Metabolismo do Cálcio e Fósforo UnB 2016

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Metabolismo do Cálcio e Fósforo 
Fisiologia Endócrina 
 
 
 
 
___________________________ 
Luiz Claudio Castro 
Área da Medicina da Criança e do Adolescente 
Faculdade de Medicina da Universidade de Brasília 
Fisiologia Osteomineral em Pediatria 
 promover saúde e bem-estar 
 na infância e adolescência 
 
 
 
 assegurar qualidade de vida 
 na fase de crescimento 
 … e em etapas posteriores 
…Entre as ações da Pediatria 
 
 Reconhecer as doenças do adulto … 
 … com origem na infância 
 ...evitar / minimizar o risco do aparecimento das mesmas 
…Um importante ponto de vista na prática pediátrica 
 
-Doenças crônicas não-transmissíveis 
 -doenças cardiovasculares: 
 hipertensão 
 doença coronariana 
 acidente vascular cerebral 
 -diabetes tipo 2 
 -dislipidemias 
 -osteoporose 
Hanson and Gluckman. Physiol Rev. 2014;94(4):1027-76 
WHO. Global status report on noncommunicable diseases 2010. Geneva: World Health 
Organization; 2011. 
O tecido ósseo reflete a 
harmonia do crescimento entre os vários órgãos e tecidos 
Funções do esqueleto 
• Mecânica 
-Sustentação do corpo 
-Locomoção 
-Proteção 
 -sistema nervoso 
 -órgãos intracavitários 
• Metabólica 
-Reserva (Ca, P, Mg) 
 
 
 
 
 
Bonjour JP. J Am Coll Nutr 2011;30:438S-48S. 
Arnett TR. Arch Biochem Biophys 2010;503:103-9. 
Arnett TR. J Nutr 2008;138:415S-8S. 
Dallas SL et al. Endocr Rev 2013;34:658-90 
 Elemento % armazenado no osso 
 
 Cálcio -------------- 99% 
 Fósforo -------------- 85% 
 Magnésio -------------- 65% 
 
 
 -Outros compartimentos: 
 
 -líquidos extra-celulares: sangue, linfa 
 -intra-celular: citoplasma 
 organelas citoplasmáticas 
Compartimento ósseo 
Funções do esqueleto 
• Mecânica 
-Sustentação do corpo 
-Locomoção 
-Proteção 
 -sistema nervoso 
 -órgãos intracavitários 
• Metabólica 
-Reserva (Ca, P, Mg) 
-Sistema tampão (H+, HCO3
-) 
 
 
 
 
Bonjour JP. J Am Coll Nutr 2011;30:438S-48S. 
Arnett TR. Arch Biochem Biophys 2010;503:103-9. 
Arnett TR. J Nutr 2008;138:415S-8S. 
Dallas SL et al. Endocr Rev 2013;34:658-90 
 
 
 Cálcio (Ca+2) 
 Fósforo (PO4
-) 
 
 
 
 
 -acidose ↑ [H+] 
 -alcalose ↑ [HCO3-] 
Osso 
Sangue 
Equilíbrio ácido-básico 
Funções do esqueleto 
• Mecânica 
-Sustentação do corpo 
-Locomoção 
-Proteção 
 -sistema nervoso 
 -órgãos intracavitários 
• Metabólica 
-Reserva (Ca, P, Mg) 
-Sistema tampão (H+, HCO3
-) 
-Sistema endócrino 
 osteócitos – 
 FGF23: metabolismo do P 
 CYP27B1 (1α-OHase) 
Bonjour JP. J Am Coll Nutr 2011;30:438S-48S. 
Arnett TR. Arch Biochem Biophys 2010;503:103-9. 
Arnett TR. J Nutr 2008;138:415S-8S. 
Dallas SL et al. Endocr Rev 2013;34:658-90 
Estrutura do Tecido Ósseo 
-Compartimentos Ósseos: 
 
