei a Residência de clínica médica no Real Hospital Português de Beneficência em Pernambuco – RHP, onde trabalho até hoje como Endocrinologista. Já a Residência Médica de Endocrinologia e Metabologia, fiz no Instituto de Medicina Integral Professor Fernando Figueira – IMIP, hospital-escola da Faculdade Pernambucana de Saúde – FPS, onde fui tutora de 2018 a 2020. Para mim, é uma grande honra ter permanecido nos locais em que obtive minha formação como especialista, por isso aqui vai mais uma dica: a Residência Médica não é apenas um período de formação, é o momento no qual você entrega seu cartão de visitas a seus preceptores, colegas e demais funcionários do hospital. Você passará alguns anos em uma carga horária de 60 horas semanais, sendo avaliado não só do ponto de vista técnico e cognitivo, mas também será bastante observado no tocante ao comprometimento, ética e cordialidade. Costumo dizer que é uma “entrevista de emprego que dura de 2 a 5 anos”. A seguir, um resumo do meu histórico de aprovações em concursos: • Aprovações em provas de Residência Médica: • SES-DF 2013 – Clínica Médica (Hospital Universitário de Brasília – HUB-UNB). • SES-PE 2013 – Clínica Médica (RHP). • SES-PE 2015 – Endocrinologia e Metabologia (IMIP). • Aprovações em Concursos Públicos: • Ministério Público do Estado de Pernambuco 2018 – Analista Ministerial - Área Medicina (1ª colocada). • Prefeitura da cidade do Recife 2014 – Médico Clínico Geral Plantonista (1ª colocada). • Tribunal Regional do Trabalho da 6ª Região 2018 – Analista Judiciário - Área Especializada - Medicina (2ª colocada). • Tribunal Regional Federal da 5ª Região 2017 – Analista Judiciário - Apoio Especializado - Medicina (3ª colocada). • Ministério Público da União 2013 – Analista do Ministério Público da União – Área de atividade: Medicina – Especialidade: Clínica Médica. • EBSERH / UFPE 2014 – Médico – Clínica Médica. Feitas as devidas apresentações, desejo-lhe bons estudos. Se surgir alguma dúvida ao longo do caminho, estarei no fórum para compartilharmos aprendizados e experiências sobre a especialidade mais linda da clínica médica. Cordialmente, Professora Maria Tereza Guerra @estrategiamedm e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ https://www.instagram.com/estrategiamed/ https://www.facebook.com/estrategiamed1 https://www.youtube.com/channel/UCyNuIBnEwzsgA05XK1P6Dmw?sub_confirmation=1 https://t.me/estrategiamed https://www.instagram.com/dramariaterezaguerra/ http://www.ebserh.gov.br/web/hub-unb m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 4 SUMÁRIO APRESENTAÇÃO DA AULA 5 1.0 O OSSO - SEUS COMPARTIMENTOS E FUNÇÕES 6 1.1 COMPOSIÇÃO E MORFOLOGIA 6 1.2 MODELAÇÃO ÓSSEA 9 2.0 DUAS CÉLULAS ESPECIALIZADAS E O PROCESSO DE REMODELAMENTO ÓSSEO 11 2.1 OSTEOCLASTO 12 2.2 OSTEOBLASTO 14 2.3 O ENCONTRO DO OSTEOCLASTO COM O OSTEOBLASTO 16 2.4 OSTEÓCITO 17 3.0 O OSSO AO LONGO DA VIDA 21 4.0 CÁLCIO 25 5.0 PARATORMÔNIO 27 5.1 SECREÇÃO E REGULAÇÃO DO PTH 27 5.1.1 CÁLCIO X PTH 28 5.2 AÇÕES BIOLÓGICAS DO PTH 29 5.2.1 AÇÕES DO PTH NO OSSO 30 5.2.2 AÇÕES RENAIS DO PTH 30 6.0 VITAMINA D 33 6.1 METABOLISMO DA VITAMINA D 33 6.2 AÇÕES BIOLÓGICAS DA VITAMINA D 37 6.3 AÇÕES INTESTINAIS DA VITAMINA D 38 7.0 CALCITONINA 41 8.0 FÓSFORO E FGF23 44 9.0 MAGNÉSIO 47 10.0 LISTA DE QUESTÕES 49 11.0 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 50 12.0 CONSIDERAÇÕES FINAIS 52 m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 5 APRESENTAÇÃO DA AULA Estrategista, Este é o capítulo introdutório do módulo de metabolismo ósseo e mineral do Estratégia MED. De antemão, preciso dizer-lhe que duas especialidades participaram da idealização e confecção deste módulo (endocrinologia e pediatria). Nosso propósito foi, além de contemplar a multidisciplinaridade do tema, ofertar-lhe um conhecimento amplo, porém preciso e especializado, à medida que as questões demandem- no. Veja na tabela a seguir os tópicos contemplados neste módulo e os professores que estarão com você ao longo do estudo: Módulo de metabolismo ósseo e mineral do Estratégia MED Livro Professores Princípios e fisiologia Maria Tereza Guerra (Endocrinologia) Distúrbios do cálcio Camila Moma (Endocrinologia) Distúrbios do magnésio e do fosfato Maria Tereza Guerra Vitamina D e osteomalacia Maria Tereza Guerra Raquitismo Andrea Makssoudian (Pediatria) Distúrbios do remodelamento ósseo: - Osteoporose - Doença de Paget do osso Maria Tereza Guerra As explicações deste capítulo não costumam ser foco de questões de provas per si, mas são essenciais para que você entenda os princípios clínicos, diagnósticos e terapêuticos de doenças que, de fato, são abordadas nas provas. Logo, as questões sobre cada doença serão expostas e discutidas em seus respectivos capítulos. Em suma, este capítulo é uma base, sem a qual ficará difícil você alcançar o entendimento das doenças. Como sempre, prometo-lhe quede vitamina D e, quando o calcitriol liga-se ao receptor de vitamina D, ocorre inibição da expressão do gene PTH e, portanto, da síntese de PTH. O calcitriol também inibe a proliferação de células da paratireoide. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 38 Repare que, tanto o PTH quanto a Vitamina D aumentam a reabsorção óssea, mas o fazem por estímulo ao osteoblasto (e não ao osteoclasto). Muito é dito sobre a importância da Vitamina D para a saúde óssea, portanto pode soar paradoxal que ela estimule o processo de reabsorção óssea. Ocorre que, como já pontuamos, o “osso novo” só é formado na medida em que o “osso velho” é reabsorvido. Portanto, reabsorver é preciso! 6.3 AÇÕES INTESTINAIS DA VITAMINA D A absorção intestinal de cálcio guarda bastante semelhança com seus mecanismos de reabsorção renal e varia em uma faixa relativamente constante, de 200 – 400 mg/dia. Basicamente, o cálcio dietético pode ser absorvido por dois mecanismos: • transporte ativo (transcelular): ° ocorre na membrana apical do duodeno e jejuno proximal; ° pode resultar na absorção de 20 a 70% do cálcio ingerido; ° a forma como o cálcio é transportado da face apical para a face basolateral do enterócito é praticamente idêntica à forma como esse íon é transportado pelas células da alça de Henle. A única diferença é que, no rim, o canal expresso na membrana apical é o TRPV5 e, no enterócito, temos a expressão dos canais TRPV5 e TRPV6. A expressão desses canais apicais é regulada pelo calcitriol. • transporte passivo (paracelular): ° é responsável pela absorção de 5% do cálcio ingerido; ° ocorre por todo o comprimento do intestino delgado. O principal efeito do calcitriol é aumentar a absorção intestinal apical de cálcio, aumentando a expressão do canal TRPV6 e o efluxo basolateral, por meio do aumento na expressão do canal PMCA1b. Um detalhe importante é que um ambiente gástrico ácido é necessário para que a absorção do cálcio transcorra de forma satisfatória. Logo, pacientes com acloridria, por cirurgia bariátrica ou pela utilização de antiácidos, estão mais propensos a evoluir com absorção deficitária de cálcio. CAI NA PROVA (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO - UFRJ 2018) Entre as ações da 1,25 (OH)₂ vitamina D, pode-se destacar: A) Estímulo à reabsorção óssea. B) Redução da absorção intestinal de cálcio. C) Aumento da fosfatúria. D) Estímulo à secreção do paratormônio. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 39 Temos aqui uma questão curta e direta para relembrarmos as funções biológicas da vitamina D. Vamos às alternativas: Alternativa A: por meio da ativação dos osteoblastos, a vitamina D estimula, indiretamente, a osteoclastogênese. Portanto, induz a reabsorção óssea. Alternativa B: a vitamina D estimula a absorção intestinal de cálcio e fosfato. Alternativa C: temos dois hormônios fosfatúricos: o PTH e o FGF23. Aumentar a excreção de fosfato não está entre as funções da vitamina D. Alternativa D: pelo contrário! A vitamina D inibe a secreção de PTH. Correta a alternativa A. (SECRETARIA ESTADUAL DE SAÚDE - RIO DE JANEIRO - SES - RJ 2016) Em relação à absorção de cálcio, é correto afirmar que: A) não sofre alteração em meio ácido B) acontece principalmente no íleo e estômago C) acontece principalmente no duodeno e jejuno D) não é estimulada pela vitamina D e paratormônio COMENTÁRIO: Alternativa A: a acidez é um componente essencial à absorção adequada do cálcio. Isso traz, inclusive, uma consequência prática em nossas prescrições. Caso o paciente tenha acloridria, por cirurgia bariátrica ou uso de antiácidos, devemos dar preferência à reposição de cálcio na forma de citrato de cálcio. A razão para isso é que a absorção dessa formulação depende menos da acidez gástrica, quando comparada a outras formulações (carbonato de cálcio e o fosfato de cálcio). Alternativa B: os sítios onde o cálcio é majoritariamente absorvido são duodeno e jejuno proximal. Alternativa C: como vimos, 20 a 70% do cálcio ingerido será absorvido nessas topografias, por um mecanismo ativo estimulado pela vitamina D. Alternativa D: a vitamina D estimula a absorção de cálcio de forma direta e podemos dizer que o PTH também o faz, só que de maneira indireta (ao estimular a hidroxilação renal do calcidiol). Correta a alternativa C. COMENTÁRIO: m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 40 Notas práticas e teóricas sobre a Vitamina D O calcitriol é 100 vezes mais potente que o calcidiol, mas sua meia-vida é de apenas 4 a 6 horas, enquanto a meia-vida do calcidiol varia de 2 a 3 semanas. Portanto, o calcidiol é a principal forma circulante de vitamina D e, justamente por isso, é o exame solicitado quando queremos avaliar as reservas de vitamina D do paciente. Prescrevemos a suplementação de vitamina D na forma de colecalciferol ou ergosterol, já que ambas as formulações serão hidroxiladas no fígado e se transformarão em calcidiol. Ocorre que, em pacientes com doença renal crônica (DRC), a depender do grau de disfunção renal, a suplementação deverá ser feita com calcitriol, visto que, na DRC, a hidroxilação renal do calcidiol fica prejudicada. Resumindo: O receptor da vitamina D (VDR, do inglês vitamin D receptor) é quase universalmente expresso em todas as células nucleadas, portanto a vitamina D não só é um hormônio como desempenha seus efeitos diretamente no núcleo celular, por meio de transcrição genética. Não é à toa que, nos últimos anos, tem sido estudada, sistematicamente, como interferente nas mais variadas comorbidades. Em uma pesquisa rápida na plataforma PubMed, encontramos estudos que pesquisam a associação dos níveis séricos de vitamina D com os desfechos mais variados: doenças cardiovasculares, função cognitiva, distúrbios psiquiátricos, autoimunidade e até câncer. Paciente com função renal normal Colecalciferol ou Ergosterol Paciente com doença renal crônica Calcitriol m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 41 CAPÍTULO 7.0 CALCITONINA A calcitonina é um peptídeo composto por 32 aminoácidos, produzido pelas células parafoliculares (células C) da tireoide. As células parafoliculares representam apenas 0,1% da massa celular total da tireoide e concentram-se nos lobos superiores dessas glândulas. A fisiologia tireoidiana não é tema dessa aula, mas vamos reforçar um conceito para que você não se confunda: • Paratireoides produzem PTH. • Tireoide produz calcitonina (através das células C, ou células parafoliculares). Grosso modo, podemos dizer que a calcitonina é um hormônio hipocalcêmico, portanto antagonista do PTH. Sua liberação é