HOMEOSTASIA DE CÁLCIO

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HOMEOSTASIA DE CÁLCIO
A homeostasia do cálcio envolve a interação coordenada de três sistemas (osso, rim e intestino) e três hormônios (paratormônio, calcitonina e vitamina D).
O osso é um tecido multifuncional, metabolicamente muito ativo, constituído por uma população heterogênea de células, em diferentes estágios de diferenciação celular. Está em equilíbrio dinâmico, com regulação da mobilização e deposição mineral, durante a vida do animal. É um tecido metabolicamente que sofre um processo contínuo de renovação e remodelação. Esta atividade é consequência, em sua maior parte, da atividade de dois tipos celulares principais, característicos do tecido ósseo: os osteoblastos e os osteoclastos. Um terceiro tipo celular, os osteócitos, derivados dos osteoblastos, são metabolicamente menos ativos, e sua função menos conhecida. O processo de remodelação óssea desenvolve-se com base em dois processos antagônicos, mas acoplados: a formação e a reabsorção ósseas. O acoplamento dos dois processos permite a renovação e remodelação ósseas e é mantido a longo prazo por um complexo sistema de controle que inclui hormônios, fatores físicos e fatores humorais locais. Uma série de condições como idade, doenças ósteo-metabólicas, mobilidade diminuída, ação de algumas drogas, etc., podem alterar este equilíbrio entre formação e reabsorção, levando ao predomínio de um sobre o outro. Nutrientes presentes em menores quantidades nas dietas, os minerais são fundamentais para o funcionamento das rotas metabólicas. A interação entre estas classes de nutrientes é perfeita e a disponibilidade destes nutrientes determina o melhor desempenho dos animais. Os minerais apresentam uma função estrutural (ex. cálcio e fósforo) e/ou metabólica.
Papel metabólico do tecido ósseo 
O esqueleto contém 99% do Ca do organismo e funciona como uma reserva desse íon, cuja concentração no sangue (calcemia) deve ser mantida constante, para o funcionamento normal do organismo. Há um intercâmbio contínuo entre o Ca do plasma sanguíneo e o dos ossos. O Ca absorvido da alimentação e que faria aumentar a concentração sanguínea deste íon é depositado rapidamente no tecido ósseo, e, inversamente, o Ca dos ossos é mobilizado quando diminui sua concentração no sangue. Existem dois mecanismos de mobilização do Ca depositado nos ossos. O primeiro é a simples transferência dos íons dos cristais de hidroxiapatita para o líquido intersticial, do qual o cálcio passa para o sangue. Esse mecanismo, puramente físico, é favorecido pela grande superfície dos cristais de hidroxiapatita e tem lugar principalmente no osso esponjoso. As lamelas ósseas mais jovens, pouco calcificadas, que existem mesmo no osso adulto, devido à remodelação contínua, são as que recebem e cedem o Ca++, com maior facilidade. Essas lamelas são mais importantes na manutenção da calcemia do que as lamelas antigas, muito calcificadas e cujos papéis principais são de suporte e proteção. O segundo mecanismo da mobilização do Ca é de ação mais lenta e decorre da ação do hormônio da paratireóide, ou paratormônio, sobre o tecido ósseo. Este hormônio causa um aumento no número de osteoclastos e reabsorção da matriz óssea, com liberação de fosfato de Ca e aumento da calcemia. A concentração de (PO4) 3- não aumenta no sangue, porque o próprio paratormônio acelera a excreção renal dos íons fosfato. O paratormônio atua sobre receptores localizados nos osteoblastos. Em resposta a esse sinal, os osteoblastos deixam de sintetizar colágeno e iniciam a secreção do fator estimulador de osteoclastos. Outro hormônio, a calcitonina, produzido pelas células parafoliculares da tireóide, inibe a reabsorção da matriz e, portanto, a mobilização de Ca. A calcitonina tem um efeito inibidor sobre os osteoclastos.
A remodelagem é o termo usado para descrever processos de reabsorção e formação de tecido mineralizado que mantém a massa e a morfologia. A manutenção de concentrações adequadas de cálcio no sangue é prioritária sobre a manutenção da integridade estrutural do osso.
Osteoblastos 
São células diferenciadas que produzem a matriz óssea, secretando colágeno e a substancia fundamental, que constituem o osteóide e situam-se em aposição ao osso em formação. Essas células também participam da calcificação da matriz, através da secreção de pequenas vesículas ricas em fosfatase alcalina para o interior desta, durante o período em que a célula está produzindo a matriz óssea. A fosfatase alcalina cliva o pirofosfato e assim remove sua influencia estabilizadora, ao mesmo tempo em que aumenta o fosfato local para a cristalização. Além disso, durante o crescimento ósseo e talvez durante a remodelagem do osso adulto, os osteoblastos secretam vesículas ricas em Ca para o osteóide em calcificação (Jonhson, 2000). Pela sua solubilização no sangue, o nível sanguíneo da fosfatase alcalina óssea é geralmente usado como indicador da taxa de remoção óssea.