 -orgânico 
 .matriz protéica: 20 – 40% 
 .lipídeos: < 3% 
 
 -inorgânico: 
 .minerais: 50 – 70% 
 .H2O: 10% 
 
 -rede vascular 
 -rede neural 
 -medula óssea 
Olzsta et al. Mater Sci Eng R Rep.2007;58:77-116. 
Clarke B. Clin J Am Soc Nephrol. 2008;3(Supp 3):S131-9. 
Boskey AL & Robey PG. 8th ed; Wiley Blackwell;2013 
Estrutura do Tecido Ósseo 
-Matriz Protéica: 
 
• Proteínas colágenas 
 (80 – 90 % da matriz) 
  flexibilidade e força de tensão 
 
• Proteínas não-colágenas: 
 proteoglicanas (hidratação e rigidez) 
 osteocalcina 
 osteonectina 
 sialoproteínas ósseas 
 outras proteínas 
 
(adesão mineral e 
 interação intercelular) 
Clarke B. Clin J Am Soc Nephrol. 2008;3(Supp 3):S131-9. 
Boskey AL & Robey PG. 8th ed; Wiley Blackwell;2013 
-Compartimento inorgânico: 
 
 .Minerais: 
 Cálcio, Fósforo, Magnésio 
 hidroxiapatita Ca5(PO4)3(OH)2 
 
 .Eletrólitos e ions: 
 Na+, K+, H+, HCO3
-
 
 
 .Água: H2O (fluxo de ions) 
 
  resistência 
 reservatório metabólico 
 
Estrutura do Tecido Ósseo 
Clarke B. Clin J Am Soc Nephrol. 2008;3(Supp 3):S131-9. 
Boskey AL & Robey PG. 8th ed; Wiley Blackwell;2013 
Flexibilidade 
Baixa rigidez 
 -raquitismo 
 -osteomalácia 
Distúrbios da formação/composição óssea 
Excesso de rigidez 
Baixa flexibilidade 
 -osteopetrose 
osteopetrose 
Distúrbios da formação/composição óssea 
Baixa flexibilidade 
Baixa resistência 
 -osteogênese imperfeita 
Distúrbios da formação/composição óssea 
Evolução da Massa Óssea 
Conteúdo Mineral Ósseo 
Nascimento 
 75 - 90 g 
Mulher adulta jovem 
 2.400 g 
Homem adulto jovem 
 3.300 g 
Trotter & Hison. Anat Rec.1974;179(1):1-18 
Nguyen et al. J Clin Densitom.2001;4(2):147-57. 
Evolução da massa óssea na gestação 
Kovacs & Kronenberg. Endocrine Reviews 18(6): 832–872.I 
Unidade materno-feto-placentária 
-Placenta: 
 .permeável aos eletrólitos 
 
 Transferência de Ca, Mg e P 
 contra um gradiente de concentração 
 
 
-Feto: desenvolve-se em ambiente fisiologicamente hipercalcêmico 
 
 
 Ca++ [8,5 – 9,6 mg/dL] 
 Ca++ [11 - 12 mg/dL] 
Mãe 
Feto 
Placenta 
Kovacs & Kronenberg. Endocr Rev. 1997;18:832–72 
Care. J Dev Physiol. 1991;15:253–57. 
. 
 
 
[Ca++,Mg+, PO4
-] 
 [Ca++,Mg+, PO4
-] 
 
Mãe 
Feto 
Placenta 
Kovacs & Kronenberg. Endocr Rev. 1997;18:832–72 
Care. J Dev Physiol. 1991;15:253–57. 
. 
Unidade materna-feto-placentária – transporte do Ca 
I- Transporte facilitado 
 
II- atravessa o citosol 
 proteínas ligadoras de Ca 
 
III- Transporte ativo: 
 .troca Na/Ca 
 .proteínas PMCA 
 
PMCA – plasmatic membrane Ca ATPases 
PTHrp 
1,25(OH)2Vitamina D 
Williams EL et al. Int. J. Clin. Rheumatol. 2011;4:133–45. 
 
