Prévia do material em texto
1 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 Objetivos 1. Compreender a morfofisiologia da Paratireoide; 2. Entender o metabolismo do cálcio; 3. Diferenciar os tipos de erros médicos; Glândula Paratireoide Inseridas posterior aos lobos da glândula tireoide encontram-se várias massas pequenas e arredondadas de tecido que são a paratireoide. São no total quatro glândulas paratireoide. Microscopicamente, as glândulas paratireoides contêm dois tipos de células epiteliais. As células mais numerosas são as células principais que produzem parayormônio (PTH). A função do outro tipo de célula, denominada célula oxifílica das paratireoides, não é conhecida na glândula paratireoide normal. Entretanto, a sua presença ajuda claramente a identificar a glândula paratireoide do ponto de vista histológico, em virtude de suas características singulares de coloração. Além disso, no câncer de glândulas paratireoides, as células oxifílicas secretam PTH em excesso. Paratormônio: O paratormônio é o principal regulador dos níveis de íons cálcio (Ca2+), magnésio (Mg2+) e fosfato (HPO42–) no sangue. A ação específica do PTH consiste em aumentar o número e a atividade dos osteoclastos. O resultado consiste em reabsorção óssea elevada, que libera íons cálcio (Ca2+) e fosfatos (HPO42–) no sangue. O PTH também atua nos rins. Em primeiro lugar, ele retarda a taxa de perda de Ca2+ e de Mg2+ do sangue para a urina. Em segundo lugar, aumenta a perda de HPO42– do sangue para a urina. Como uma maior quantidade de HPO42– é perdida na urina em relação ao ganho dos ossos, o PTH diminui o nível sanguíneo de HPO42– e aumenta os níveis sanguíneos de Ca2+ e Mg2+. Um terceiro efeito do PTH sobre os rins consiste em promover a formação do hormônio calcitriol, a forma ativa da vitamina D. O calcitriol, também conhecido como 1,25-di-hidroxivitamina D3, aumenta a taxa de absorção de Ca2+, HPO42– e Mg2+ do sistema digestório para o sangue. APG 18 – Paratireoide 2 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 Controle da secreção de calcitonina e de paratormônio: O nível sanguíneo de cálcio controla diretamente a secreção de calcitonina e de paratormônio por meio de alças de retroalimentação negativa que não envolvem a hipófise: • Um nível de íons cálcio (Ca2+) no sangue acima do normal estimula a liberação de mais calcitonina pelos tireócitos T da glândula tireoide. • A calcitonina inibe a atividade dos osteoclastos, diminuindo, assim, o nível sanguíneo de Ca2+. • Um nível de Ca2+ no sangue abaixo do normal estimula a liberação de mais PTH pelas células principais densas da glândula paratireoide. • O PTH promove a reabsorção da matriz extracelular óssea, o que libera Ca2+ no sangue e retarda a perda de Ca2+ na urina, com consequente elevação do nível sanguíneo de Ca2+. • O PTH também estimula os rins a sintetizar calcitriol, a forma ativa da vitamina D. • O calcitriol estimula a absorção aumentada de Ca2+ dos alimentos no sistema digestório, o que ajuda a aumentar o nível sanguíneo de Ca2+. Metabolismo do Cálcio 3 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 A fisiologia do metabolismo do cálcio e do fósforo, a formação dos ossos e dos dentes e a regulação da vitamina D, do paratormônio (PTH) e da calcitonina estão todas intimamente interligadas. A concentração extracelular de íons cálcio, por exemplo, é determinada pela interação da absorção intestinal de cálcio, a excreção renal e a captação/liberação óssea desse elemento pelos ossos. Visão geral da regulação de cálcio e fósforo no líquido extracelular e no plasma: A concentração de cálcio no líquido extracelular é, normalmente, regulada de modo preciso; Esse controle preciso é essencial, já que o cálcio desempenha um papel fundamental em muitos processos fisiológicos, incluindo a contração dos músculos esqueléticos, cardíaco e lisos, a coagulação sanguínea e a transmissão de impulsos nervosos, para citar apenas alguns. As células excitáveis, como os neurônios, são sensíveis a alterações das concentrações do cálcio iônico; assim, aumentos acima do normal (hipercalcemia) provocam a depressão progressiva do sistema nervoso; inversamente, a diminuição dessa concentração (hipocalcemia) causa mais excitação desse sistema. Uma característica importante da regulação extracelular do cálcio é que apenas cerca de 0,1% do cálcio total do corpo encontra-se no líquido extracelular, cerca de 1% está nas células e suas organelas, e o restante é armazenado nos ossos. Portanto, os ossos servem como grandes reservatórios, armazenando o excesso de cálcio e liberando cálcio quando a concentração no líquido extracelular diminui. Aproximadamente 85% do fósforo do corpo encontra-se armazenados nos ossos, de 14 a 15% estão nas células e menos de 1%, no líquido extracelular. Embora a concentração de fósforo no líquido extracelular não seja tão bem regulada como a de cálcio, o fósforo desempenha diversas funções importantes, sendo controlado por muitos dos fatores que regulam o cálcio. Cálcio no plasma e no líquido intersticial: O cálcio está presente em três formas no plasma: (1) Cerca de 41% do cálcio encontram-se combinados às proteínas plasmáticas e não podem difundir-se através da membrana dos capilares; (2) cerca de 9% do cálcio são difusíveis através da membrana dos capilares, mas estão combinados às substâncias aniônicas do plasma e aos líquidos intersticiais (p. ex., citrato e fosfato), de forma que não são ionizados; e (3) os 50% restantes do cálcio no plasma apresentam-se como difusíveis através da