Osteoclastos
 São responsáveis pela reabsorção óssea. São células grandes (figura 2), que surgem pela fusão de células mononucleadas e podem ter ate 50 núcleos. Acredita-se que os precursores dos osteoblastos se originam na medula óssea e migrem pela circulação, a partir do timo e outros tecidos retículo-endoteliais, para os sítios do osso destinados à reabsorção. Os precursores mononucleados dos osteoclastos são provavelmente atraídos para os sítios de reabsorção óssea por produtos parcialmente degradados do osteóide. A parte do osteoclasto que entra em contato com o osso se apresenta altamente pregueada e é chamada de borda estriada. Esta varre a superfície do osso, continuamente alterando sua configuração, à medida que libera ácidos e enzimas hidrolíticas que dissolvem a matriz protéica e os cristais de minerais. Quando a reabsorção é completada, os osteoclastos são inativados e perdem alguns de seus núcleos. A inativação compreende a fissuração da célula polinucleada gigante, de volta a células mononucleadas (Johnson, 2000).
Regulação da bioquímica óssea 
Para a homeostase do Ca, três hormônios estão envolvidos com grande importância no controle do seu metabolismo: a vitamina D ativa, o paratormônio (PTH) e a calcitonina. As concentrações aproximadas de Ca no sangue variam entre 8,2 mg/dL a 12 mg/dL entre as espécies animais, podendo também ter a mesma variação dentro da espécie. Exceção para a galinha poedeira, que apresenta de 20 a 40 mg/dL.
Vitamina D
Segundo Gonzalez e Silva (2003), a luminosidade é imprescindível para a síntese de vitamina D. Portanto, locais onde a radiação solar é reduzida os animais devem receber suplementação via dieta. A vitamina D está relacionada com a absorção de Ca e P na luz intestinal, promovendo a síntese de uma proteína carreadora de Ca. Atua sobre a paratireóide, estimulando a liberação do PTH. Já os rins estimulam a reabsorção de Ca e de P. As baixas concentrações de Ca estimulam a síntese de vitamina D através da ativação da enzima 1-α-hidrolase presente nos rins. Dessa forma, eleva-se a síntese de vitamina D ativa e aumenta a absorção de Ca no lúmen intestinal. A ação sobre os ossos promove a mobilização de Ca e P, pela ativação dos osteoclastos. Nos rins, a ação da 1,25(OH)2D3 é controversa e atuaria diminuindo a reabsorção tubular de P. No tecido ósseo, uma das funções da 1,25(OH)2D3 é a de induzir a diferenciação dos osteoclastos, que proliferam e aumentam a reabsorção óssea. Sabe-se que os osteoclastos não apresentam receptores para 1,25(OH)2D3. Sua ação é provavelmente indireta, ativando inicialmente os osteoblastos (células envolvidas na formação óssea), os quais, através de fatores locais, ativam os osteoclastos. A 1,25(OH)2D3 atua também nas glândulas paratireóides através de receptores específicos, diminuindo a secreção de PTH.
Paratormônio
 É um hormônio secretado pela glândula paratireóide. Atua no aumento da calcemia, sendo que a secreção do PTH promove a desmineralização óssea, aumentando os níveis de Ca no sangue. Atua sobre os rins diminuindo a excreção de Ca e estimula a síntese de vitamina D ativa.De acordo com McDowel (1992), o metabolismo do PTH é sensível aos níveis de Ca ou alterações na relação Ca:P quando estas ficam reduzidas. Esta relação liberada no sangue é de aproximadamente 1,5:1. Cerca de 50% do Ca sanguíneo está ligado a proteínas, principalmente (70%) à fração albumina, e os 50% restantes encontram-se na forma difusa (ionizada). O principal fator regulador da secreção do PTH pelas paratireóides são os níveis sanguíneos de Ca. A secreção do hormônio varia inversamente com a concentração sérica de Ca.
Calcitonina
A calcitonina atua nos osteoclastos, diminuindo sua atividade e consequentemente, a reabsorção óssea. Poucos minutos após sua administração experimental, observa-se que essas células reduzem seu tamanho, e tal fato é acompanhado de um aumento do Ca citosólico e da produção de AMP cíclico. Acredita-se também que esse hormônio inibe a atividade dos osteócitos e estimula os osteoblastos. A calcitonina é degradada na própria tireóide, no fígado, rins e tecido ósseo. Sua vida média no plasma é curta e a sua principal via de excreção é renal.