 A massa óssea na amamentação 
Evolução da massa óssea nas fases de 
 -gestação e lactação 
Kovacs & Kronenberg. Endocrine Reviews 18(6): 832–872.I 
M
as
sa
 Ó
ss
ea
 
Idade (anos) 
puberdade 
Pico de massa 
óssea 
idosos 
 Masculino 
 Feminino 
Evolução da Massa Óssea 
Menopausa 
0 20 40 60 80 
Adaptado de Bonnet & Ferrari. IBMS BoneKEy.2010;7:235–48 
40 a 60 % de massa óssea do adulto 
é adquirida durante a adolescência 
Heaney et al. Osteoporos Int. 2000;11:985–1009 
Repercussões do PMO ao longo da vida 
Evolução da Massa Óssea 
Pico de Massa óssea (PMO) 
 
 .é o principal determinante da massa e saúde óssea 
 em estágios posteriores da vida 
 
 
 Assegurar à criança e ao adolescente 
 condições endógenas e exógenas necessárias 
 para que se estabeleça todo seu potencial 
 de aquisição de massa óssea 
Stagi et al.Clin Cases Miner Bone Metab. 2013;10(3):172-9. 
Bonjour JP et al. Salud PublicaMex.2009;51 Suppl 1:S5-17 
Genética 
Estilo de Vida 
Metabolismo 
Hereditariedade 
Etnia 
Gênero 
Genes candidatos 
Sistemas: 
 Endócrino: 
 Vitamina D, PTH 
 GH, IGF-1 
esteróides sexuais 
T3, TSH 
glicocorticóides 
outros ... 
 
 Renal 
 Cardiovascular 
 outros ... 
Nutrição 
Atividade Física 
Doenças, Medicamentos 
 Fatores que interferem na Massa Óssea 
 
 Massa Óssea 
 
Genética 
 
 -determina 60 – 80% da variabilidade do pico de massa óssea 
 
 
Curr Opin Rheumatol.2004; 16:450–456. 
J Clin Endocrinol Metab. 2003 ; 88( 8): 3614-3620 . 
Genet Epidemiol.2000;19:160–177 
 
Fonte: http://courses.washington.edu/bonephys/opbmd.html 
Influência da etnia na aquisição de massa óssea 
Influência da etnia na evolução da massa óssea 
Fonte: http://courses.washington.edu/bonephys/opbmd.html 
Leslie W. J Clin Endocrinol Metab.2012;97(12):4329-40. 
Pico de Massa Óssea 
 
 .característica: 
 sexo-etnia-sítio-dependente 
 
 .masculino > feminino 
 
 .negros > 
 hispânicos - caucasianos 
 asiáticos 
 
 .quadril / fêmur 
 precedem coluna lombar 
As células ósseas 
• Osteoblastos 
- Células formadoras 
- Mononucleadas 
• Osteócitos 
- Sensores mecânicos 
- Embebidos no tecido ósseo 
• Osteoclastos 
- Células reabsortivas 
- Multinucleadas 
O osso é um tecido dinâmico 
Remodelação óssea - processo contínuo ao longo da vida 
O osso é um tecido dinâmico 
Remodelação óssea - processo contínuo ao longo da vida 
Remodelação óssea 
Origem e Diferenciação dos Osteoblastos 
Osteócitos 
Dendritos: 
 -mecanossensores 
 -fluxo nos canalículos 
(shear-stress) 
Bonewald. J Bone Miner Res. 2011 Feb;26(2):229-38. 
www.asbmr.org 
Fatores que atuam sobre os osteócitos e sobre a formação óssea 
 
-esclerostina: inibe a formação óssea 
 -Glicocorticóides: estimulam a síntese de esclerostina 
 -Carga sobre o osso: inibe a esclerostina 
Diferenciação dos osteoclastos 
Osteoclastos – endocitose dos produtos de degradação 
Cappariello A et al. Arch Biochem Biophys.2014;558:70-78 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
! 
Fonte: http://depts.washington.edu/bonebio/ASBMRed/growth.html 
Remodelação Óssea 
! 
Fisiologia ósteo-mineral 
 
 -Vitamina D 
VITAMINA D 
 
 
-um grupo de moléculas esteróides 
 derivadas do 7-deidrocolesterol 
 
 
 
 classicamente relacionada : 
 -controle do metabolismo do cálcio 
 -saúde óssea 
 
Fontes Dietéticas Naturais de Vitamina D 
 D3 -colecalciferol D2 - ergocalciferol 
 -peixes gordurosos (100g): -fungos (100g): 
 -salmão: 360 ui cogumelos comestíveis 
 -atum: 240 ui 50 – 2500 UI 
 