regulada pelos níveis plasmáticos de cálcio que, quando superiores a 9 mg/dL, estimulam a liberação do hormônio. Sua meia-vida é de, aproximadamente, cinco minutos e é depurada pelo rim e pelo fígado. Suas duas principais ações são a inibição da reabsorção óssea e a indução da excreção renal de cálcio. Age de maneira rápida, em questão de minutos, sendo, por essa razão, utilizada no controle agudo da hipercalcemia grave, como você vai conferir na aula de distúrbios do cálcio. Notas práticas e teóricas sobre a calcitonina • As célulasparafoliculares são o tipo celular implicado no desenvolvimento do carcinoma medular de tireoide (CMT). Por essa razão, a calcitonina é utilizada como marcador tumoral no acompanhamento de pacientes com CMT. • Há alguma controvérsia sobre o real impacto da calcitonina na homeostase do cálcio, com base nas seguintes observações clínicas: ° pacientes submetidos à tireoidectomia total por carcinoma de tireoide (com preservação das paratireoides) não são mais propensos a desenvolver alterações significativas na calcemia; ° jamais identificou-se nenhuma síndrome clínica cujo substrato fisiológico fosse o excesso ou a falta de calcitonina. • A despeito das controvérsias clínicas, os estudos em camundongos geneticamente modificados e com culturas celulares in vitro são taxativos quanto às ações do hormônio a nível celular. Tudo isso leva a crer que a calcitonina tem, sim, seu papel. Porém, no indivíduo sadio e em face a todos os interferentes envolvidos no metabolismo do cálcio, acaba por ter sua influência sobrepujada pelo PTH e pela vitamina D. No osteoclasto, a calcitonina induz a perda da borda enrugada, pela qual as substâncias líticas são secretadas, causa imobilidade celular e prejudica a ação das integrinas (aqueles “ganchinhos” que o prendem ao osso). Portanto, atenção a essa “mudança de paradigma”: ao contrário do PTH e da Vitamina D, que agem no osteoblasto, a calcitonina age no osteoclasto. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 42 CAI NA PROVA (HOSPITAL UNIVERSITÁRIO PRESIDENTE DUTRA - UFMA 2009) Constituem causas de elevação da calcitonina plasmática, exceto: A) tireoide de Hashimoto. B) carcinoma medular de tireoide. C) hipocalcemia. D) sepse grave. E) hiperplasia de células parafoliculares. COMENTÁRIO: Para além do CMT e da elevação dos níveis de cálcio, que outras situações podem cursar com elevação dos níveis séricos de calcitonina? A tabela abaixo responde à essa pergunta. Causas de hipercalcitoninemia Condições fisiológicas Atividade física Sexo masculino > sexo feminino Jovens > idosos Drogas Inibidores da bomba de prótons Glicocorticoides Betabloqueadores Glucagon Doenças não tireoidianas Hipergastrinemia Hipercalcemia Insuficiência renal Tumores neuroendócrinos Sepse Mastocitose Doenças tireoidianas Carcinoma medular de tireoide Carcinomas papilífero e folicular de tireoide (em menor grau) Tireoidite crônica autoimune (tireoidite de Hashimoto) Adaptado de: Toledo SP; Lourenço DM Jr; Santos MA; Tavares MR; Toledo RA; Correia-Deur JE. Hypercalcitoninemia is not pathognomonic of medullary thyroid carcinoma. Clinics (Sao Paulo). 2009;64(7):699-706 m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 43 Agora, analisemos cada uma das alternativas: Correta a alternativa A: a tireoidite de Hashimoto causa hipercalcitoninemia. Correta a alternativa B: a calcitonina não só aumenta no CMT como é um marcador tumoral utilizado no acompanhamento que esses pacientes fazem após a tireoidectomia total. a HIPERCALCEMIA causa hipercalcitoninemia. Correta a alternativa D: a sepse pode causar hipercalcitoninemia. Correta a alternativa E: as células parafoliculares produzem a calcitonina, portanto a hiperplasia desse tipo celular pode resultar em hipercalcitoninemia. Portanto, a alternativa C é o gabarito da questão. Incorreta a alternativa C: m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 44 CAPÍTULO 8.0 FÓSFORO E FGF23 Estima-se que 85% do fósforo corporal total estejam nos ossos, mas esse íon também é muito importante no meio intracelular, tanto na forma livre como na composição de proteínas, enzimas e fatores de transcrição. Seus níveis variam conforme a idade, gênero, status clínico e horário do dia. A concentração sérica do fosfato é determinada pelo balanço entre: absorção intestinal, mobilização óssea e excreção renal e esse balanço está sob o controle integrado de três determinantes: PTH, calcitriol e FGF23. A corujinha com a britadeira está passando para lhe avisar que vamos entrar em explicações fisiológicas que não são objetivo primário das questões de prova, mas podem ajudar-lhe a compreender o assunto de maneira lógica e concatenada. Para já, vamos fazer uma combinação terminológica. No líquido extracelular, o fósforo pode ser encontrado de várias formas aniônicas. Ao conjunto dessas formas aniônicas, vamos referir-nos como fosfato (o Harrison faz essa uniformização terminológica e vamos segui-la, mas, do ponto de vista molecular, fosfato é um composto que consiste em um átomo central de fósforo e quatro átomos de oxigênio – PO 4 3-). A família de genes de transportadores de soluto SLC34 codifica três proteínas cotransportadoras de sódio-fosfato, sendo que duas dessas proteínas medeiam a reabsorção de fosfato através da membrana apical do túbulo proximal renal (NaPi-2a e NaPi-2c), enquanto a NaPi-2b realiza a mesma função em tecidos extrarrenais, nomeadamente, na membrana da borda em escova do intestino delgado. Aproximadamente, 65% do fosfato dietético é absorvido no intestino delgado, entretanto essa taxa pode chegar a 90% sob estímulo do calcitriol, por meio de um aumento da expressão da proteína NaPi-2b. Em condições fisiológicas, 85 a 95% do fosfato filtrado na urina são reabsorvidos, sendo que os principais determinantes dessa taxa são o PTH e o FGF23, já que ambos induzem a endocitose e a degradação das proteínas NaPi-2a e NaPi-2c nas células do túbulo proximal. Napi-2a e Napi-2c � Expressas no rim � São endocitadas por estímulo do PTH e do FGF23 Napi-2b � Expressa no intestino delgado � É estimulada pelo calcitriol m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 45 O FGF23 é uma glicoproteína produzida por osteócitos e osteoblastos, composta de 251 aminoácidos, sendo que os 24 primeiros aminoácidos constituem o peptídeo sinal e o restante da molécula constitui a molécula intacta, subdividida nas porções N-terminal (peptídeos 25 a 179) e C-terminal (peptídeos 180 a 251). Exerce suas funções ao ligar-se ao Klotho-FGF receptor complex na membrana apical do túbulo proximal, levando à supressão da expressão das proteínas cotransportadoras NaPi-2a e NaPi-2c, redução da expressão do gene CYP27B (que codifica a 1-alfa-hidroxilase) e aumento da expressão do gene CYP24 (que codifica a proteína 24-hidroxilase); tais alterações traduzem-se na redução da reabsorção tubular renal de fosfato e menores níveis séricos de 1,25(OH)2D. Figura 16: Ações biológicas do FGF23. Por outro lado, os níveis de fosfato modulam os níveis de seus três determinantes em regimes de feedback positivo (PTH e FGF23) e negativo (calcitriol). Como último nível de interação, tanto o PTH quanto o calcitriol aumentam a produção de FGF23. Entretanto, enquanto o PTH aumenta a síntese de calcitriol, essa vitamina suprime a produção do PTH. Finalmente, o FGF23 suprime, em alça de feedback negativo, a produção de PTH e calcitriol. Agora, vou mostrar-lhe uma imagem que resume todas essas alças de feedbacks relacionadas ao metabolismo do fósforo. De antemão, não se assuste e não tente decorar os sentidos das setas antes de ler a historinha que vai dar sentido a elas.Leia a história e aprecie a imagem após cada informação (lembre-se de que estamos em uma narrativa, que até possui certa carga dramática, mas não é nenhum filme de terror). Figura 17: Hormônios interferentes no metabolismo do fosfato. Endocitose das proteínas NaPi-lla e Napi-Ilc Ações do FGF23 1-alfa-hidroxilase 24-alfa-hidroxilase Fosfatória Calcitriol FGF 23 Fosfato ΡΤΗ Calcitriol Setas azuis = Feedback Setas vermelhas = Feedback + – m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 46 O drama do fosfato: 12 alças de feedback para entendermos! As duas premissas que norteiam o arco narrativo da nossa história são as seguintes: • O FGF23 é um vilão temido, a ponto de todos só lhe enviarem feedbacks positivos. Ele, mal agradecido que é, inibe a todos (principalmente ao fosfato, seu principal desafeto). • O fosfato é o mocinho da história. É tão humilde que limita o próprio ego. Quando está com a autoestima elevada, estimula a produção dos seus inimigos: PTH e FGF23. Chega ao ponto de inibir a única pessoa que o estimula: a vitamina D (calcitriol). Com essas duas premissas, você já dominou 10 setas. Pode conferir. As duas setas que sobram você vai levar de brinde, pois já é uma história antiga que assistimos no metabolismo do cálcio: • Obcecado que é pelo cálcio, o PTH estimula a vitamina D que, equilibrada como sempre, diz para o PTH maneirar sua obsessão e inibe-o. • O único defeito da vitamina D é não ter coragem para enfrentar o vilão da história (FGF23) e ajudar, mais ainda, o fosfato. Agora sim, você pode vasculhar a imagem atrás de alguma seta que não se encaixe no roteiro. O cálcio e o fosfato são um casal apaixonado cujo único objetivo é unirem-se em um cristal insolúvel de hidroxiapatita, que residirá na matriz mineralizada, até que as enzimas líticas do osteoclasto separem-nos. O PTH é apaixonado pelo cálcio e o FGF23 odeia o fosfato, por isso eles vão unir-se com o objetivo de separar os íons apaixonados. A vitamina D é amiga do casal, por isso incentiva ambos. Não podemos dizer o mesmo da calcitonina (ela passa a trama inteira meio blasé, mas quando o cálcio começa a ser feliz, a inveja consome-a). Só o tempo dirá se os íons apaixonados conseguirão ficar juntos ou se teremos um distúrbio de mineralização óssea (raquitismo ou osteomalacia). Fim Ainda não acabou, temos cenas pós-créditos reveladoras que vão juntar as duas tramas que você viu até agora: a saga do cálcio e o drama do fosfato. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 47 CAPÍTULO 9.0 MAGNÉSIO O magnésio é o segundo cátion intracelular mais abundante e desempenha papel fundamental em diversas funções celulares, tais como: • transferência, uso e armazenamento de energia; • metabolismo de proteínas, carboidratos e gorduras; • manutenção da função normal da membrana celular; • transmissão nervosa, condução neuromuscular e contração muscular; • regulação da secreção do PTH. O conteúdo corporal total médio de magnésio no adulto é de 25g ou 1000 mmol. Aproximadamente, 60% estão presentes nos ossos, 20% nos músculos e outros 20% nos tecidos moles e no fígado. Estima-se que 99% do magnésio total corporal distribui-se entre os ossos e o ambiente intracelular, com apenas 1% distribuindo-se pelo espaço extracelular; 70% do magnésio plasmático é ionizado ou complexado com outros íons (como, por exemplo: oxalato, fosfato, citrato), enquanto 20% são ligados a proteínas. A faixa da normalidade varia de 1,7 a 2,1 mg/dL, o que é equivalente a 1,4 a 1,7 mEq/L ou 0,70 a 0,85 mmol/L. A homeostase do magnésio dá-se pelo equilíbrio entre sua absorção intestinal e sua excreção renal. A absorção intestinal processa-se no jejuno e no íleo, e 30 a 40% do magnésio dietético é absorvido; entretanto, esse percentual pode chegar a 70% sob estímulo do calcitriol e em situações de hipomagnesemia. Trata-se de um micronutriente bastante disponível na alimentação, sendo especialmente abundante em vegetais verdes, cereais, grãos, nozes, legumes e chocolate. Diferentemente do que observamos no metabolismo do cálcio e do fosfato, o túbulo proximal não é o principal local de reabsorção do magnésio. Apenas 15 a 25% do magnésio é reabsorvido passivamente no túbulo proximal e 5 a 10%, no túbulo contorcido distal, mas o principal local de reabsorção desse íon é o ramo ascendente espesso da alça de Henle, onde são reabsorvidos de 60 a 70% do magnésio filtrado. A excreção de magnésio situa- se entre 3 e 5% em indivíduos com função renal normal que consumam uma dieta mediana, mas pode cair para menos de 0,5% em estados de depleção de magnésio devido a perdas extrarrenais. A maior parte do transporte de magnésio no ramo ascendente espesso da alça de Henle ocorre por difusão paracelular entre as células e é impulsionada pelo gradiente elétrico favorável, resultante da reabsorção do cloreto de sódio. A difusão é facilitada pelas proteínas de junções paracelulares oclusivas que já conhecemos no metabolismo do cálcio, as claudinas 16 e 19. Peculiaridades do magnésio Optamos por abordar o magnésio de forma destacada dos demais componentes do metabolismo mineral pelas seguintes razões: • O magnésio é um íon órfão, pois não há hormônios que tenham um papel marcante na regulação da sua excreção urinária e o osso, principal reservatório de magnésio, não o disponibiliza de maneira fluida, como faz com o cálcio e o fosfato. ° a despeito de ser um íon meio “esquecido” pelas alças de feedback, sabemos que a redução de seus níveis causa resistência à ação do PTH e redução da secreção desse hormônio. • A incapacidade de mobilizar, prontamente, os estoques de magnésio traz implicações práticas relevantes: ° se houver balanço negativo de magnésio, as perdas iniciais traduzir-se-ão, inicialmente, no conteúdo presente no fluido extracelular. Logo, a concentração plasmática de magnésio diminui rapidamente com o balanço negativo do íon, levando a uma redução acentuada da excreção de magnésio, a menos que haja alguma condição patológica que induza a perda de magnésio; ° o equilíbrio do fluido com os estoques ósseos só acontecerá após algumas semanas. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 48 QUESTÃO INÉDITA ESTRATÉGIA MED Os processos de formação e reabsorção óssea são coordenados por diversos hormônios e estão sob a influência do equilíbrio dinâmico de uma série de íons. Que alternativa traz uma afirmação verdadeira sobre esse intrincado equilíbrio hormonal e mineral? A) Os níveis de cálcio estão sob a influência do PTH, da vitamina D e do FGF23. B) A calcitonina é o único hormônio com influência direta sobre osteoblastos e osteoclastos. C) A vitamina D transforma-se em sua forma ativa após a hidroxilação hepática no carbono 25. D) Em estados de acidemia, observamos aumento dos níveis de cálcio ionizado. COMENTÁRIO: Incorreta a alternativa A: Os níveis de cálcio estão sob a batuta do PTH, da vitamina D e da calcitonina. O FGF23 controla, primordialmente, os níveis séricos de fosfato, além de induzir a redução dos níveis séricos de calcitriol (forma ativa da vitamina D). Incorreta a alternativa B: O único hormônio com esse poder é o estrogênio, pois ele não só inibe os osteoclastos, como estimula os osteoblastos. A calcitonina age sobre os osteoclastos e o PTH e o calcitriol estimulam o osteoblasto (que, porsua vez, estimula a osteoclastogênese por meio da produção de RANKL). Incorreta a alternativa C: A vitamina D transforma-se em sua forma ativa após a hidroxilação renal do carbono situado na posição 1. A acidemia enfraquece a ligação do cálcio com a albumina, portanto os níveis de cálcio iônico aumentam nesse contexto clínico. Pelo mesmo princípio, os estados de alcalemia cursam com redução do cálcio iônico. Correta a alternativa D. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 49 Baixe na Google Play Baixe na App Store Aponte a câmera do seu celular para o QR Code ou busque na sua loja de apps. Baixe o app Estratégia MED Preparei uma lista exclusiva de questões com os temas dessa aula! Acesse nosso banco de questões e resolva uma lista elaborada por mim, pensada para a sua aprovação. Lembrando que você pode estudar online ou imprimir as listas sempre que quiser. Resolva questões pelo computador Copie o link abaixo e cole no seu navegador para acessar o site Resolva questões pelo app Aponte a câmera do seu celular para o QR Code abaixo e acesse o app https://estr.at/VbD1 m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ https://estr.at/VbD1 m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 50 CAPÍTULO 11.0 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA Livros-textos: 1. Bringhurst, R. et al. Metabolismo mineral na saúde e na doença. In: In: Kasper DL, et al. Medicina interna de Harrison. 19 ed. Porto Alegre: McGraw-Hill Education; 2017. p.2455-66. 2. Potts, J.T.; Jüppner, H. Doenças das glândulas paratireoides e homeostase do cálcio. In: In: Kasper DL, et al. Medicina interna de Harrison. 19 ed. Porto Alegre: McGraw-Hill Education; 2017. p.2466-88. 3. Molina, P.E. Glândulas paratireoides e regulação do Ca2+ e do PO 4 -. In: Molina PE. Fisiologia endócrina. 4 ed. Porto Alegre: AMG, 2014. 4. Castro, L.C.G. Considerações sobre a massa óssea: do nascimento à senescência. In: Maeda, S.S.; Silva, D.M.W. Guia prático em osteometabolismo. São Paulo: Segmento Farma; 2014. p. 1-14. 5. Vilaça, T.; Lazaretti-Castro, M. As células ósseas e suas inter-relações na fisiologia óssea. In: Maeda, S.S; Silva, D.M.W. Guia prático em osteometabolismo. São Paulo: Segmento Farma; 2014. p. 15-24. 6. Hohl, A. et al. Terapia hormonal: andrógenos, estrógenos, fitoestrógenos e SERMs. In: Maeda, S.S.; Silva, D.M.W. Guia prático em osteometabolismo. São Paulo: Segmento Farma; 2014. p. 105-119. Artigos de plataformas médicas: 7. Manolagas, S.C. Normal skeletal development and regulation of bone formation and resorption. UpToDate (2021). 8. Hogan, J.; Goldfarb, S. Regulation of calcium and phosphate balance. UpToDate (2021). 9. Goltzman, D. Etiology of hypocalcemia in adults. UpToDate (2021). 10. Yu, A.S.L. 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Regulation of fibroblast growth factor-23 signaling by Klotho. J Biol Chem. 2006;281(10):6120-3. 26. Shimada, T.; Hasegawa, H.; Yamazaki, Y.; Muto, T.; Hino, R.; Takeuchi, Y. et al. FGF-23 is a potent regulator of vitamin D metabolism and phosphate homeostasis. J Bone Miner Res. 2004;19(3):429-35. 27. Saito, H.; Maeda, A.; Ohtomo, S.; Hirata, M.; Kusano, K.; Kato, S. et al. Circulating FGF-23 is regulated by 1alpha,25- dihydroxyvitamin D3 and phosphorus in vivo. J Biol Chem 2005;280(4):2543-9. 28. Perwad, F.; Azam, N.; Zhang, M.Y.; Yamashita, T.; Tenenhouse, H.S.; Portale, A.A. Dietary and serum phosphorus regulate fibroblast growth factor 23 expression and 1,25-dihydroxyvitamin D metabolism in mice. Endocrinology. 2005;146(12):5358-5364. 29. Ben-Dov, I.Z.; Galitzer, H.; Lavi-Moshayoff, V.; Goetz, R.; Kuro-o, M.; Mohammadi, M. et al. The parathyroid is a target organ for FGF23 in rats. J Clin Invest. 2007;117(12):4003-8. 30. Lavi-Moshayoff, V.; Wasserman, G.; Meir, T.; Silver, J.; Naveh-Many, T. PTH increases FGF23 gene expression and mediates the high- FGF23 levels of experimental kidney failure: a bone parathyroid feedback loop. Am J Physiol Renal Physiol. 2010;299(4):F882-9. 31. Kawata, T.; Imanishi, Y.; Kobayashi, K.; Miki, T.; Arnold, A.; Inaba, M.; Nishizawa, Y. Parathyroid hormone regulates fibroblast growth factor-23 in a mouse model of primary hyperparathyroidism. J Am Soc Nephrol. 2007;18(10):2683–8. 32. Burnett-Bowie, S.M.; Henao, M.P.; Dere, M.E.; Lee, H.; Leder, B.Z. Effects of hPTH(1-34) infusion on circulating serum phosphate, 1,25-Dihydroxyvitamin D and FGF23 levels in healthy men. J Bone Miner Res. 2009;24(10):1681-5. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Yamamoto%20M%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=16436388 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Nandi%20A%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=16436388 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Rosenblatt%20KP%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=16436388https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Muto%20T%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15040831 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Hino%20R%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15040831 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Takeuchi%20Y%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15040831 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Hirata%20M%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15531762 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kusano%20K%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15531762 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kato%20S%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=15531762 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Goetz%20R%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=17992255 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Kuro-o%20M%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=17992255 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/?term=Mohammadi%20M%5BAuthor%5D&cauthor=true&cauthor_uid=17992255 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17992255 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20685823 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/19419295 m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 52 CAPÍTULO 12.0 CONSIDERAÇÕES FINAIS Estrategista, Particularmente, considero esse assunto o mais complexo entre todos os tópicos de fisiologia endócrina. Se você pensar na tireoide, adrenais ou gônadas, perceberá que conseguimos explicar o equilíbrio hormonal desses sistemas com dois pares de alças verticais de feedback. Em metabolismo ósseo e mineral isso não é possível, pois temos alças verticais horizontais e diagonais: está mais para um puzzle do que para um eixo propriamente dito. É uma área bastante desafiadora, cujo volume de conhecimento cresceu bastante nos últimos anos. Há muitos conceitos de fisiologia básica que parecem um tanto quanto maçantes, mas que possuem aplicabilidades clínica, diagnóstica e terapêutica. Isso justifica os links práticos realizados ao longo da teoria. Como sempre, desejo que a leitura tenha sido proveitosa, prazerosa e que tenha deixado marcas profundas na sua memória. No mais, a professora que lhe fala terá a maior satisfação em interagir com você sobre dúvidas ou questionamentos que venham a surgir durante o estudo. Cordialmente, Professora Maria Tereza Guerra m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 53 m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ https://med.estrategia.com https://med.estrategia.com APRESENTAÇÃO DA AULA 1.0 O OSSO - SEUS COMPARTIMENTOS E FUNÇÕES 1.1 COMPOSIÇÃO E MORFOLOGIA 1.2 MODELAÇÃO ÓSSEA 2.0 DUAS CÉLULAS ESPECIALIZADAS E O PROCESSO DE REMODELAMENTO ÓSSEO 2.1 OSTEOCLASTO 2.2 OSTEOBLASTO 2.3 O ENCONTRO DO OSTEOCLASTO COM O OSTEOBLASTO 2.4 OSTEÓCITO 3.0 O OSSO AO LONGO DA VIDA 4.0 CÁLCIO 5.0 PARATORMÔNIO 5.1 SECREÇÃO E REGULAÇÃO DO PTH 5.1.1 Cálcio x PTH 5.2 AÇÕES BIOLÓGICAS DO PTH 5.2.1 Ações do PTH no osso 5.2.2 Ações renais do PTH 6.0 VITAMINA D 6.1 METABOLISMO DA VITAMINA D 6.2 AÇÕES BIOLÓGICAS DA VITAMINA D 6.3 AÇÕES INTESTINAIS DA VITAMINA D 7.0 CALCITONINA 8.0 FÓSFORO e FGF23 9.0 MAGNÉSIO 10.0 LISTA DE QUESTÕES 11.0 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA 12.0 CONSIDERAÇÕES FINAISfaremos uma abordagem didática, com sentido e ancoragem de conhecimento. Nosso lema, você já sabe: Entender sempre, decorar só quando estritamente necessário. Cordialmente, Professora Maria Tereza Guerra m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 6 CAPÍTULO 1.0 O OSSO - SEUS COMPARTIMENTOS E FUNÇÕES Para além das funções biomecânicas de sustentação, proteção de órgãos internos e absorção de impactos, o osso é essencial para o equilíbrio eletrolítico mineral, uma vez que armazena 99% do cálcio e 85% do fósforo corporal total. Portanto, é essencial à homeostase dos sistemas endócrinos relacionados a esses íons. Por fim, participa também do equilíbrio acidobásico, pois serve de tampão em situações de acidemia. Logo, não é exagero dizer que o osso é um órgão mecânico e metabólico, essencial a nossa mobilidade e imprescindível em vários eixos eletrolíticos e hormonais que se inter-relacionam. 