membrana dos capilares e ionizados. Assim, o plasma e os líquidos intersticiais mostram uma concentração normal do cálcio iônico corresponde à metade da concentração plasmática total de cálcio. Esse cálcio iônico é a forma ativa para a maioria das funções do cálcio no corpo, incluindo seu efeito sobre o coração, o sistema nervoso e a formação óssea. Fósforo inorgânico nos líquidos extracelulares: O fósforo inorgânico no plasma se encontra, principalmente, sob duas formas: HPO4= e H2PO4−. Quando a quantidade total de fósforo no líquido extracelular aumenta, também se eleva a quantidade de cada um desses dois 4 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 tipos de íons fosfato. Além disso, quando o pH do líquido extracelular torna-se mais ácido, há um aumento relativo de H2PO4− e uma diminuição de HPO4=, enquanto o oposto ocorre quando o líquido extracelular se torna alcalino. Como é difícil determinar quimicamente as quantidades exatas de HPO4= e H2PO4− no sangue, normalmente a quantidade total de fosfato é expressa em miligramas de fósforo por decilitro de sangue. Efeitos fisiológicos, não ósseos, das alterações das concentrações de cálcio e fósforo nos líquidos corporais: A variação dos níveis de fósforo, no líquido extracelular, para valores bem abaixo do normal até duas a três vezes a mais, não causa grandes efeitos imediatos no corpo. Em contraste, mesmo pequenos aumentos ou diminuições do íon cálcio no líquido extracelular causam efeitos fisiológicos extremos e imediatos. Além disso, a hipocalcemia e a hipofosfatemia crônica reduzem muito a mineralização óssea. A hipocalcemia causa a excitação do sistema nervoso e a tetania. Quando a concentração de íons cálcio no líquido extracelularcai abaixo do normal, o sistema nervoso torna-se progressivamente mais excitável, devido ao aumento da permeabilidade da membrana neuronal dos íons sódio, permitindo o desencadeamento natural de potenciais de ação. Em concentrações plasmáticas de íons cálcio cerca de 50% abaixo do normal, as fibras nervosas periféricas tornam-se tão excitáveis que começam a induzir descargas espontâneas, desencadeando uma série de impulsos nervosos, que são transmitidos para os músculos esqueléticos periféricos, provocando a contração muscular tetânica. Consequentemente, a hipocalcemia causa tetania. Ocasionalmente, também causa crises epilépticas devido a sua ação de aumentar a excitabilidade no cérebro. Em animais de laboratório, a hipocalcemia extrema ocasiona outros efeitos que raramente são evidentes em pacientes, como dilatação acentuada do coração, alterações nas atividades enzimáticas celulares, aumento da permeabilidade da membrana em algumas células (além dos neurônios) e distúrbio na coagulação sanguínea. A hipercalcemia deprime o sistema nervoso e a atividade muscular. Quando a concentração de cálcio nos líquidos corporais aumenta acima do normal, o sistema nervoso fica deprimido, e as atividades reflexas do sistema nervoso central ficam alentecidas. Além disso, o aumento da concentração de cálcio iônico reduz o intervalo QT do coração e provoca falta de apetite e constipação intestinal, provavelmente por causa da contratilidade deprimida das paredes musculares do trato gastrointestinal. Esses efeitos depressores começam a aparecer quando o nível sanguíneo do cálcio se eleva acima de 12 mg/dℓ, podendo ser intensificados conforme o nível de cálcio passa de 15 mg/dℓ. Quando a concentração de cálcio ultrapassa cerca de 17 mg/dℓ no sangue, cristais de fosfato de cálcio tendem a precipitar por todo 5 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 o corpo; essa condição é discutida, adiante, em associação à intoxicação paratireóidea. Absorção e excreção de cálcio e fósforo: Absorção intestinal e excreção fecal de cálcio e fósforo. As taxas usuais de ingestão são aproximadamente 1.000 mg/dia de cálcio e fósforo, o que corresponde às quantidades presentes em 1 ℓ de leite. Normalmente, os cátions divalentes, como os íons cálcio, são mal absorvidos pelos intestinos. Entretanto, a vitamina D promove a absorção de cálcio pelos intestinos, e cerca de 35% (350 mg/dia) do cálcio ingerido costumam ser absorvidos; o cálcio remanescente no intestino é excretado nas fezes. A quantidade adicional de 250 mg/dia de cálcio chega ao intestino por meio dos sucos gastrointestinais secretados e pelas células descamadas da mucosa. Assim, cerca de 90% (900 mg/dia) da ingestão diária de cálcio são excretados nas fezes. A absorção intestinal de fósforo ocorre facilmente. Exceto pela porção de fósforo que é excretada nas fezes, em combinação ao cálcio não absorvido, quase todo o fósforo da dieta é absorvido para o sangue do intestino e posteriormente excretado na urina. Excreção renal de cálcio e fósforo. Aproximadamente 10% (100 mg/dia) do cálcio ingerido são excretados na urina. Cerca de 41% do cálcio plasmático estão ligados às proteínas plasmáticas e, portanto, não são filtrados pelos capilares glomerulares. O restante é combinado aos ânions como fosfato (9%) ou ionizado (50%), sendo filtrado pelos glomérulos para os túbulos renais. Normalmente, os túbulos renais reabsorvem 99% do cálcio filtrado, e cerca de 100 mg/dia são excretados na urina. Aproximadamente 90% do cálcio no filtrado glomerular são reabsorvidos nos túbulos proximais, alças de Henle e nos túbulos distais iniciais. Nos túbulos distais finais e nos ductos coletores iniciais, a reabsorção dos 10% remanescentes é mais variável, dependendo da concentração de íons cálcio no sangue. Quando a concentração de cálcio é