Vitamina D
É secretado pelas glândulas paratireóides;
Tem como principal efeito aumentar as concentrações plasmáticas de Ca2+
O estímulo para liberação do PTH é um decréscimo de Ca2+ no plasma.]
Hipercalcemia e Hipocalcemia.
Paratormônio (PTH)
É um hormônio peptídeo secretado pela glândula tireóide;
A síntese e a secreção ocorrem nas células parafoliculares, ou células C;
Tende a diminuir a concentração plasmática de cálcio e, em geral, tem efeitos opostos àqueles do PTH;
O principal estímulo para a secreção da calcitonina é elevação na concentração plasmática do cálcio iônico.
Cálcio do osso - LIVRO
Pela ação dos osteoclastos e osteócitos o cálcio pode ser captado no seu reservatório quando os níveis de cálcio sérico estão baixos. O reservatório pode voltar a encher se pela ação de osteoblastos e osteócitos.
Atividade de células no osso está sujeita a regulação pelos hormônios para tireóideo (pth) e calcitonina. As fontes desses hormônios e sua regulação são discutidas no capítulo 12. O efeito Global do pth é aumentar o cálcio sérico ao aumentar a liberação de sais de cálcio do osso.
Em parte este feito deve-se ao aumento da atividade dos osteoclastos e a inibição da atividade dos osteoblastos. O PTH também afeta os osteócitos no osso Maduro,  e essas células desempenham ainda um papel na liberação rápida de sais de cálcio em resposta ao pth. Contudo,  o mecanismo pelo qual os osteócitos promovem a liberação rápida de cálcio é pouco conhecido.
O efeito básico da calcitonina e reduzir a atividade dos osteoclastos, o que tende a baixar o cálcio sérico. Portanto, a regulação normal das concentrações séricas de cálcio envolve o equilíbrio dos efeitos do pth e da calcitonina nas células do osso.
Hormônio paratireóideo.
 O hormônio paratireoideo pth, é um hormônio peptídico,  é o principal controlador de nível sanguíneo de cálcio e fosfato. Ele exerce esse papel estimulando a liberação de cálcio e fosfato nos ossos, diminuindo a excreção de cálcio e aumentando a de fosfato pelos rins além de promover a formação da final da vitamina D ativa pelos rins, além de promover a formação de vitamina D ativa pelos rins. No osso, o pth Age tanto sobre os osteócitos como sobre os osteoclastos, promovendo a liberação de fosfato e cálcio. A ação do pth sobre os osteócitos liberar cálcio e fosfato dos estoques Associados aos líquidos extracelulares e entorno do osso.
O pth estimula a degradação do osso pelos osteoclastos, ao mesmo tempo em que inibe a formação óssea pelos osteoblastos. O efeito Global do pth é elevar a concentração sanguínea de cálcio e diminuir a de fosfato aumentando a excreção urinária desse último.
 As formas de vitamina D consumida na dieta ou produzida na pele pela ação da luz ultravioleta sobre  precursores não é a forma de vitamina mais ativa. Essas formas são adicionalmente metabolizadas no fígado em uma forma de segundo o precursor, que é metabolizado outra vez nos rins na forma biologicamente mais ativa.
 E nesta forma final de calcitriol, que funciona como  verdadeira vitamina D. O pth promove a formação desse metabólito final nos rins. As duas funções principais da vitamina D são aumentar a absorção de cálcio no trato gastrointestinal e reduzir a perda de cálcio na urina. Portanto o efeito Global da vitamina D é reter o cálcio no corpo.
 O unico regulador significativo Da liberação de pth é a concentração de cálcio ionizado no plasma sanguíneo. Normalmente, cerca de 50% do Calcio plasmático estão ligados a proteínas plasmáticas (principalmente a Albumina) e esse cálcio ligado não é biologicamente ativo. Os outros 50% não estão ligados e existem como ions de cálcio. As células principais detectam quedas na concentração de cálcio ionizado e respondem aumentando sua secreção de pth. O aumento resultante do Calcio plasmático tem um efeito de feedback negativo sobre a secreção adicional de pth.
CALCEMIA 
1- O que é calcemia? 
Concentração de cálcio circulante no sangue, na forma ionizada. 
 
2- Quais hormônios atuam diretamente na calcemia? 
São eles: paratormônio (PTH), calcitonina e a vitamina D3. 
3- Quais as funções desses hormônios na regulação da calcemia? 