1.1 COMPOSIÇÃO E MORFOLOGIA O osso é composto por células ósseas especializadas, matriz de tecido conjuntivo mineralizado e não mineralizado, água e espaços que incluem a cavidade da medula óssea, canais vasculares, canalículos e lacunas (onde situam-se os osteócitos). Quanto às células especializadas (osteoclasto e osteoblasto), vamos abordá-las mais à frente. Por ora, vamos nos ater às explicações mais morfológicas. Para já, basta que você tenha em mente que o osteoclasto é a célula que realiza a reabsorção do osso e o osteoblasto é a célula que secreta a matriz óssea (componente proteico do osso). O esqueleto vertebrado é subdividido em um componente axial (crânio, coluna vertebral, esterno e costelas) e um componente apendicular (ossos longos e seus apêndices), mas do ponto de vista morfológico, os ossos podem ser de duas “qualidades”: cortical ou trabecular (esponjoso). Figura 1: Osso cortical (compacto) e osso trabecular (esponjoso). TABELA 1 Funções do sistema esquelético Mecânicas Metabólicas Locomoção (local de fixação dos músculos) Mecânica respiratória Proteção dos órgãos internos Depósito de cálcio e fósforo Função tampão em situações de acidemia m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 7 O osso cortical é denso e compacto, por isso é a parte externa de todas as estruturas esqueléticas. Compreende 80% do peso do esqueleto e sua principal função é fornecer resistência e proteção mecânica, podendo participar de respostas metabólicas, principalmente quando há déficit mineral grave ou prolongado. O osso trabecular (esponjoso) é encontrado no interior dos ossos longos (principalmente nas extremidades), em todo o corpo das vértebras e nas partes internas da pelve e em outros grandes ossos planos. Além de ser um componente essencial para o suporte mecânico do osso, é metabolicamente mais ativo que o osso cortical, sendo a principal fonte de minerais em estados de deficiência aguda. A razão para essas diferenças é que as lamelas do osso cortical estão organizadas de forma compacta e concêntrica. Abaixo do periósteo, temos a lamelas circunferenciais externas, que abarcam conjuntos lamelares concêntricos independentes, os ósteons (também conhecidos como sistema de Havers). O espaço entre as lamelas é denominado lacuna e é onde repousam os osteócitos (tipo celular predominante do osso). Os osteócitos comunicam-se entre si através de podócitos (que perpassam os canalículos) e uma extensa rede vascular longitudinal (canais centrais) e transversal (canais perfurantes). Figura 2: Estrutura lamelar do osso cortical. A forma organizada como as fibras colágenas são dispostas, justifica a compactação e rigidez desse tipo de osso.m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 8 MEMBRANAS DE REVESTIMENTO ÓSSEO Membrana externa – periósteo • O periósteo é composto por uma camada externa fibrosa e uma camada interna celular; essa última é composta por células osteoprogenitoras, planas e fusiformes, capazes de diferenciar-se em osteoblastos e formar osso em resposta a diversos estímulos. Membrana interna - endósteo • O endósteo é composto por células osteoprogenitoras e uma pequena quantidade de tecido conjuntivo. Cobre as superfícies do osso trabecular, a superfície medular do osso cortical e os canais centrais (canal de Havers). É uma importante superfície funcional para o processo de remodelação óssea. Por que estamos destacando isso? Porque, em breve, o endósteo será citado como o ponto de partida do processo de formação e remodelamento ósseos. Figura 3: Periósteo, endósteo e suas relações com as células ósseas e o processo de remodelamento ósseo. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 9 1.2 MODELAÇÃO ÓSSEA Desde a vida intrauterina, o esqueleto é esculpido para atingir forma e tamanho pela remoção do osso de um local e deposição em outro, processo denominado modelação óssea. Uma vez atingida a maturidade óssea, a regeneração continua através da substituição periódica do osso antigo por um novo na mesma superfície; ou seja, temos aqui um remodelamento ósseo, processo responsável pela renovação de todo o sistema esquelético a cada 10 anos. A modelação, ou formação óssea, pode dar-se através de dois processos diferentes – a ossificação intramembranosa e a ossificação endocondral. A ossificação intramembranosa é característica de ossos planos, tais como: abóbada do crânio, a maioria do esqueleto facial superior, partes da mandíbula, clavícula e pelve, bem como o colo de ossos longos. É um fenômeno mais elementar, pois resulta da conversão direta de células mesenquimais indiferenciadas em osso. A ossificação endocondral é característica do restante dos ossos do esqueleto axial e dos ossos do esqueleto apendicular. É um processo de várias etapas, que se baseia na formação e na degeneração de estruturas cartilaginosas que servem de molde para o osso em desenvolvimento. A cartilagem tem uma característica única entre os tecidos esqueléticos: possui a capacidade de crescimento intersticial, graças à divisão dos condrócitos. Essa peculiaridade será essencial para o processo de ossificação endocondral, tal como explicaremos no quadro a seguir. SEQUÊNCIA DA OSSIFICAÇÃO ENDOCONDRAL 1. Células mesenquimais condensam-se para formar uma estrutura cartilaginosa, que será o molde do novo osso. 2. Após a hipertrofia dos condrócitos, o molde cartilaginoso é calcificado pelos osteoblastos e depois reabsorvido parcialmente pelos osteoclastos, resultando na formação dos centros primário e secundário de ossificação . 3. As cartilagens dos centros primário e secundário de ossificação são convertidas em osso trabecular na metáfise e epífise, respectivamente. 4. O crescimento longitudinal do osso ocorrerá nas placas de crescimento, como resultado do alongamento do molde cartilaginoso, que ocorre pela divisão e hipertrofia dos condrócitos 5. Os condrócitos formam colunas e, então, sofrem apoptose. As células da medula invadem o espaço anteriormente ocupado pelos condrócitos e a cartilagem mineraliza-se. 6. Nos adultos, a placa de crescimento é totalmente reabsorvida, de modo que a cavidade medular estender-se-á por todo o comprimento do osso. 7. Uma vez que o processode modelação termina, o processo de remodelação prepondera. Esse quadro explicativo terá especial aplicabilidade clínica quando você estiver estudando raquitismo e osteomalacia. Ambas as doenças tratam da mesmíssima entidade fisiopatogênica, são defeitos da mineralização óssea. Entretanto, teremos a clínica de raquitismo quando a doença atingir o indivíduo com placas de crescimento ativas e de osteomalacia quando as placas de crescimento já tiverem sido reabsorvidas. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 10 Figura 4: Sequência de eventos da ossificação endocondral. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 11 CAPÍTULO 2.0 DUAS CÉLULAS ESPECIALIZADAS E O PROCESSO DE REMODELAMENTO ÓSSEO Com finalidade didática, para explicar o processo de remodelação óssea, podemos dividir o osso em dois compartimentos: o orgânico e o mineral. Mas atenção: essa divisão diz respeito à composição do osso e não significa de forma alguma que esses compartimentos situem-se em locais separados. Muito pelo contrário, os compartimentos orgânico e mineral entrelaçam-se para formar adequadamente a estrutura óssea. Perpassando esses dois componentes, temos as redes vascular e nervosa, para além da medula óssea. O compartimento orgânico é composto de matriz proteica e lipídeos, sendo que 80 a 90% desse compartimento corresponde às proteínas colágenas (principalmente colágeno tipo I). O compartimento mineral é composto majoritariamente por cálcio e fosfato, que se depositam, principalmente, na forma de cristais insolúveis de hidroxiapatita – Ca10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 . O magnésio, por sua vez, deposita-se nos cristais de hidroxiapatita ou nos demais componentes minerais do osso. TABELA 2 Composição do osso Compartimento orgânico Compartimento mineral • Proteínas colágenas (90%) • Proteoglicanos - sulfato de condroitina - sulfato de heparan • Proteínas ligadoras celulares - fibronectina - trombospondina - osteopontina - sialoproteína óssea - proteínas γ-carboxiladas (osteocalcina) • Proteínas relacionadas ao TGF-β • Proteínas relacionadas ao fator de crescimento insulina-like (IGF) • Cálcio e fosfato, principalmente sob a forma de cristais de hidroxiapatita • Magnésio CAI NA PROVA (Instituto Ortopédico de Goiânia – IOG - GO - 2020) Que tipo de fibra de colágeno e que sal mineral estão presentes em maior quantidade no tecido ósseo? A) colágeno tipo l e carbonato de cálcio B) colágeno tipo I e hidroxiapatita de cálcio C) colágeno tipo II e carbonato de cálcio D) colágeno tipo II e hidroxiapatita de cálcio m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 12 COMENTÁRIO: O colágeno tipo I é a principal proteína colágena do osso e os cristais de hidroxiapatita são o principal componente do compartimento mineral ósseo. Portanto, o gabarito da questão é a alternativa B. Correta a alternativa B. Podemos dizer que o componente mineral confere rigidez ao osso, mas é o componente proteico que lhe confere flexibilidade e capacidade de absorção de impactos. Um osso muito rígido e pouco flexível fraturaria quando submetido à tensão e um osso muito flexível e pouco rígido não cumpriria sua função de sustentação e locomoção. Portanto, podemos dizer que a rigidez do osso sustenta-nos, enquanto sua plasticidade o mantém íntegro. Façamos uma simples analogia: Um copo de vidro é mais rígido que um copo de plástico, mas, se deixarmos ambos caírem ao chão, o copo de vidro terá mais chances de quebrar-se. Um osso de boa qualidade preserva o equilíbrio entre rigidez e plasticidade e isso só será possível se os processos de formação e reabsorção acontecerem de forma acoplada, em perfeita sintonia. Desde as disciplinas de fisiologia humana, ganhamos o conhecimento medular de que os osteoclastos (do grego klastos - quebrado, partido) são as células de reabsorção óssea e os osteoblastos (do grego blastós, rebento, broto) são as células de formação óssea. Ocorre que a perfeita sintonia, à qual me referi anteriormente, dá-se justamente entre essas duas células que, apesar de desempenharem funções finais antagônicas, trabalham de maneira organizada e interativa para o sucesso do processo de remodelamento ósseo. Essa intrigante história de duas células “inimigas” que se ajudam será contada de maneira pouco usual: a partir do fim. 2.1 OSTEOCLASTO Você já percebeu que o osteoclasto veio ao mundo para destruir e o seu foco são, justamente, os “ossos do nosso ofício”. Ocorre que ele não nasceu com esse senso de destruição. Ele era um jovem e imaturo pré-osteoclasto, recém-saído da medula óssea, até o dia em que conheceu um sujeito chamado Ligante do RANK (popularmente conhecido como RANKL). Esse encontro foi marcante porque o inocente pré-osteoclasto possuía um receptor de superfície que ele não sabia bem para que lhe serviria. Esse receptor chamava-se RANK (do inglês, receptor activator of nuclear factor kappa-B). Vou dar-lhe uma dica: o RANKL é da mesma família que o fator de necrose tumoral (TNF, do inglês tumor necrosis factor). Ou seja, não pode ser uma boa influência. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 13 Quando o RANKL encaixou-se no RANK do pré-osteoclasto, uma série de acontecimentos sucedeu-se. O pré-osteoclasto ativou-se e fundiu-se com outros pré-osteoclastos, formando uma célula grande e multinucleada, pronta para fagocitar todos os ossos que visse pela frente. É isso, Estrategista: quando o RANKL liga-se ao RANK, o pré-osteoclasto entra em um caminho sem volta e transforma-se em um “fagócito do osso”. Não tardou muito para o osteoclasto encontrar uma superfície óssea senescente que precisava de reparos. Repousou sobre o osso e cravou vários ganchos para prender-se, as integrinas αvβ3. Após estar devidamente fixado, o citoesqueleto e a membrana basal do osteoclasto ativado reorganizaram-se para formar uma borda em escova completamente vedada. Por intermédio da anidrase carbônica, H 2 O e CO 2 foram convertidos em H+ e HCO 3 -. O HCO 3 - foi excretado para o meio extracelular, em troca do influxo de íons Cl- e assim o osteoclasto secretou H+, Cl-, catepsina K e outras enzimas líticas sobre a superfície óssea. O resultado foi a dissolução dos cristais de hidroxiapatita (devido ao microambiente ácido) e da matriz orgânica do osso (pela catepsina K e outras proteases). Figura 5: Osteoclasto ativado sobre a superfície óssea. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 14 2.2 OSTEOBLASTO A primeira diferença entre o osteoblasto e o osteoclasto é o berço. Enquanto o osteoclasto provém de precursores hematopoiéticos da linhagem monocítica, os osteoblastos advêm das células-tronco mesenquimais multipotentes, que também originam as células estromais da medula óssea, condrócitos, células musculares e adipócitos. Ou seja, o osteoblasto é uma célula nascida para formar e conectar. Uma vez que o osteoclasto termina seu processo de destruição, a lacuna formadapassa por uma “fase de reversão”, na qual células mononucleares (provavelmente da linhagem monocítica) aparecem na superfície óssea erodida e “preparam o terreno para os osteoblastos trabalharem”. Essas células secretam uma camada de material rico em glicoproteínas, a chamada "linha de cimento", que facilita a adesão dos osteoblastos ao local onde eles secretarão a nova matriz óssea. Uma vez que a matriz óssea é secretada sobre a “cratera” deixada pelo osteoclasto, o osteoblasto poderá seguir três caminhos: 1) apoptose; 2) transformar-se em osteócito: ° É como se o osteoblasto se aposentasse da sua função de produzir matriz óssea e se recolhesse em casa, nesse caso, a matriz óssea secretada por ele próprio (uma espécie de passarinho joão-de-barro do metabolismo ósseo). 3) transformar-se em célula linear: ° Aqui o osteoblasto também aposenta-se da sua função de formação, mas em vez de recolher-se no interior da matriz óssea, ele prefere ficar na superfície. OS QUATRO TIPOS CELULARES PRESENTES NO OSSO Repare que o osteoclasto é a única célula reabsortiva. Todas as demais possuem como principal foco a formação, a conexão ou o revestimento ósseo. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 15 Para transformar-se em osteócito, o osteoblasto tem seu tamanho reduzido e emite ramificações dendríticas, ao mesmo tempo em que é aprisionado na matriz óssea recém-formada. Essas ramificações servirão para que os osteócitos comuniquem-se entre si, com a superfície óssea e com a medula, além de servirem como uma rede mecanossensora que traduzirá as forças de tensão em reações bioquímicas essenciais ao processo de remodelamento ósseo. Por fim, temos o grand finale: a mineralização da matriz óssea recém-formada. Repare que a matriz óssea é o arcabouço estrutural do novo osso, onde se depositarão os componentes inorgânicos. Costumo dizer que a matriz óssea é o “esqueleto do osso”, mas a melhor analogia para você criar uma imagem mental do processo virá da construção civil: MINERALIZAÇÃO - A CONCRETAGEM DO OSSO Imagine a construção de uma laje, como na figura ao lado. A estrutura reticulada de ferro é montada para depois o concreto ser depositado sobre ela. No processo de formação óssea, a estrutura reticulada corresponde à matriz óssea (compartimento proteico do osso, também chamado de osteoide). A concretagem corresponderia ao processo de mineralização, que se dá pela deposição de cristais de hidroxiapatita, fosfato dicálcico (CaHPO₄), carbonato de cálcio (CaCO₃) e magnésio. Para além dos níveis adequados de cálcio e fósforo, a mineralização depende de uma enzima cujo nome você certamente já viu por aí: a fosfatase alcalina. Essa enzima existe em várias isoformas, sendo as principais as isoformas óssea e hepática. Aparentemente, a fosfatase alcalina óssea atua hidrolisando potenciais inibidores da mineralização. Fonte: Shutterstock. A vitamina K é cofator da enzima glutamato carboxilase, enzima responsável pela carboxilação da osteocalcina (uma das principais proteínas da matriz óssea). A osteocalcina carboxilada tem alta afinidade com os cristais de hidroxiapatita. Portanto, a vitamina K é um fator de grande relevância no processo de mineralização óssea. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 16 2.3 O ENCONTRO DO OSTEOCLASTO COM O OSTEOBLASTO A essa hora você estará coberto de razão se pensar que o osteoclasto é o vilão e o osteoblasto é o mocinho dessa história, mas nesse tópico em específico, o metabolismo ósseo não é um dramalhão caricato no qual as personagens seguem polos de comportamento. E o osteoblasto é o melhor exemplo disso: Lembra-se do RANKL? É uma proteína produzida e secretada pelos osteoblastos e osteócitos. Ou seja, à medida que forma osso, o osteoblasto também contribui para a ativação dos osteoclastos. Também não é por isso que vamos julgar negativamente o osteoblasto, pois, ao mesmo tempo em que secreta o RANKL, ele secreta uma substância chamada osteoprotegerina (OPG). Quando a OPG liga-se ao RANKL, este não consegue mais ligar-se ao RANK e ativar o pré- osteoclasto. Aliás, vários outros fatores possuem impacto sobre a osteoclastogênese. Entre os fatores estimulantes do desenvolvimento dos osteoclastos, podemos citar: • vitamina D; • paratormônio (PTH); • fator de necrose tumoral alfa (TNF-alfa); • prostaglandina E2; • interleucinas (IL)-1, IL-6, IL-11 e IL-17. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 17 • Eu costumava dizer que o osteoblasto é uma célula dissimulada, pois secreta matriz proteica, RANKL e osteoprotegerina ao mesmo tempo. Porém, percebam que o osso novo só poderá ser construído à medida que o osso velho é reabsorvido. Logo, faz todo sentido que o osteoblasto estimule a ativação dos osteoclastos por meio da secreção de RANKL. • Também faz todo sentido secretar OPG como uma forma de frear uma aceleração deletéria do processo de reabsorção óssea. 2.4 OSTEÓCITO Há pouco, disse que o osteócito era um osteoblasto aposentado, mas ele está bem longe de ser uma célula inerte ou espectadora. Aliás, os estudos mais recentes apontam que o osteócito seria até mais importante que as outras duas células para o processo de reabsorção e formação óssea. Estudos in vitro sugerem que o osteócito expressa RANKL e osteoprotegerina em maiores quantidades que o osteoblasto, sendo, portanto, mais influente que este no processo de osteoclastogênese. Figura 6: Interação entre o RANK, RANKL e a osteoprotegerina. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 18 Essa é a principal razão pela qual a atividade física é considerada um fator de proteção contra a perda de massa óssea. O exercício gera carga sobre o osso e isso reduz a produção de esclerostina. Vamos combinar, Estrategista: uma substância que possui esse nome não pode ser uma coisa boa para o osso! No fim das contas, se a secreção de esclerostina não for atenuada, o osso ficará “esclerosado”, velho, fadigado. Como se não bastasse, o osteócito produz a esclerostina, uma substância que prejudica a diferenciação dos osteoblastos (por inibição da via Wnt/β-catenina). Os osteócitos maduros secretam esclerostina de maneira tônica (contínua) para manter a formação óssea sob controle, mas quando forças mecânicas são aplicadas sobre o osso, os osteócitos param de secretar a esclerostina e a formação óssea fica desinibida. Figura 7: Interação entre osteoblasto, osteócito e osteoclasto. Antes que você comece a achar essa explicação sobre a esclerostina algo excessivamente fisiológico ou pormenorizado, é preciso ressaltar que, em 2019, a Food and Drug Administration (FDA) aprovou um anticorpo monoclonal contra a esclerostina como tratamento para osteoporose. A novidade chama-se romosozumabe e você deve guardar esse nome. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 19 Como sempre digo: a “história natural” de todo conceito novo é, inicialmente, ser cobrado na prova de R3 e,posteriormente, na prova de acesso direto. Por isso, elaboramos uma “questão aposta” para sedimentar essa informação: QUESTÃO INÉDITA ESTRATÉGIA MED O __________ é um inibidor da esclerostina indicado para o tratamento da osteoporose em mulheres na pós-menopausa com alto risco de fratura ou pacientes que não responderam ou são intolerantes a outras terapias antiosteoporóticas de primeira linha. Que alternativa preencheria o espaço de forma adequada? A) Alendronato. B) Denosumabe. C) Teriparatida. D) Abaloparatida. E) Romosozumabe. COMENTÁRIO • O alendronato é um bifosfonato, ou seja, medicação com tropismo para os cristais de hidroxiapatita que, quando internalizada pelo osteoclasto, durante o processo de reabsorção óssea, prejudica o funcionamento desse tipo celular. É, portanto, uma droga antirreabsortiva. • O denosumabe é um anticorpo monoclonal com afinidade pelo RANKL, ou seja, impede a ligação do RANKL com o RANK e, portanto, a osteoclastogênese. Por isso, também é uma droga antirreabsortiva. • A teriparatida é uma forma recombinante do PTH e a abaloparatida é um análogo sintético do PTHrP (proteína relacionada ao hormônio da paratireoide). A exposição crônica ao PTH ou ao PTHrP (como observamos no hiperparatireoidismo ou na hipercalcemia maligna, respectivamente) resulta em reabsorção óssea. Entretanto, a administração intermitente de PTH recombinante ou PTHrP sintético fazem com que a formação óssea prepondere sobre a reabsorção óssea. São, portanto, drogas anabólicas (indutoras de formação óssea). • O romosozumabe é um anticorpo monoclonal que se liga e inibe a esclerostina e, dessa forma, induz à formação óssea. A osteoporose será abordada em um capítulo à parte. Nossa intenção aqui, além de fazer uma aposta, foi mostrar-lhe que os princípios fisiológicos aqui aprendidos terão vasta aplicabilidade clínica e terapêutica quando você estudar as doenças específicas do metabolismo ósseo. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 20 DURAÇÃO DO PROCESSO DE REMODELAMENTO ÓSSEO Veja abaixo o tempo estimado de cada uma das fases do processo de remodelamento ósseo: • Reabsorção óssea – 2 semanas. • Reversão – 4 a 5 semanas. • Formação óssea – até 4 meses. O osteoide recém-formado começa a ser mineralizado após, aproximadamente, duas semanas. A mineralização ocorre de maneira acelerada no início e depois evolui mais lentamente. Pode demorar alguns anos para uma unidade estrutural óssea tornar-se totalmente mineralizada. O que você pode depreender disso? Em situações de elevado turnover ósseo, a etapa mais prejudicada será a formação, pois é a fase que demanda mais tempo. Aliás, a sincronia entre as três fases é essencial para a formação de um osso de boa qualidade. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 21 CAPÍTULO 3.0 O OSSO AO LONGO DA VIDA O crescimento do esqueleto e as alterações na forma do osso são produzidos por modelagem até a maturação óssea. Durante a infância e a adolescência, o crescimento longitudinal dos ossos dá-se através das placas de crescimento, mas a largura dos ossos aumenta por aposição periosteal, acompanhada de reabsorção endosteal (o que resulta em um aumento concomitante da cavidade medular). Ou seja, o osso cresce em tamanho por meio das epífises e em largura, por meio do periósteo. Durante a puberdade e o início da vida adulta, a aposição endosteal e o espessamento trabecular acarretam dois efeitos: a expansão da cavidade medular e o alcance do pico de massa óssea. O processo de remodelação (reforma do osso já modelado), provavelmente, carrega em si os seguintes objetivos: • remover osteócitos mortos; • manter o suprimento de oxigênio e nutrientes; • manter o nível adequado de hidratação da matriz óssea; • reparar os danos causados pela fadiga, evitando o envelhecimento excessivo do osso e suas consequências. A questão, Estrategista, é que o processo de remodelamento ósseo envolve formação e reabsorção e a proporção desses componentes varia consoante à fase da vida do indivíduo, além de estar sob a influência de fatores comportamentais, fisiológicos e patológicos. O pico de massa óssea é atingido entre 20 e 30 anos de idade, ou seja, nessa faixa etária os ossos chegam ao seu máximo de qualidade em termos de composição. A partir desse ponto, os ossos trabeculares (como os da coluna vertebral) entram em processo de perda de massa óssea; os ossos longos ou corticais (como o fêmur) têm esse processo acelerado por volta dos 50 anos de idade, coincidindo com a menopausa no sexo feminino. Como você pode visualizar na figura 08, os homens perdem massa óssea a uma taxa constante e gradual; já as mulheres experimentam esse processo de forma acelerada durante a menopausa (devido à deprivação estrogênica), para depois evoluírem com uma estabilização na velocidade de perda óssea. Em ambos os sexos, a perda de massa óssea da senilidade pode ser explicada por uma série de acontecimentos: • redução dos níveis de esteroides sexuais (testosterona no homem e estrogênio na mulher); • redução dos níveis de hormônio do crescimento (GH); • redução da reserva de 7-dehidrocolesterol (principal precursor da vitamina D) devido ao adelgaçamento da pele; • aumento dos níveis de PTH (pela redução dos níveis de vitamina D e decréscimo da função renal). m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 22 Figura 8: Evolução da massa óssea ao longo da vida, em ambos os sexos. Testosterona, estrogênio e osso Estrategista, vamos aproveitar o gráfico que você acabou de observar para fazer algumas ponderações sobre as influências dos esteroides sexuais nos ossos. Como se diz por aí, ladies first! Vamos começar pelo estrogênio. Influências do estrogênio no osso: • inibe o crescimento e a multiplicação dos osteoclastos; • reduz os níveis de IL-1, IL-6 e RANKL; • aumenta os níveis de osteoprotegerina; • estimula a atividade e sobrevida dos osteoblastos; • favorece a absorção intestinal do cálcio e sua fixação óssea; • induz o “fechamento” das placas epifisárias (ou seja, faz com que o osso pare de crescer em comprimento). Ações da testosterona no osso: • estimula o crescimento longitudinal e aposicional (transversal) do osso durante a infância; • estimula o crescimento do periósteo na idade adulta. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 23 CAI NA PROVA (SANTA CASA DE MISERICÓRDIA DE ARAÇATUBA - SCMA - SP 2020) O pico de massa óssea é atingido ao final da adolescência e mantido até a quinta década pela ingestão alimentar adequada de cálcio e vitamina D e pela prática de exercício físico. Está correto apenas que: A) A partir de então, ocorre progressiva perda de massa óssea, acentuando-se em mulheres na pós-menopausa. B) A partir de então, não ocorre progressiva perda de massa óssea, acentuando-se em mulheres na pós-menopausa. C) A partir de então, ocorre progressiva perda de massa óssea, acentuando-se em mulheres na pré-menopausa. D) A partir de então, ocorre redução da perda de massa óssea, acentuando-se em mulheres na pós-menopausa. COMENTÁRIO: No sexo feminino, a perda de massa óssea é progressiva e passa por uma aceleraçãoapós a menopausa. Portanto, o gabarito da questão é a alternativa A. Correta a alternativa A. Alguns determinantes da saúde óssea são não modificáveis, tais como: genética, sexo e etnia. Sabe-se que indivíduos do sexo masculino e de etnia negra tendem a atingir picos de massa óssea maiores, comparados às mulheres, aos caucasianos, aos hispânicos e aos asiáticos; além disso, 60 a 80% da potencialidade óssea do indivíduo é determinada geneticamente, tanto no ganho quanto na perda de massa óssea. Já os fatores modificáveis, relacionados ao estado de saúde e aos hábitos individuais, apesar de terem uma influência menor, têm um peso suficiente para alterar o resultado da equação de remodelamento ósseo e determinar desfechos mais ou menos favoráveis. Estamos falando do equilíbrio hormonal e do estilo de vida. A integridade do sistema hormonal é essencial na formação e na remodelação dos ossos, uma vez que vários hormônios têm papel determinante na regulação do metabolismo de macronutrientes, micronutrientes e na complexa cascata de regulação das células ósseas. Nisso reside a importância do reconhecimento precoce e do tratamento racional de quaisquer desbalanços hormonais que venham a prejudicar a saúde óssea. Sabemos que o esqueleto fetal é formado, predominantemente, sob a influência de três hormônios: PTHrP, insulina e fator de crescimento insulina-símile tipo 2 (IGF-2, do inglês insulin-like growth factor 2). Após o nascimento, o PTH e a vitamina D passam a ter preponderância, sendo que, a partir da puberdade, os esteroides sexuais passam a imprimir suas influências na ossificação. TABELA 3 - Impacto dos hormônios na fisiologia osteomineral ao longo da vida Influência preponderante no período fetal PTHrP Insulina IGF-2 Influência desde o nascimento PTH Vitamina D Hormônio do crescimento (GH) Hormônios tireoidianos Influência a partir da puberdade Esteroides sexuais (testosterona e estrogênio) m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 24 Os principais fatores ambientais modificáveis são a dieta e a atividade física. A dieta deve contemplar, principalmente, a ingestão adequada de cálcio e vitamina D, entre outros nutrientes. A atividade física, por sua vez, é essencial, à medida que as tensões mecânicas exercidas sobre o osso, seja pelo impacto, seja pela contração muscular, são traduzidas em sinais bioquímicos que regulam favoravelmente o processo de remodelação óssea; para além do fato de que uma musculatura saudável confere maior estabilidade e equilíbrio, reduzindo o risco de quedas e fraturas. Outros fatores relacionados ao estilo de vida que sabidamente aceleram o processo de perda óssea são: tabagismo, consumo alcoólico exagerado e uso de glicocorticoides. A forma como os fatores ambientais relacionam-se com a densidade mineral óssea, será abordada com suas implicações diagnósticas e terapêuticas no capítulo sobre osteoporose. Nas páginas que se seguem, vamos entender como o metabolismo do cálcio, do fósforo e de muitas outras substâncias inter-relacionam-se para manter a homeostase do metabolismo ósseo e mineral. Com esses conhecimentos em mente, você, automaticamente, compreenderá os aspectos clínicos, diagnósticos e terapêuticos que serão abordados nos capítulos das doenças propriamente ditas. Há uma “quadra” de hormônios que rege toda a orquestra do metabolismo ósseo e mineral: PTH, vitamina D, calcitonina e fator de crescimento fibroblástico 23 (FGF23, do inglês fibroblast growth factor 23). PTH Vitamina D Calcitonina FGF23 Metabolismo Mineral Figura 9: Eixos hormonais envolvidos no equilíbrio do metabolismo ósseo e mineral. Você já percebeu que o processo de formação óssea pode ser dividido, de maneira simplista, em duas fases: • Secreção da matriz proteica (dependente das células ósseas); • Mineralização da matriz proteica (dependente de níveis adequados de cálcio, fósforo e magnésio). Para que você entenda como o quarteto de hormônios influencia os fatores determinantes do processo de formação óssea, nossa conversa vai seguir o seguinte roteiro: Cálcio PTH Vitamina D Calcitonina Fosfato e FGF23 Magnésio Ao final, você perceberá que o metabolismo ósseo e mineral é um exemplo clássico de como vários eixos hormonais se inter-relacionam para manter o equilíbrio de um sistema que inclui órgãos tão diversos quanto complementares, como os ossos, os rins e o intestino. Vamos começar pela personagem iônica mais marcante dessa história: o cálcio. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 25 CAPÍTULO 4.0 CÁLCIO As concentrações séricas de cálcio são mantidas dentro de uma estreita faixa de normalidade, necessária a muitos processos extra e intracelulares dos quais o cálcio participa. A regulação da calcemia é imprescindível a alguns processos fisiológicos, entre os quais podemos destacar: • função e sinalização intracelular; • transmissão neural; • estabilidade das membranas celulares; • formação óssea; • coagulação sanguínea. O cálcio pode ser transportado pela corrente sanguínea de três maneiras distintas: • ligado às proteínas plasmáticas, principalmente a albumina (45%); • em estado livre ou ionizado (é o cálcio metabolicamente ativo e corresponde a 40% da calcemia); • complexado a ânions, como fosfato e citrato (15%). Os níveis de cálcio livre dentro da célula são 10.000 vezes menores que os níveis de cálcio iônico no soro. Enquanto o cálcio extracelular tem função predominantemente estrutural (composição do osso), o cálcio intracelular tem função de sinalização. As concentrações normais de cálcio total no soro variam de 8,5 a 10,5 mg/dL (2,12 a 2,62 mmol/L), mas a faixa normal de cálcio ionizado é de 4,65 a 5,25 mg/dL (1,16 a 1,31 mmol/L). Quando as concentrações de proteínas séricas flutuam substancialmente, os níveis de cálcio total podem variar, enquanto os níveis de cálcio ionizado permanecem relativamente estáveis. Por isso, o cálcio sérico cai, aproximadamente, 0,8 mg/dL (0,25 mmol/L) para cada redução de 1 g/dL na concentração sérica de albumina. Essa é a razão pela qual, em pacientes com hipoalbuminemia, a concentração sérica medida de cálcio total deve ser corrigida para os níveis séricos de albumina, tal como expresso na fórmula abaixo: Cálcio sérico corrigido = cálcio sérico + 0,8 x (albumina normal* - albumina do paciente) * Alguns especialistas preferem utilizar o valor de 4,0 g/dL como “albumina normal”, outros preferem utilizar o valor de 4,4 g/dL para essa finalidade. * A concentração média de albumina é menor que 4 g/dL em menores de 1 ano. O pH pode interferir nesse equilíbrio da seguinte maneira: em estados de acidemia, a ligação do cálcio é enfraquecida e o cálcio ionizado aumenta. Em situações de alcalemia, a ligação do cálcio com a albumina é fortalecida e os níveis séricos de cálcio ionizado são reduzidos. Reparem que tais adaptações refletem-se nos valores de cálcio ionizado, mas não alteram os níveis de cálcio total. Outro detalhe é que apenas as formas ionizada e complexada são capazes de atravessar as membranas plasmáticas. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 26 Figura 10: Equilíbrio dinâmico do cálcio. Atravessam a membrana plasmática lonizado (40%) Ligado às proteínas (45%) � 10 – 20% às globulinas � 80 – 90% à albumina o Acidose ligação forma ionizada o Alcalose ligação forma ionizada Complexado (15%) � Citrato � Fosfato Alcalose Acidose Em suma, podemos observar alterações restritas ao cálcio total (com cálcio ionizado normal) em situações de deficiência ou excesso proteico, tais como desnutrição e gamopatias monoclonais. Por outro lado, podemos observar alterações nos níveis séricos de cálcio ionizado, sem repercussão nos níveis séricos de cálcio total, nas seguintes situações: • distúrbios acidobásicos (a acidose aumenta a fração ionizada, enquanto a alcalose a reduz); • hiperparatireoidismo (aumenta a fração ionizada); • hiperfosfatemia (aumenta a fração ionizada). De maneira geral, os especialistas concordam que a aferição da fração ionizada do cálcio é a forma mais adequada de avaliar-se a calcemia, mas a aferição da fração total de cálcio é mais disponível na maioria dos laboratórios. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 27 CAPÍTULO 5.0 PARATORMÔNIO 5.1 SECREÇÃO E REGULAÇÃO DO PTH O PTH é produzido e secretado pelas 4 paratireoides, glândulas situadas na parte posterior dos polos superiores e inferiores dos lobos tireoidianos. O estímulo para sua produção e secreção é a redução dos níveis séricos de cálcio. A molécula inicial é um pré-pró-hormônio de 115 aminoácidos que, após clivagem intracelular, transforma-se em um pró-hormônio de 90 aminoácidos. Após a clivagem dos seis aminoácidos iniciais (porção amino-terminal), temos a forma biologicamente ativa do hormônio, o PTH (1-84). Figura 11: Sequência molecular do pré-pró-PTH, pró-PTH e PTH. O PTH intacto (1-84) tem uma meia-vida plasmática de dois a quatro minutos. Uma vez secretado, é rapidamente eliminado do plasma através da captação pelo fígado e pelos rins, onde o PTH (1-84) é clivado em fragmentos amino-terminais (1-34) com atividade biológica e fragmentos carboxi-terminais inativos. ° Fragmento amino-terminal (N-terminal) é o que se situa na extremidade esquerda da molécula. ° Fragmento carboxi-terminal (C-terminal) é o que se situa na extremidade direita da molécula. O ponto de clivagem poderá variar, mas a atividade biológica do PTH depende, primordialmente, de sua fração amino-terminal. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 28 5.1.1 CÁLCIO X PTH Estrategista, se eu tiver que resumir a existência do PTH em uma frase, eu diria o seguinte: "O PTH é obcecado pelo cálcio e fará ‘qualquer coisa’ por ele.” O objetivo primordial desse hormônio é manter a calcemia em níveis adequados. A “obsessão” é tanta que, se preciso for, o PTH causa destruição e “livra-se” de elementos indesejados. A destruição à que me refiro é o estímulo à reabsorção óssea e o elemento indesejado é o fosfato, cuja excreção urinária é aumentada pelo PTH (lembre-se de que o fosfato tem afinidade pelo cálcio). As mudanças na concentração de cálcio são detectadas por um receptor sensível ao cálcio iônico expresso na superfície das células da paratireoide, o CaSR (do inglês, calcium-sensing receptor). Em indivíduos normais, uma diminuição na concentração sérica de cálcio ionizado de apenas 0,1 mg/dL é prontamente detectada pelo CaSR, o que resulta em um aumento importante na concentração sérica de PTH em segundos a minutos. Por outro lado, e pelo mesmo princípio, um aumento igualmente pequeno no cálcio ionizado sérico diminui rapidamente a concentração sérica de PTH. Portanto, a relação entre a concentração sérica de cálcio e a secreção de PTH é compatível com uma curva sigmoidal inversa, como ilustrado no gráfico abaixo. Figura 12: Relação entre os níveis séricos de PTH e de cálcio total. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 29 Fosfato X PTH O aumento dos níveis séricos de fosfato pode levar à redução dos níveis séricos de cálcio, o que terá como consequência um aumento na secreção de PTH. Entretanto, há evidências crescentes de que a hiperfosfatemia estimula diretamente a síntese de PTH, bem como a proliferação celular da paratireoide em pacientes com insuficiência renal avançada (causa mais comum de hiperfosfatemia). 5.2 AÇÕES BIOLÓGICAS DO PTH O aumento da liberação de PTH eleva a concentração sérica de cálcio devido a quatro mecanismos: • aumento da disponibilização óssea de cálcio; • estímulo à reabsorção renal de cálcio, ou seja, redução da excreção urinária de cálcio; • estímulo à hidroxilação do calcidiol, o que gera calcitriol (forma ativa de vitamina D) e, em última análise, resulta no estímulo à absorção intestinal de cálcio; • aumento da fosfatúria. Receptores do PTH • O PTH1R é fortemente expresso em ossos e rins e está presente em outros tecidos que não são considerados tecidos-alvo clássicos do PTH (por exemplo: mama, pele, coração, vasos sanguíneos e pâncreas). Liga-se ao PTH intacto e a fragmentos amino-terminais biologicamente ativos do PTH, como o PTH 1-34. Também reconhece o PTHrP, pois essa molécula e o PTH intacto, apesar de serem produtos de genes diferentes, guardam considerável homologia entre suas frações amino-terminais. Na verdade, em indivíduos saudáveis, o PTHrP parece ter pouca ou nenhuma influência no metabolismo do cálcio. O problema é que alguns tumores produzem essa substância de forma maciça e, nesses casos, podem desencadear hipercalcemia. • O PTH2R liga-se ao PTH, mas não reconhece o PTHrP. É expresso no sistema nervoso central, sistema cardiovascular e trato gastrointestinal, além de pulmões e testículos. Esse receptor tem menor importância na mediação dos efeitos biológicos do PTH. Repare que, de maneira direta, o PTH só age mesmo no osso e no rim. No intestino, ele age por intermédio da vitamina D. Vamos entender como cada um desses efeitos processa-se, mas, de antemão, saiba que o PTH age por estímulo a dois tipos distintos de receptores: m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 30 5.2.1 AÇÕES DO PTH NO OSSO Estrategista, podemos encontrar cálcio no osso de duas formas: na matriz óssea mineralizada e no líquido extracelular que perpassa as lacunas e os canalículos dos sistemas haversianos. Portanto, podemos dizer que o PTH promove a liberação de cálcio ósseo de duas maneiras: • Fase rápida: ° O PTH mobiliza cálcio a partir de estoques esqueléticos que estão prontamente disponíveis nos fluidos ósseos extracelulares. ° Essa adaptação acarreta aumento da calcemia em questão de minutos. • Fase tardia: ° O PTH estimula a liberação de cálcio e fosfato pela ativação da reabsorção óssea. ° A fase tardia é responsável pela normalização da calcemia de forma sustentada (horas a dias). ° Aqui, há um pequeno, mas importante detalhe: São os osteoblastos (e não os osteoclastos) que expressam receptores de PTH. Esse conceito só pareceria confuso se você já não estivesse por dentro da influência que o osteoblasto tem no processo de reabsorção óssea. Como frisamos bem, o osteoblasto, além de secretar matriz óssea, produz RANKL e, dessa forma, estimula a diferenciação e a ativação dos osteoclastos. É justamente essa dubiedade que explica o paradoxo de que o hiperparatireoidismo causa osteoporose e substâncias com estrutura molecular semelhante ao PTH são utilizadas no tratamento da osteoporose. 5.2.2 AÇÕES RENAIS DO PTHEstrategista, saiba que os conceitos fisiológicos explicados neste tópico não são figurinhas comuns nas provas de Residência Médica. Entretanto, tão importante quanto o nosso compromisso com a eficiência, é o nosso compromisso com a integridade do nosso material. Se você tiver interesse em entender como processa-se o transporte transtubular de cálcio, vai encontrar as ferramentas necessárias aqui. Sigamos! O PTH desempenha três ações no rim: estímulo à reabsorção de cálcio, estímulo à excreção de fosfato e estímulo à ação da 1-alfa- hidroxilase (enzima responsável pela hidroxilação que gera calcitriol, forma ativa da vitamina D). Somente o cálcio ionizado é filtrado pelo glomérulo e estima-se que 97 a 99% do cálcio filtrado seja reabsorvido e, portanto, apenas 1 a 3% do cálcio filtrado será excretado na urina. No túbulo proximal (TP), 70% do cálcio filtrado é reabsorvido passivamente (mecanismo paracelular), em conjunto com a reabsorção de sódio. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 31 No ramo ascendente espesso da alça de Henle, 20% do cálcio filtrado é reabsorvido, também por um mecanismo passivo, porém mediado por duas proteínas das junções paracelulares oclusivas da família das claudinas (claudina-16 e claudina-19). A principal força motriz para esse fluxo é o gradiente eletroquímico que gera refluxo de sódio e potássio das células da alça de Henle para o lúmen tubular. À medida que sódio e potássio são direcionados para o lúmen, o Ca2+ e o Mg2+ são reabsorvidos através das claudinas. A reabsorção de cálcio na alça de Henle é inibida pelos níveis séricos do próprio cálcio, pois a célula tubular possui um receptor sensível ao cálcio que induz à produção de claudina-14, uma proteína intracelular que inibe as claudinas 16 e 19. Figura 13: Absorção de cálcio e magnésio na alça de Henle – a face apical da célula está voltada para o lúmen tubular e a face basolateral da célula corresponde ao espaço intersticial. À medida que o Na+ é reabsorvido da urina, gera-se um gradiente eletroquímico que favorece seu refluxo pelas claudinas paracelulares. Esse refluxo de sódio aumenta a quantidade de cargas positivas no lúmen e, para que o potencial elétrico seja reequilibrado, ocorre a absorção de Ca2+ e Mg2+ através das mesmas claudinas. Quando os níveis séricos de Ca2+ aumentam, o receptor sensível ao cálcio (CaSR) estimula a produção de claudina-14 que, por sua vez, prejudica a reabsorção de Ca2+ ao inibir as claudinas 16 e 19. Repare que, até aqui, cerca de 90% do cálcio reabsorvido saiu do lúmen tubular de forma passiva e independente do PTH. De antemão, saiba que o local do néfron onde o PTH vai estimular a absorção de cálcio é o túbulo contorcido distal (TCD), onde, através de um mecanismo ativo (transcelular), 10 a 15% do cálcio filtrado serão reabsorvidos. O cálcio entra nas células tubulares através do canal TRPV5 (do inglês, transient receptor potential vanilloid 5), expresso na membrana apical do TCD. Uma vez dentro da célula, o cálcio liga-se à proteína calbindina-D28k, que o auxilia no trânsito intracelular, para finalmente ser excretado para a superfície basolateral através de dois canais: o PMCA1b ou