baixa, essa reabsorção se mostra acentuada; assim, quase nenhum cálcio é perdido na urina. Por outro lado, mesmo um aumento insignificante da concentração sanguínea de cálcio iônico acima do normal eleva acentuadamente a excreção desse elemento. A excreção renal de fósforo é controlada por um mecanismo de transbordamento. Ou seja, quando a concentração de fósforo no plasma está abaixo do valor crítico de cerca de 1 mEq/ℓ, todo o fósforo no filtrado glomerular é reabsorvido, não ocorrendo nenhuma perda pela urina. No entanto, acima dessa concentração crítica, a perda de fósforo é diretamente proporcional ao aumento adicional. Assim, os rins regulam a concentração de fósforo no líquido extracelular, alterando a sua taxa da excreção de acordo com a sua concentração plasmática e a taxa de filtração de fósforo pelos rins. O PTH pode aumentar intensamente a excreção do fósforo pelos rins, desempenhando, assim, um papel importante 6 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 no controle da concentração plasmática não só desse elemento, mas também no do cálcio. Ossos e sua relação com o cálcio e o fósforo extracelulares: Existem dois tipos de tecido ósseo: osso cortical (compacto) e osso trabecular (esponjoso). Formados por uma matriz orgânica resistente (colágeno + substância fundamental), fortalecida por depósitos de sais de cálcio; Os sais cristalinos são compostos por cálcio e fosfato (hidroxiapatita – Ca10 (PO4)6(OH)2; Muitos tipos de íon podem se conjugar aos cristais ósseos → deposição de substâncias radioativas; O osso passa por deposição contínua de osteoblastos e ininterrupta absorção nos locais onde os osteoclastos estão ativos; O PTH estimula a atividade dos osteoclastos e a absorção óssea, de forma indireta: • Os osteoclastos não apresentem receptores de PTH; • São os osteoblastos que indicam aos precursores osteoclastos que formem os osteoclastos maduros, através de proteínas de osteoblastos (RANKL e o fator estimulador de macrófagos); • PTH liga-se a osteoblastos → produção de RANKL → liga-se aos préosteoclastos → amadurecimento; • A osteoprotegerina (OPG) atua de forma contrária à RANKL; - A vitamina D e o PTH inibem a produção de OPG e estimulam a formação de RANKL; - O estrogênio estimula a produção de OPG. Precipitação e absorção de cálcio e fósforo no osso/ equilíbrio com os líquidos extracelulares: • A hidroxiapatita não precipita no líquido extracelular apesar da supersaturação dos íons cálcio e fósforo. • Mecanismo da calcificação óssea. • Precipitação do cálcio em tecidos não ósseos sob condições anormais. Histologicamente, a absorção óssea ocorre imediatamente adjacente aos osteoclastos. O mecanismo dessa reabsorção é o seguinte: os osteoclastos emitem suas projeções semelhantes a vilosidades em direção ao osso, formando uma borda pregueada adjacente ao osso. Essas vilosidades secretam dois tipos de substâncias: (1) enzimas proteolíticas, liberadas de lisossomos dos osteoclastos, e (2) diversos ácidos, incluindo o ácido cítrico e o ácido láctico, liberados das mitocôndrias e vesículas secretoras. As enzimas digerem ou dissolvem a matriz orgânica do osso, enquanto os ácidos provocam a dissolução dos sais ósseos. 7 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 O PTH se liga a receptores nos osteoblastos adjacentes, estimulando a síntese de RANKL, que também é chamado de ligante de osteoprotegerina (OPGL). O RANKL se liga a seus receptores (RANK) nos pré-osteoclastos, diferenciando-os em osteoclastos multinucleados maduros. Os osteoclastos maduros, então, desenvolvem umaborda pregueada e liberam enzimas e ácidos que promovem a reabsorção óssea. Os osteoblastos também produzem osteoprotegerina (OPG), às vezes chamada de fator inibidor da osteoclastogênese, uma citocina que inibe a reabsorção óssea. A OPG atua como uma “isca”, ligando-se ao RANKL e impedindo-o de interagir com seu receptor, inibindo, assim, a diferenciação de pré- osteoclastos em osteoclastos maduros que reabsorvem o osso. A OPG se opõe à atividade de reabsorção óssea do PTH, e camundongos com deficiência genética de OPG apresentam diminuição grave na massa óssea, em comparação aos camundongos que apresentam OPG normal. A vitamina D e o PTH parecem estimular a produção de osteoclastos maduros por meio da dupla ação de inibir a produção de OPG e de estimular a formação de RANKL. Os glicocorticoides também promovem a atividade dos osteoclastos e a reabsorção óssea, aumentando a produção de RANKL e reduzindo a formação de OPG. Por outro lado, o hormônio estrogênio estimula a produção de OPG. O equilíbrio de OPG e RANKL produzidos por osteoblastos, portanto, desempenha um papel importante na determinação da atividade osteoclástica e na reabsorção óssea. A importância terapêutica da via OPG- RANKL está sendo explorada atualmente. Novos fármacos que imitam a ação de OPG, bloqueando a interação de RANKL com seu receptor, parecem ser úteis para o tratamento da perda óssea em mulheres na pós-menopausa e em alguns pacientes com câncer ósseo. A deposição e a reabsorção óssea estão normalmente em equilíbrio: Exceto em ossos em crescimento, as taxas de deposição e as de reabsorção óssea são normalmente iguais; assim, a massa óssea total permanece constante. Ao final desse período, os osteoclastos desaparecem, o túnel é invadido por osteoblastos, e o osso novo começa a se desenvolver. 