O paratormônio regula os níveis de cálcio no sangue, estimulando o cálcio da matriz 
óssea. Promove a absorção do cálcio dos alimentos pelo intestino e a reabsorção de 
cálcio nos túbulos renais, aumentando a concentração de cálcio no plasma. É sintetizado 
pelo ribossomo das células da paratireóide. Sua ação no intestino é mediada pela 
vitamina D. A vitamina D possui ações sinérgicas sobre os níveis de cálcio no sangue. 
A calcitonina regula a taxa de cálcio no sangue, inibindo sua remoção dos ossos, o que 
diminui a taxa plasmática de cálcio. 
4- Quais glândulas atuam na produção desses hormônios? 
 
Glândulas da Paratireóide (que produzem o paratormônio), Tireóide (que produz em 
a calcitonina) e no fígado e rins. 
*Distúrbios da Paratireóide 
Têm-se como distúrbios da Paratireóide (Glândula que secreta o paratormônio) a 
Hiperparatireoidismo e a Hipoparatireoidismo. Maior reabsorção óssea (Hipercalcemia), 
atividade reflexa do SN C mais lenta (depressão do sistema nervoso), arritm ia cardíaca, 
redução da contratilidad e da musculatura da parede do trato gastrointestinal, perda de 
apetite, precipitação de f osfato de cálcio, são sintomas do Hiperparatireoidismo. Menor 
reabsorção óss ea (Hipoc alcemia), excitação do sistema nervoso, convulsões e t etania 
muscular, elevando-se para o óbito , são sintomas do Hipoparatireoidismo. A 
hipercalcemia ocorre quando os níveis de cálcio estão elevados no organismo, de 
maneira que sua absorção não está sendo feita de forma correta. Para tanto a partir de 14 
mg/ dl (dl: decilitro de sangue) de concentração de cálcio no san gue, já considera - se 
uma situação de hiperca lcemia. Para isso, a fim de voltar o paciente à condição de 
normalidade do cálcio é feito uma série de procedimentos que envolvem: aplicação de 
soro fisiológico estimula ndo uma maior filtração dos rins, em espe cial n a alça d e Henle. 
Pois há necessidade de eliminar esse cálcio, em ex cesso no organismo, pois para que a 
homeostasia do cálcio o corra, é necessário que haja uma proporcionalidad e entre cálcio 
ingerido, absorvido e eliminado na urina. P or ser um hormônio inibidor d a absorção do 
cálcio, a calcitonina poderia ser utili zada a fim de baixar a cal cemia, porém por ser
5- Como funciona o processo de regulação da calcemia?
Pela junção das funções dos hormônios participantes. O paratormônio atua na
calcemia, por meio de sua síntese e secreção. O p aratormônio atua no aumento da tax a
de absorção intestinal do cálcio, propiciando a reabsorção de cálciono filtrado
glomerular e aumentando a tax a de reabsorção do cálcio nos ossos. O paratormônio
diminui a absorção de fosfato, sendo seus efeitos mediados pelo mensageiro
AMPciclíco Por meio da vitamin a D3 o processo se inicia com a obtenção da vitamina
por meio de alimentos enriquecidos, ou ainda produz ida na pele com o auxílio dos raios
ultravioletas, ela funcio na como um pré -hormônio. A vitamina D3 passa a ser
metabolizada no fígado e nos rins adquirindo a sua forma ativa, o calcitriol. Assim , o
cálcio é abso rvido pelos ossos, nefros e int estino, aumentando o nível de cálcio no
plasma sanguíneo. Uma vez aumentado o nível de cálcio no sangue em seus parâmetros
de normalidade, o paratormônio é sintetiz ado e se cretado nos rins . A calcitonin a é um
peptídeo produzido pelas células parafoliculares da tireóide. Ela é sintetizada em forma
de pré- hormônio, passa ndo pelo complexo de golgi adquirindo sua forma ativa. A
calcitonina age de forma antagônica ao p aratormônio, de modo que inibe a absorção d e
cálcio no intestino, sem alterar a de fósforo controlando a hipercalcemia. Age de forma
a equilibrar os demais hormônios.
Explique
como é mantida a homeostase do cálcio no organismo.
Quando uma quantidade grande de cálcio entra no organismo, a tireóide que secreta calcitonina, libera o hormônio no sangue fazendo com que parte desse cálcio fique responsável pela deposição óssea aumentando a densidade óssea e a outra parte é reabsorvida pelo rim e intestino indo para as urinas e fezes fazendo com que o diminua a concentração no sangue. Quando a concentração de cálcio e menor do que o necessário, a paratireoide libera o pth(hormônio) que promove a descamação óssea, aumentando a concentração de cálcio no organismo e a outra parte é novamente reabsorvida e vai para os rins e intestino que eliminam uma menor quantidade cálcio na urina e nas fezes.
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