o NCX1 (um trocador de sódio/cálcio). m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 32 Figura 14: O cálcio penetra na célula do túbulo contorcido distal através do canal vaniloide TRPV5, expresso na membrana apical. A calbindina-D28k transporta-o até a face basolateral da célula, onde será expelido pelo canal NCX1 ou pelo canal PMCA1b. CAI NA PROVA (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO - UFRJ 2015) Uma das ações fisiológicas do Paratormônio (PTH) é: A) Diminuir a calcemia. B) Estimular a formação óssea. C) Aumentar a fosfatúria. D) Inibir a conversão de 25-hidroxivitamina D em 1,25-dihidroxivitamina D. COMENTÁRIO: Incorreta a alternativa A: o PTH aumenta a calcemia. Incorreta a alternativa B: o PTH estimula a reabsorção óssea como forma de disponibilizar cálcio para o plasma. o PTH estimula a excreção renal de fosfato. Incorreta a alternativa D: o PTH estimula a conversão de 25-hidroxivitamina D (calcidiol) em 1,25-dihidroxivitamina D (calcitriol). Correta a alternativa C: m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 33 6.0 VITAMINA D 6.1 METABOLISMO DA VITAMINA D CAPÍTULO Estrategista, o termo vitamina D engloba várias substâncias que fazem parte da linha de produção da forma ativa desse hormônio esteroide, que também é uma vitamina lipossolúvel. Utilizamos esse termo até aqui por uma questão didática e porque o pormenor não era essencial ao entendimento dos conceitos anteriormente explicados. A partir de agora, vamos entender o caminho das pedras e dar nomes mais corretos e precisos a cada uma das substâncias que fazem parte desse termo genérico. Como você perceberá, as fórmulas com nomes longos e a similaridade dos termos pode causar um pouco de confusão, por isso vamos dividir o processo em três passos. Passo 1 Os dois precursores possíveis para o processo de produção da forma ativa da vitamina D podem vir de duas fontes: da pele ou da dieta. • Na pele, temos o 7-deidrocolesterol que, sob a ação dos raios solares ultravioletas UVB, transforma-se em vitamina D3 (colecalciferol). • Por meio da dieta, podemos ingerir tanto vitamina D3 (colecalciferol) quanto vitamina D2 (ergosterol). O colecalciferol (D3) dietético provém de fontes animais. O ergosterol (D2) provém de fontes vegetais. A vitamina D dietética é incorporada nas micelas, absorvida pelos enterócitos e depois embalada em quilomícrons. Distúrbios associados à má absorção de gorduras, como doença celíaca, doença de Crohn, insuficiência pancreática, fibrose cística, síndrome do intestino curto e doença hepática colestática, podem associar-se à carência de vitamina D, principalmente quando o paciente ingere-a como suplementação oral por não ter exposição solar adequada e dieta pobre nesse micronutriente. Poucos alimentos contêm D2 ou D3 em quantidades substanciais, como peixes de água fria e alimentos enriquecidos. Portanto, a síntese dérmica de D3 é a principal fonte precursora da vitamina D. Felizmente, a exposição solar prolongada não produz quantidades tóxicas de D3, pois o excesso é convertido em metabólitos inativos. Além disso, a luz solar estimula a produção de melanina, o que reduz a produção cutânea desse precursor. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 34 Passo 2 Tanto a D2 quanto a D3 são transportadas pela proteína ligadora da vitamina D (DBP, do inglês vitamin D binding protein) até o fígado, onde sofrerão uma hidroxilação no carbono 25, por intermédio da enzima 25-hidroxilase, dando origem a 25-hidroxivitamina D, também conhecida como calcidiol. Hidroxilação no carbono 25 da D2 → 25(OH)D2 Hidroxilação no carbono 25 da D3 → 25(OH)D3 A 25(OH)D3 possui mais afinidade com a DBP que a 25(OH)D2. A implicação prática desse detalhe é que a meia-vida desta será menor e a forma mais utilizada de suplementação oral em estados de deficiência de vitamina D será realizada com 25(OH)D3. Para dar sequência à nossa explicação, vamos combinar o seguinte: sempre que citarmos25(OH)D, sem especificar a numeração, estaremos referindo-nos às suas duas formas – 25(OH)D2 e 25(OH)D3. Passo 3 A 25(OH)D produzida no fígado cai na circulação, ligada à DBP, e acaba sendo filtrada na urina. No túbulo renal, o conjunto 25(OH)D-DBP acaba sendo reabsorvido e é no interior da célula tubular que acontece a finalização de todo o processo. Após a separação da DBP, a 25(OH)D pode seguir duas vias enzimáticas diferentes, que resultarão em produtos distintos: a hidroxilação do carbono 1 resultará na forma ativa da vitamina D, a 1,25-dihidroxivitamina D (calcitriol) e a hidroxilação do carbono 24 resultará em um metabólito sem atividade biológica (24,25-dihidroxivitamina D). 25-hidroxivitamina D 1,25-dihidroxivitamina D 24,25-dihidroxivitamina D 1-alfa-hidroxilase 24-hidroxilase Estudos em humanos saudáveis indicam que o néfron distal é o local onde a 1-alfa-hidroxilase é mais expressa em condições de suficiência de vitamina D. Entretanto, essa enzima também é expressa em outros sítios, tais como: trato gastrointestinal, pele, vasos, células epiteliais mamárias, osteoblastos e osteoclastos. A hipercalcemia suprime a liberação de PTH e, portanto, a produção de calcitriol. Entretanto, na sarcoidose e nos linfomas, as células mononucleares ativadas (particularmente macrófagos) do pulmão e dos linfonodos expressam 1-alfa-hidroxilase.Por essa razão, essas doenças podem cursar com hipercalcemia não dependente de PTH. A atividade da enzima 1-alfa-hidroxilase no rim é regulada pelos seguintes fatores: • PTH e concentrações séricas de cálcio e fosfato: m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 35 ° o aumento nos níveis séricos de PTH (geralmente, por redução dos níveis séricos de cálcio) e a hipofosfatemia estimulam a atividade da 1-alfa-hidroxilase, portanto estimulam a produção de calcitriol que, por sua vez, em alça de feedback negativo, reduzirá a síntese e a secreção de PTH. • Níveis séricos de calcitriol: ° sabemos que tanto o calcitriol quanto o calcidiol são degradados, em parte, por ação da 24-hidroxilase; ° a atividade do gene da 24-hidroxilase é aumentada pelo calcitriol. Ou seja, através da 24-hidroxilase, o calcitriol limita sua própria produção. • FGF23: ° o FGF23 é um peptídeo que desempenha papel fundamental no controle dos níveis séricos de fosfato, por meio do estímulo à fosfatúria. É secretado por osteócitos e osteoblastos em resposta ao calcitriol, aumento do consumo dietético de fosfato, PTH e níveis séricos de cálcio. O FGF23 limita a atividade da 1-alfa-hidroxilase e estimula a expressão da 24-hidroxilase, o que resultará em menores níveis de calcitriol e produção de 24,25-dihidroxivitamina D (metabólito inativo); ° dados experimentais sugerem que o FGF23 diminui a reabsorção renal de fosfato como forma de neutralizar o aumento da absorção gastrointestinal de fosfato induzido pelo calcitriol. Sei que parece muita informação, mas, por ora, foque na compreensão. Quando falarmos do fosfato e do FGF23 de maneira mais aprofundada, vamos arrematar tudo com algumas dicas de memorização. Para já, vamos revisar a sequência de reações que transformam os precursores da vitamina D em sua forma ativa. Figura 15: Sequência de reações que resultam na síntese do calcitriol. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 36 Regra do 2 e do 3 CalciDiol resulta do passo 2 (D de dois). • O fígado tem dois lobos. CalciTriol resulta do passo 3 (T de três). • Os rins, unidos pela aorta, formam um T. CAI NA PROVA (CENTRO DE REABILITAÇÃO E READAPTAÇÃO - CRER 2014) Sobre as vitaminas D, podemos afirmar, exceto: A) a vitamina D é metabolizada no fígado. B) o metabólito da vitamina D é o calcidiol. C) o calcidiol é metabolizado nos rins em calcitriol. D) a vitamina D2 (ergocalciferol) é derivada de óleos de peixe. E) a vitamina D3 (colecalciferol) é sintetizada na epiderme. COMENTÁRIO: Atenção! O gabarito será a alternativa falsa. Vamos analisar cada uma das alternativas para perceber qual delas está equivocada: Alternativa A: pode ser uma alternativa incompleta, uma vez que a hidroxilação hepática é apenas uma das fases de metabolização da vitamina D, mas não podemos dizer que a alternativa é falsa. Alternativa B: às vezes, temos que imaginar o que o examinador quis exprimir por palavras tortas ou incompletas. O termo “metabolizar”, de maneira simplista, significa transformar uma substância em outra. Ou seja, o calcidiol é apenas um dos metabólitos do metabolismo da vitamina D. A alternativa está incompleta, mas não está propriamente errada. Alternativa C: basta você lembrar da nossa regrinha do 2 e do 3. O calcidiol vem do fígado (que tem dois lobos) e o calcitriol vem dos rins (que formam um T com a aorta; T de Três). Alternativa D: D3 provém de fontes animais e D2 provém de fontes vegetais. Alternativa E: na pele, temos o 7-deidrocolesterol que, sob a ação dos raios solares ultravioletas, transforma-se em vitamina D3 (colecalciferol). Portanto, a alternativa D, por ser falsa, é o gabarito da questão. Correta a alternativa D. m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ m e d v i d e o s . c o m Có pi a nã o é ro ub o ♥ Prof. Maria Tereza Guerra | Curso Extensivo | 2023 Estratégia MED Metabolismo Ósseo e Mineral: Princípios e FisiologiaENDOCRINOLOGIA 37 (HOSPITAL DAS CLÍNICAS DE TERESÓPOLIS COSTANTINO OTTAVIANO - FESO 2017) A deficiência de vitamina D tem sido implicada como fator de risco no desenvolvimento de alguns tipos de câncer, como o de mama, colorretal e de ovário. Um dos metabólitos biologicamente ativos dessa vitamina parece estar envolvido na apoptose, na prevenção da angiogênese, reduzindo a progressão da célula para o fenótipo maligno. As recomendações diárias alimentares (RDA) aumentaram de 400 para 600 UI por dia e indicações para suplementação com 50000 IU uma a duas vezes por mês são cada vez maiores para populações vulneráveis, como residentes em casas de repouso ou centros de deficiência, mulheres em período de menopausa com osteopenia e também para indíviduos sob risco de algum tipo de câncer. Quem é esse metabólito ativo? A) Ergocalciferol. B) Colecalciferol. C) 24-25 - dihidroxicolecalciferol. D) Calcitriol. E) 25-hidroxicolecalciferol. COMENTÁRIO: No fim das contas, o examinador deseja saber apenas qual é o metabólito ativo da vitamina D. No rim, a hidroxilação do carbono 1 da 25(OH)D resultará na forma ativa da vitamina D (calcitriol). Portanto, a alternativa D é o gabarito da questão. Correta a alternativa D. 6.2 AÇÕES BIOLÓGICAS DA VITAMINA D Uma vez que a vitamina D se encontra na sua forma metabolicamente ativa, ela desempenha uma série de ações que terão, como finalidade, o adequado aporte de cálcio e fosfato para o processo de mineralização óssea: • aumento da absorção intestinal de cálcio e fosfato; • aumento da reabsorção de cálcio no túbulo contorcido distal e no ducto coletor: ° aumenta a reabsorção de cálcio no túbulo contorcido distal e no túbulo coletor, aumentando a expressão de TRPV5 e calbindina-D28k. • aumento da reabsorção óssea: ° o mecanismo pelo qual o calcitriol afeta a reabsorção óssea em humanos ainda não é totalmente compreendido. Em modelos animais com balanço negativo de cálcio (ingestão muito baixa de cálcio), o calcitriol aumentou a liberação de cálcio dos estoques esqueléticos, ligando-se a osteoblastos e a osteócitos, aumentando os níveis de pirofosfato, um potente inibidor de mineralização. • redução da síntese e secreção de PTH: ° as células da paratireoide contêm receptores