8 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 Vitamina D: A vitamina D tem efeito potente para aumentar a absorção de cálcio no trato intestinal; além disso, apresenta efeitos importantes na deposição e reabsorção óssea, como discutido adiante. No entanto, a vitamina D, em si, não é a substância ativa que realmente induz esses efeitos. Em vez disso, a vitamina D deve primeiro ser convertida por meio de uma sucessão de reações no fígado e nos rins, para o produto ativo final, 1,25-di- hidroxicolecalciferol, também chamado de 1,25(OH)2D3. O colecalciferol (vitamina D3) é formado na pele: Vários compostos derivados de esteróis pertencem à família da vitamina D, e todos desempenham funções semelhantes. A vitamina D3 é a mais importante desses compostos, sendo formada na pele como resultado da irradiação do 7-deidrocolesterol pelos raios ultravioletas do Sol. O 7- deidrocolesterol é uma substância presente normalmente na pele. Consequentemente, a exposição adequada ao sol evita a deficiência de vitamina D. Os compostos adicionais de vitamina D que ingerimos nos alimentos são idênticos ao colecalciferol formado na pele, exceto pela substituição de um ou mais átomos que não afetam sua função. O colecalciferol é convertido em 25- hidroxicolecalciferol no fígado. A primeira etapa na ativação do colecalciferol é convertê- lo em 25-hidroxicolecalciferol, o que ocorre no fígado. O processo é limitado, porque o 25- hidroxicolecalciferol tem um efeito inibitório por feedback nas reações de conversão. Esse efeito de feedback é extremamente importante por duas razões. Primeiro, o mecanismo de feedback regula com precisão a concentração de 25- hidroxicolecalciferol no plasma. Observe que a ingestão de vitamina D3 pode aumentar muitas vezes, e, ainda assim, a concentração de 25-hidroxicolecalciferol permanece quase normal. Esse alto grau de controle de feedback impede a ação excessiva da vitamina D, quando a ingestão de vitamina D3 está alterada dentro de uma ampla faixa. Segundo essa conversão controlada de vitamina D3 em 25-hidroxicolecalciferol conserva a vitamina D armazenada no fígado para uso futuro. Uma vez que a vitamina D3 seja convertida, o 25-hidroxicolecalciferol persiste no corpo por apenas algumas semanas, enquanto na forma de vitamina D pode ser armazenado no fígado por muitos meses. A conversão do 25-hidroxicolecalciferol em 1,25-di-hidroxicolecalciferol requer PTH. Na ausência de PTH, quase não se forma o 1,25- di-hidroxicolecalciferol. Portanto, o PTH exerce uma influência potente na determinação dos efeitos funcionais da vitamina D no organismo. 9 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 Quando a concentração plasmática do cálcio já for muito alta, a formação de 1,25-di- hidroxicolecalciferol é muito deprimida. A ausência de 1,25-di-hidroxicolecalciferol, por sua vez, diminui a absorção de cálcio pelos intestinos, ossos e túbulos renais, levando, assim, a queda do nível de cálcio iônico para seu nível normal. Ações da vitamina D: A forma ativa da vitamina D, o 1,25-di- hidroxicolecalciferol (calcitriol), apresenta diversos efeitos nos intestinos, rins e ossos, como o aumento da absorção de cálcio e fósforo para o líquido extracelular e a contribuição com a regulação dessas substâncias por feedback. Os receptores de vitamina D estão presentes na maioria das células do corpo e estão localizados, principalmente, no núcleo das células-alvo. Semelhante aos receptores de esteroides e de hormônios da tireoide, o receptor da vitamina D apresenta domínios de ligação ao DNA e a hormônios. O receptor da vitamina D forma um complexo com outro receptor intracelular, o receptor de retinoide-X, e esse complexo se liga ao DNA e ativa a transcrição na maioria dos casos. Em alguns casos, no entanto, a vitamina D suprime a transcrição. Embora o receptor de vitamina D se ligue a várias formas de colecalciferol, sua afinidade com o 1,25-di-hidroxicolecalciferol é cerca de 1.000 vezes maior do que com o 25- hidroxicolecalciferol, o que explica sua relativa potência biológica. Efeito “hormonal” da vitamina D para promover a absorção intestinal de cálcio. O 1,25-di-hidroxicolecalciferol atua como um hormônio para promover a absorção intestinal de cálcio, aumentando principalmente, ao longo de um período de cerca de 2 dias, a formação de calbindina, uma proteína ligante do cálcio, nas células epiteliais intestinais. Essa proteína atua na borda em escova dessas células para transportar o cálcio para o citoplasma celular. O cálcio, então, move-se através da membrana basolateral da célula por meio de difusão facilitada. A absorção de cálcio é diretamente proporcional à quantidade dessa proteína ligante. Além disso, essa proteína permanece nas células por várias semanas, após a remoção do 1,25-di- hidroxicolecalciferol do corpo, causando um efeito prolongado de absorção do cálcio. Outros efeitos que podem desempenhar um papel na promoção da absorção de cálcio incluem a formação de (1) trifosfatase de adenosina estimulada pelo cálcio na borda em escova das células epiteliais; e (2) fosfatase alcalina nas células epiteliais. Os detalhes precisos de todos esses efeitos não estão esclarecidos. A vitamina D promove a absorção de fósforo pelos intestinos. Embora o fósforo geralmente seja absorvido com facilidade, o fluxo de fósforo através do epitélio gastrointestinal é intensificado pela vitamina D. Acredita-se que esse aumento resulte de um efeito direto do 1,25-di-hidroxicolecalciferol, mas é possível que ocorra secundariamente à ação desse hormônio na absorção de cálcio, pois esse elemento atua como um mediador de transporte para o fósforo. 