St-Arnaud & Demay. In Glorieux. Pediatric Bone – biology & disease. 2003 Elsevier (EUA). 
Fontes Dietéticas Naturais de Vitamina D 
10-20% das necessidades diárias 
St-Arnaud & Demay. In Glorieux. Pediatric Bone – biology & disease. 2003 Elsevier (EUA). 
 D3 -colecalciferol D2 - ergocalciferol 
 -peixes gordurosos (100g): -fungos (100g): 
 -salmão: 360 ui cogumelos comestíveis 
 -atum: 240 ui 50 – 2500 UI 
 
Vitamina D 
 
 Fontes: 
 -dieta: 10-20% 
 -produção endógena: 80-90% 
 
 
 
 
 
St-Arnaud & Demay. In Glorieux. Pediatric Bone – biology & disease. 2003 Elsevier (EUA). 
 ↑ [7-deidrocolesterol] 
 
 
Raios UVB 
7-Deidrocolesterol Pré-vitamina D3 
Absorção do fóton da UVB 
 
 Pré-vitamina D3 Vitamina D3 
 
Isomerização espontânea 
25(OH)Vitamina D 
(calcidiol) 
1ª Hidroxilação 
1-α,25(OH)2 Vitamina D 
(calcitriol) 
2ª Hidroxilação 
Chatterjee. Mutation Research . 2001; 475: 69–88 
Receptor do Calcitriol 
Receptores da Vitamina D – VDR 
 
 VDRs: expressos em quase todas 
 as células humanas1 
 
 
 VDR:calciriol: regula a expressão de cerca 
 de 900 genes humanos (3% do genoma)2 
 
 
 
1- Bouillon et al. Endocr Rev. 2008;29(6):726-76 
2- Wang et al. Mol Endocrinol. 2005;19(11):2685-95. 
 
Vitamina 
1-α,25(OH)2 Vitamina D 
(calcitriol) 
 Vitamina 
 
 Hormônio 
1-α,25(OH)2 Vitamina D 
(calcitriol) 
Regulação da síntese de Vitamina D 
 ↑ [7-deidrocolesterol] 
 
 
Raios UVB 
7-Deidrocolesterol Pré-vitamina D3 
Fóton da UVB 
 
Tempo de exposição ao sol para a síntese de colecalciferol (D3): 
 depende do grau de pigmentação da pele (etnia) 
Ações da Vitamina D 
 
 
 -clássicas (calcêmicas / ósseas) 
 
Intestino  absorção de cálcio (duodeno) e 
de fósforo (jejuno e íleo) 
Osso  reabsorção de cálcio e fósforo 
Túbulo renal proximal  reabsorção de fósforo 
Túbulo renal distal  reabsorção de cálcio 
Ações clássicas da 1,25(OH)2Vitamina D 
(ações calcêmicas) 
 
AÇÕES NÃO-CALCÊMICAS DA VITAMINA D 
Campos do Jordão - SP 
Campos do Jordão - 2015 
Campos do Jordão - 
 no início do século passado: não tão charmosa ... 
Sanatório Santa Cruz 
Campos do Jordão – SP 
Sanatório Popular 
Campos do Jordão 
Sanatório para tratamento da Tuberculose (1920-1940) 
Quartos abertos, com entrada de sol 
Sanatório para tratamento da Tuberculose – 
 1945- Canadá - crianças recebiam banho de solSanatório para tratamento da Tuberculose 
Lactentes em berços para exposição ao sol 
Fort San – Canadá - 1950 
Sanatório para tratamento da Tuberculose – 
Fort San – Canadá - 1945 
Camas para exposição ao sol 
 
 
 -Era pré- antibióticos anti-bacilos 
 
 Tratamento da tuberculose: banhos de sol 
 
 
  Vitamina D: IMUNOMODULADORA 
Vitamina D e Imunomodulação 
 
 
 
 -mamíferos produzem antibióticos naturais contra 
 -vírus 
 -bactérias 
 -fungos 
 -parasitas 
Vitamina D e Imunomodulação 
 