10 UNIDEP- Camila Paese 2º Período25/04/2024 A vitamina D diminui a excreção renal de cálcio e fósforo. A vitamina D também aumenta a reabsorção de cálcio e fósforo pelas células epiteliais dos túbulos renais, tendendo, assim, a diminuir a excreção de tais substâncias na urina. No entanto, esse efeito é fraco e, provavelmente, sem grande importância para a regulação da concentração dessas substâncias no líquido extracelular. Efeito da vitamina D no osso e sua relação com a atividade do paratormônio. A vitamina D desempenha importantes papéis na reabsorção e deposição ósseas. A administração de quantidades extremas de vitamina D causa a reabsorção óssea. Na ausência dessa vitamina, o efeito do PTH na indução da reabsorção óssea (discutido na próxima seção) é bastante reduzido ou mesmo impedido. O mecanismo dessa ação da vitamina D não é totalmente compreendido, mas acredita-se que ele seja o resultado do efeito do 1,25-di- hidroxicolecalciferol de aumentar o transporte de cálcio através das membranas celulares. A vitamina D em quantidades menores promove a calcificação óssea. Uma das maneiras de promover essa calcificação é aumentar a absorção de cálcio e fósforo pelos intestinos. No entanto, mesmo na ausência de tal aumento, a vitamina D é capaz de intensificar a mineralização óssea. Mais uma vez, o mecanismo desse efeito não é conhecido, mas provavelmente resulta da capacidade do 1,25-di-hidroxicolecalciferol de provocar o transporte de íons cálcio através das membranas celulares – nesse caso, entretanto, talvez ocorra na direção oposta, através das membranas celulares de osteoblastos e osteócitos. Paratormônio: O paratormônio (PTH) promove um mecanismo poderoso para controlar as concentrações extracelulares de cálcio e fósforo, regulando a reabsorção intestinal, a excreção renal e a troca desses íons entre o líquido extracelular e o osso. O excesso de atividade da glândula paratireoide causa a liberação rápida de sais de cálcio dos ossos, com a consequente hipercalcemia no líquido extracelular; por outro lado, a hipofunção das glândulas paratireoides causa hipocalcemia, frequentemente resultando em tetania. Efeitos do paratormônio nas concentrações de cálcio e de fósforo no líquido extracelular: Os efeitos aproximados da infusão súbita e contínua do PTH nas concentrações sanguíneas de cálcio e fósforo em um animal por várias horas. No início da infusão, a concentração do cálcio iônico começa a aumentar e atinge um platô em cerca de 4 horas. No entanto, a concentração do fósforo cai mais rapidamente do que a elevação do cálcio e atinge um nível reduzido dentro de 1 ou 2 horas. O aumento da concentração do 11 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 cálcio é ocasionado, principalmente, por dois efeitos do PTH: (1) aumenta a absorção de cálcio e de fósforo do osso, e (2) diminui com rapidez a excreção de cálcio pelos rins. A redução da concentração de fósforo é provocada por um forte efeito do PTH em elevar a excreção renal de fósforo, um efeito que geralmente é grande o suficiente para superar o aumento da absorção óssea de fósforo. O paratormônio mobiliza cálcio e fósforo do osso: O PTH apresenta dois efeitos para mobilizar o cálcio e o fósforo no osso. Um deles corresponde à fase rápida que começa em minutos e aumenta progressivamente por várias horas. Essa fase resulta da ativação das células ósseas já existentes (principalmente os osteócitos), para promover a liberação de cálcio e fósforo. A segunda fase é muito mais lenta, exigindo alguns dias ou mesmo semanas para seu desenvolvimento pleno; tal fase resulta da proliferação dos osteoclastos, seguida pela reabsorção osteoclástica muito acentuada do próprio osso, não apenas da liberação de sais de fosfato de cálcio do osso. Fase rápida da mobilização de cálcio e fósforo do osso | Osteólise. Quando grandes quantidades de PTH são injetadas, a concentração do cálcio iônico no sangue começa a subir em minutos, muito antes que seja possível o desenvolvimento de quaisquer novas células ósseas. Os estudos histológicos e fisiológicos demonstraram que o PTH causa a remoção dos sais ósseos de duas áreas: (1) da matriz óssea nas proximidades dos osteócitos situados no osso e (2) nas proximidades de osteoblastos presentes ao longo da superfície óssea. Em geral, não se considera que os osteoblastos ou os osteócitos atuem na mobilização dos sais ósseos, porque ambos os tipos de células são de natureza osteoblástica e, normalmente, estão associados à deposição óssea e à sua calcificação. No entanto, os osteoblastos e os osteócitos formam um sistema de células interconectadas que se distribuem por todo o osso e por todas as superfícies ósseas, exceto nas pequenas áreas superficiais adjacentes aos osteoclastos (ver Figura 80.6). Na verdade, processos longos e delgados se estendem de osteócito a osteócito por toda a estrutura óssea, e se unem aos osteócitos e aos osteoblastos da superfície. Esse extenso sistema é chamado de sistema da membrana osteocítica, e acredita-se que ele produza uma membrana que separa o osso do líquido extracelular. Entre a membrana osteocítica e o osso, existe uma pequena quantidade de líquido ósseo. Experimentos sugerem que essa membrana osteocítica promova o bombeamento dos íons cálcio do líquido ósseo para o líquido extracelular, gerando a concentração de apenas um terço do cálcio iônico nesse líquido ósseo, em comparação com o líquido extracelular. Quando a bomba osteocítica torna-se excessivamente ativada, a concentração de cálcio no líquido ósseo declina ainda mais, e então os sais de fosfato de cálcio são liberados do osso. Esse efeito é chamado de osteólise, e ocorre sem a reabsorção da matriz fibrosa gelatinosa do osso. Quando a bomba é inativada, a concentração de cálcio no líquido ósseo sobe ainda mais, e sais de fosfato de cálcio são redepositados na matriz. 12 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 Contudo, onde o PTH se encaixa nesse quadro? Primeiro, as membranas celulares, tanto dos osteoblastos como dos osteócitos, têm receptores de PTH. O PTH ativa a bomba de cálcio intensamente, causando a rápida remoção dos sais de fosfato de cálcio dos cristais ósseos amorfos, situados perto das células. Acredita-se que o PTH estimule essa bomba por meio do aumento da permeabilidade do cálcio da fração do líquido ósseo da membrana osteocítica, permitindo, assim, a difusão dos íons cálcio até as membranas celulares do líquido ósseo. Em seguida, a bomba de cálcio, presente do outro lado da membrana celular, transfere os íons cálcio para o líquido extracelular no restante do percurso. Fase lenta da reabsorção óssea e liberação do fosfato de cálcio | Ativação dos osteoclastos. Efeito muito mais conhecido e evidente do PTH consiste na ativação dos osteoclastos. No entanto, os osteoclastos não têm receptores proteicos em suas membranas para PTH. Em vez disso, os osteoblastos e os osteócitos ativados enviam “sinais” secundários para os osteoclastos. Como já discutido, um sinal secundário importante é o RANKL, que ativa os receptores nos pré-osteoclastos e os transforma em osteoclastos maduros, que começam sua tarefa habitual de englobamento do osso durante um período de semanas ou meses. A ativação do sistema osteoclástico ocorre em dois estágios: (1) ativação imediata dos osteoclastos já formados e (2) formação de novos osteoclastos. Vários dias de PTH em excesso geralmente costumam levar ao desenvolvimento satisfatório do sistema osteoclástico, mas esse crescimento pode continuar durante meses sob ainfluência de intensa estimulação por tal hormônio. Após alguns meses de excesso de PTH, a reabsorção osteoclástica pode levar ao enfraquecimento ósseo e à estimulação secundária dos osteoblastos, na tentativa de corrigir o estado enfraquecido do osso. Portanto, o efeito tardio consiste, na verdade, na intensificação das atividades osteoblástica e osteoclástica. Ainda, mesmo nos estágios tardios, há mais reabsorção do que deposição óssea na presença de um excesso contínuo de PTH. O osso contém grandes quantidades de cálcio em comparação à quantidade total em todos os líquidos extracelulares (cerca de 1.000 vezes mais). Mesmo quando o PTH provoca um grande aumento da concentração do cálcio nos líquidos, fica impossível discernir qualquer efeito imediato nos ossos. A administração ou a secreção excessiva do PTH – durante um período de muitos meses ou anos – resulta, finalmente, em uma reabsorção muito evidente em todos os ossos e, até mesmo, no desenvolvimento de amplas cavidades preenchidas com grandes osteoclastos multinucleados. O paratormônio diminui a excreção de cálcio e aumenta a excreção de fósforo pelos rins: A administração de PTH causa a rápida perda de fósforo na urina, devido ao efeito do hormônio de reduzir a reabsorção tubular proximal dos íons fosfato. O PTH também aumenta a reabsorção tubular renal do cálcio, ao mesmo tempo que diminui a reabsorção de fósforo (ver Capítulo 30). Além disso, aumenta a reabsorção de íons magnésio e hidrogênio, enquanto reduz a reabsorção de íons sódio, potássio e aminoácidos, da mesma maneira que influencia o fósforo. O aumento da reabsorção 13 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 de cálcio ocorre principalmente na alça ascendente de Henle e nos túbulos distais. Não fosse o efeito do PTH sobre os rins, para aumentar a reabsorção de cálcio, a perda contínua de cálcio na urina acabaria em sua consequente depleção no líquido extracelular e nos ossos. O paratormônio aumenta a absorção intestinal de cálcio e de fósforo: Nesse ponto, devemos recordar que o PTH eleva muito a absorção de cálcio e de fósforo dos intestinos, aumentando a formação nos rins de 1,25-di-hidroxicolecalciferol a partir da vitamina D, conforme discutido no início do capítulo. O monofosfato de adenosina cíclico medeia os efeitos do paratormônio. Uma grande parte do efeito do PTH em seus órgãos-alvo é mediada pelo mecanismo de segundo mensageiro do monofosfato de adenosina cíclico (AMPc). Dentro de alguns minutos, após a administração de PTH, a concentração de AMPc aumenta nos osteócitos, nos osteoclastos e em outras células-alvo. Esse AMPc, por sua vez, é provavelmente responsável por funções, tais como a secreção osteoclástica de enzimas e ácidos que causa a reabsorção óssea e a formação do 1,25-di- hidroxicolecalciferol nos rins. Outros efeitos diretos do PTH possivelmente atuam de forma independente do mecanismo de segundo mensageiro. Controle da secreção da paratireoide pela concentração de íons cálcio: Até mesmo a mais insignificante redução da concentração de íons cálcio no líquido extracelular faz com que as glândulas paratireoides aumentem sua secreção dentro de minutos; em caso de persistência do declínio da concentração de cálcio, as glândulas passarão por hipertrofia, atingindo um tamanho até cinco vezes superior ou mais. Por exemplo, as glândulas paratireoides aumentam muito em pessoas com raquitismo, em que o nível do cálcio costuma estar um pouco deprimido. Essas glândulas também ficam bastante aumentadas durante a gestação, embora a diminuição da concentração de íons cálcio no líquido extracelular da mãe dificilmente seja mensurável. Estão também muito