 
-antibióticos naturais dos mamíferos: 
 
 -peptídeos antimicrobianos –AMPs 
 -α e β-defensinas 
 -catelicidina 
 
 -armazenados nos neutrófilos, monócitos, 
 células NK, linfócitos T e B e mastócitos 
 
Gombard et al. FASEB J. 2005; 19(9): 1067 
Vitamina D e Imunomodulação 
 
 
Calcitriol: induz a expressão dos peptídeos 
 anti-microbianos 
 
 
-↓ Calcitriol  ↓ expressão dos AMP’s 
 
 ↑ preedisposição a infecções 
 
 
 
Gombard et al. FASEB J. 2005; 19(9): 1067 
Regulação Auto-imune 
 
 TH 2 
 
 
 
 
 
 
 TH1 
Cantorna & Mahon. Exp Bio Med. 2004; 229: 1136-42. 
Doenças de desregulação auto-imune do tipo celular 
 
 
 -Diabetes Mellitus tipo 1 
 -Artrite Reumatóide 
 -Lupus Eritematoso 
 -Encefalite autoimune 
 -Esclerose múltipla 
 -Doenças inflamatórias intestinais 
 Cantorna M. Prog Biophysics Mol Biol. 2006; 92:60–64 
V
it
am
in
a 
D
 
Outras ações não-calcêmicas da Vitamina D 
Holick M. J Clin Invest. 2006; 116(8): 2062-2072. 
.síntese endógena 
de antibióticos 
.diferenciação, 
proliferação celular 
.anti-oncogênese 
.imunidade inata 
e adaptativa 
.síntese e secreção de 
insulina 
.controle 
hemodinâmico 
Distribuição da 1-α-hidroxilase 
Controle do Ca no organismo 
Metabolismo do Cálcio 
Cálcio: 
 -controle de processos celulares: 
 .contração muscular: 
 músculos esqueléticos, miocárdio 
 .neuro-secreção e exocitose de hormônios 
 .atividade enzimática 
 .coagulação sanguínea 
 .estabilidade de membranas celulares 
 .integridade do tecido esquelético 
 
  controle rígido da concentração sérica 
RINS GI 
OSSO 
Cálcio 
 Paratormônio (PTH) 
 vitamina D [1,25(OH)2D3 ] 
Controle do Cálcio 
HU & Spiegel. J Cell Mol Med. 2007;11(5):908-22. 
Goldsmith et al. J Biol Chem. 1999; 274: 11303–9. 
CaSR Humano 
Sequência de aminoácidos 
CaSR humano 
 
 -7 voltas transmembrana 
 -associado à Proteína G 
 
 
domínio 
extracelular 
venus flytrap 
 
domínio 
transmembrana 
 
domínio 
intracelular 
Dímero estrutural do CaSR 
Huang Y and Zhou Y et al., JBC 2007. 
Dionéia - Dionaea muscipula 
 Venus flytrap 
CaSR – Proteína G: sinalização intracelular 
 células principais da paratireóide 
Yi et al. Endocrinol Metab. 2011;26(1):25-32. 
Sinalização pós-receptor na célula das paratireóides, de acordo com a 
concentração sérica de cálcio 
 
Fonte: Prof Namrata Chhabra 
PTH: regulação precisa da [Ca] 
 age diretamente em dois tecidos-alvo: 
1 - osso 
 2 - rins 
Imagem de terceiros 
PTH ↑ PTH 
↓ 
Imagem de terceiros 
PTH nos rins: mecanismos de ação 
 