aumentadas durante a lactação, já que o cálcio é utilizado para a formação do leite. Por outro lado, as condições que aumentam a concentração de cálcio iônico acima do normal provocam a diminuição da atividade e do volume das glândulas paratireoides. Tais condições incluem (1) quantidades excessivas de cálcio na dieta, (2) teor elevado de vitamina D na dieta e (3) reabsorção óssea causada por fatores diferentes do PTH (p. ex., desuso dos ossos). As alterações na concentração de íons cálcio no líquido extracelular são detectadas por um receptor sensível ao cálcio (CaSR) em membranas celulares da paratireoide. O receptor sensível ao cálcio é um receptor acoplado à proteína G, que, quando estimulado por íons cálcio, ativa a fosfolipase C e aumenta o inositol 1,4,5-trifosfato intracelular e a formação de diacilglicerol. Essa atividade estimula a liberação de cálcio de estoques intracelulares, o que, por sua vez, diminui a secreção de PTH. Por outro lado, a diminuição do cálcio do líquido extracelular inibe essas vias e estimula a secreção de PTH. Esse processo contrasta com o de muitos tecidos endócrinos, nos quais a secreção hormonal é estimulada quando essas vias são ativadas. 14 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 Resumo dos efeitos do paratormônio A Figura 80.14 resume os principais efeitos do aumento da secreção de PTH, em resposta à diminuição da concentração de íons cálcio no líquido extracelular: (1) o PTH estimula a reabsorção óssea, causando liberação de cálcio no líquido extracelular; (2) o PTH aumenta a reabsorção de cálcio e diminui a reabsorção de fósforo pelos túbulos renais, levando à diminuição da excreção de cálcio e ao aumento da excreção de fósforo; e (3) o PTH é necessário para a conversão de 25- hidroxicolecalciferol em 1,25-di- hidroxicolecalciferol, que, por sua vez, aumenta a absorção de cálcio pelos intestinos. Essas ações em conjunto fornecem meios potentes de regulação da concentração do cálcio extracelular. Calcitonina: A calcitonina, um hormônio peptídico secretado pela glândula tireoide, tende a diminuir a concentração plasmática de cálcio e, em geral, tem efeitos opostos aos do PTH. No entanto, o papel quantitativo da calcitonina em seres humanos é bem menor do que o PTH na regulação da concentração dos íons cálcio. A síntese e a secreção da calcitonina ocorrem nas células parafoliculares, ou células C, situadas no líquido intersticial entre os folículos da glândula tireoide. Essas células constituem apenas cerca de 0,1% da glândula tireoide humana e representam os restos das glândulas ultimobranquiais de peixes, anfíbios, répteis e aves. A calcitonina é um peptídio com 32 aminoácidos e peso molecular de aproximadamente de 3.400. O aumento da concentração plasmática do cálcio estimula a secreção de calcitonina. O principal estímulo para a secreção de calcitonina é a elevação da concentração de cálcio iônico no líquido extracelular. Em contraste, a secreção do PTH é estimulada pela diminuição da concentração de cálcio. 15 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 Em animais jovens, mas muito menos em animais mais velhos e em seres humanos, o aumento da concentração plasmática do cálcio em cerca de 10% causa um aumento imediato de duas vezes ou mais na secreção de calcitonina, o que é mostrado pela linha azul na Figura 80.13. Esse aumento fornece um segundo mecanismo de feedback hormonal para controlar a concentração plasmática do cálcio iônico, mas esse mecanismo é relativamente fraco e atua de forma oposta ao sistema PTH. A calcitonina diminui a concentração plasmática de cálcio. Em alguns animais jovens, a calcitonina diminui a concentração sanguínea do cálcio iônico com rapidez, começando dentro de minutos após a injeçãoda calcitonina, de pelo menos duas formas. 1. O efeito imediato consiste na redução das atividades absortivas dos osteoclastos e possivelmente do efeito osteolítico da membrana osteocítica em todo o osso, desviando o equilíbrio em favor da deposição de cálcio nos sais de cálcio. Esse efeito é particularmente significativo em animais jovens, por causa do rápido intercâmbio de cálcio absorvido e depositado. 2. O segundo e mais prolongado efeito da calcitonina baseia-se na diminuição da formação de novos osteoclastos. Além disso, como a reabsorção osteoclástica do osso conduz secundariamente à atividade osteoblástica, a diminuição da quantidade de osteoclastos é seguida por diminuição do número de osteoblastos. Portanto, o resultado efetivo, durante um longo período, é a redução da atividade osteoclástica e osteoblástica, e, consequentemente, o efeito pouco prolongado na concentração plasmática do cálcio iônico. Ou seja, o efeito no cálcio plasmático é principalmente transitório, durando de algumas horas a alguns dias, no máximo. A calcitonina tem efeitos secundários menores no uso do cálcio nos túbulos renais e nos intestinos. Mais uma vez, os efeitos são opostos aos do PTH, mas parecem ser de pouca importância, sendo raramente considerados. A calcitonina tem um efeito fraco na concentração plasmática do cálcio em seres humanos adultos. Dois motivos explicam o fraco efeito da calcitonina no cálcio plasmático. Primeiro, qualquer redução inicial da concentração de íons cálcio causada pela calcitonina leva a um poderoso estímulo da secreção de PTH em poucas horas, o que acaba quase que anulando o efeito da calcitonina. Quando a glândula tireoide é removida, e a calcitonina não é mais secretada, a concentração sanguínea do cálcio iônico não tem uma alteração mensurável a longo prazo, o que novamente demonstra o efeito predominante do sistema de controle do PTH. Segundo, as taxas diárias de absorção e deposição do cálcio no ser humano adulto são pequenas, e, mesmo após o retardo da velocidade de absorção pela calcitonina, isso se reflete como um efeito muito leve na concentração plasmática de íons cálcio. O efeito da calcitonina em crianças é muito maior, porque a remodelagem óssea ocorre mais rapidamente em crianças, com absorção e deposição do cálcio de até 5 gramas ou mais por dia – o equivalente a 5 a 10 vezes a quantidade total desse elemento em todo o líquido extracelular. Além disso, em certas doenças ósseas, como a doença de Paget, em que a atividade osteoclástica é muito acelerada, a calcitonina apresenta um efeito muito mais potente de redução na absorção de cálcio. 16 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 Resumo do controle da concentração de cálcio iônico: Às vezes, a quantidade de cálcio absorvida ou perdida nos líquidos corporais equivale a 0,3 grama por hora. Por exemplo, em casos de diarreia, alguns gramas de cálcio podem ser secretados nos líquidos intestinais, deslocados pelo trato intestinal e perdidos nas fezes todos os dias. Por outro lado, após a ingestão de grandes quantidades de cálcio, particularmente quando também há atividade excessiva de vitamina D, a pessoa pode absorver até 0,3 grama em 1 h. Esse número se compara com a quantidade total de cálcio em todo o líquido extracelular de aproximadamente 1 grama. Sendo assim, o acréscimo ou a subtração de 0,3 grama nessa pequena quantidade de cálcio no líquido extracelular causaria hipercalcemia grave ou hipocalcemia. Contudo, existe uma primeira linha de defesa para evitar que isso ocorra antes mesmo que os sistemas de feedback hormonal do paratormônio e da calcitonina tenham a oportunidade de agir. Função de tamponamento do cálcio intercambiável nos ossos | Primeira linha de defesa. Os sais de cálcio intercambiáveis nos ossos, discutidos no início deste capítulo, são compostos por fosfato de cálcio amorfos, provavelmente, e em maior parte, de CaHPO4 ou de algum composto semelhante frouxamente ligado ao osso e em equilíbrio reversível com os íons cálcio e fósforo no líquido extracelular. A quantidade disponível desses sais para a troca é de cerca de 0,5 a 1% do total de sais de cálcio do osso, no total de 5 a 10 gramas de cálcio. Por causa da facilidade de deposição desses sais intercambiáveis e da sua facilidade de resolubilidade, o aumento nas concentrações dos íons cálcio e fósforo do líquido extracelular acima dos valores normais provoca a deposição imediata do sal intercambiável. Essa reação é rápida, visto que os cristais amorfos do osso são extremamente pequenos e sua área de superfície total exposta aos líquidos ósseos é grande – talvez 1 acre (4.046,9 m2) ou mais. Além disso, cerca de 5% de todo o sangue fluem através dos ossos a cada minuto, ou seja, cerca de 1% de todo o líquido extracelular a cada minuto. Portanto, cerca da metade de qualquer excesso de cálcio que apareça no líquido extracelular é removida por essa função tampão dos ossos, em cerca de 70 minutos. Além da função de tamponamento dos ossos, as mitocôndrias de muitos dos tecidos corporais, em particular do fígado e do intestino, contêm uma significativa quantidade de cálcio intercambiável (cerca de 10 gramas em todo corpo), o que fornece um sistema adicional de tamponamento para ajudar a manter a constância da concentração do cálcio iônico no líquido extracelular. Controle hormonal da concentração de cálcio iônico. Segunda linha de defesa. Simultaneamente ao “tamponamento” do cálcio no líquido extracelular pelo mecanismo constituído pela troca desse mineral nos ossos, os dois sistemas hormonais representados pelo paratormônio e pela calcitonina dão início à sua atuação. Dentro de 3 a 5 minutos após um aumento agudo da concentração de íons cálcio, a taxa de secreção de PTH diminui. Como já explicado, isso envolve a ação de vários mecanismos para reduzir a concentração de íons cálcio de volta ao seu nível normal. Ao mesmo tempo que o PTH diminui, a calcitonina aumenta. Em animais jovens e possivelmente em crianças pequenas (mas provavelmente em menor extensão em 17 UNIDEP- Camila Paese 2º Período 25/04/2024 adultos), a calcitonina causa uma rápida deposição de cálcio nos ossos, e talvez em algumas células de outros tecidos. Portanto, em muito animais jovens, o excesso de calcitonina pode fazer com que uma alta concentração do cálcio iônico retorne ao normal, de modo consideravelmente mais rápido do que pode ser alcançado pelo mecanismo de tamponamento do cálcio intercambiável. Em caso de deficiência ou de excesso prolongado de cálcio, apenas o mecanismo do PTH parece ser realmente importante na manutenção da concentração plasmática normal dos íons cálcio. Quando a pessoa apresenta uma deficiência contínua de cálcio na dieta, o PTH pode, frequentemente, estimular a absorção óssea desse elemento, o suficiente para manter a concentração plasmática normal do cálcio iônico por 1 ano ou mais; porém eventualmente, até mesmo os ossos ficarão sem cálcio. Por isso, na verdade, os ossos são um grande reservatório-tampão de cálcio que pode ser controlado pelo PTH. No entanto, quando o reservatório ósseo ou fica sem cálcio ou, alternativamente, torna-se saturado dele, o controle da concentração do cálcio iônico extracelular a longo prazo conta quase que inteiramente com as participações do PTH e da vitamina D para controlar a absorção intestinal e a excreção do cálcio na urina.