 1- regula a excreção urinária de cálcio 
 
Imagem de terceiros 
PTH (no túbulo distal) 
  aumenta a quantidade de canais de Ca 
 na membrana luminal 
Filtração 
10.000 mg/dia 
ATP 
Na++ 
PTH 
Imagem de terceiros 
2- PTH estimula a atividade da 1-alfa-hidroxilase nas células do 
túbulo proximal:  aumenta síntese de calcitriol 
PTH 1-alfa-hidroxilase 
1,25 (OH)2 Vitamina D 
Imagem de terceiros 
Reabsorção tubular de Cálcio 
 Papel das proteínas paracelares – Claudina 16 
Imagem de terceiros 
Vitamina D: aumenta a absorção intestinal de Ca 
1,25 (OH)2 Vitamina D 
Imagem de terceiros 
Ca 
CM 
CB 
Ca++ 
Ca++ 
Ca++ 
CM 
CB 
Ca++ 
Ca++ 
1,25(OH)2-D3 atua no epitélio intestinal - várias etapas: 
Ca++ 
ATP 
ATP 
Imagem de terceiros 
Ca 
CM 
CB 
Ca++ 
Ca++ 
Ca++ 
CM 
CB 
Ca++ 
Ca++ 
-1,25(OH)2-D3: aumenta o número de canais de cálcio na 
membrana luminal ... 
Ca++ 
ATP 
ATP 
Imagem de terceiros 
CM 
CB 
Ca++ 
Ca++ 
Ca++ 
CM 
CB 
Ca++ 
Ca++ 
... aumenta a quantidade de proteínas transportadoras de 
cálcio (calmodulina e calbindina) no citosol ... 
Ca++ 
ATP 
ATP 
Ca 
Imagem de terceiros 
Ca 
... aumenta a quantidade de Ca-ATPase na membrana 
basolateral ... 
CM 
CB 
Ca++ 
Ca++ 
Ca++ 
CM 
CB 
Ca++ 
Ca++ 
Ca++ 
ATP 
ATP 
ATP 
ATP 
Imagem de terceiros 
CM 
CB 
Ca++ 
Ca++ 
Ca++ 
CM 
CB 
Ca++ 
Ca++ 
Ca++ 
ATP 
ATP 
ATP 
ATP 
... aumentando ainda a permeabilidade da junção intercelular de 
Ca, estimulando assim a absorção passiva Imagem de terceiros 
Fósforo: 
 Pi: integridade do tecido esquelético 
 sistema tampão 
 Po: componente essencial de moléculas: 
 DNA, RNA, ATP, fosfolipídeos 
 
 sofre regulação menos rígida que o Ca 
Metabolismo do Fósforo 
P 
K+ 
Na+ 
Na+ 
P P 
Absorção 
 Intestino: duodeno e jejuno 
.difusão passiva 
.transporte ativo: 
-proteína co-transportadora de Na-P (NaPi) 
Imagem de terceiros 
Metabolismo do Fósforo 
 
 
• Reabsorção x Excreção Renal 
 
> 85% reabsorvido nos TC proximal e distal 
 
 
PTH inibe a reabsorção do P via cotransporte Na-P na 
membrana luminal das células do túbulo proximal 
K+ 
Na+ 
Na+ 
P 
PTH 
P 
A- 
FGF-23 
Imagem de terceiros 
Avaliação bioquímico-mineral óssea: 
 
Ponto importante em Pediatria: 
 
 -Fosfatemia é idade-dependente 
 
 Idade Fosfato 
 < 6 meses 4,8 – 7,4 mg/dl 
 6 meses – 5 anos 4,5 - 6,2 mg/dl 
 6 anos – 1 a antes do estirão 3,6 – 5,8 mg/dl 
 > após 2,5 – 4,5 mg/dl 
 
 
 
Distribuição: 
 
65% - esqueleto 
34% - intracelular 
1% - espaço extracelular 
 75-85% - forma iônica ou complexos 
 15-25% - ligados a proteínas 
 
: 
Magnésio 
 
 Ações: 
 -estrutura tridimensional de enzimas 
 -co-fator enzimático 
 -metabolismo energético 
 -relaxamento muscular 
 -vasodilatação 
 -sensibilidade insulínica -regulação da glicemia 
 -regulação da homeostase do PTH 
Magnésio 
 
 Ações: 
 
Funções: 
 -Controla atividade da adenilciclase 
 -secreção do PTH 
 -ação do PTH nas células alvo 
 
Hipomagnesemia pode causar: 
 -hipoparatireoidismo funcional 
 -resistência ao PTH 
 
É um cofator na síntese de DNA e de proteínas 
 -em modelos animais: deficiência de Mg pode causar 
teratogênese 
 
Magnésio 
Alguns exemplos de distúrbios fisiopatológicos do 
metabolismo ósteo-mineral 
.TNF 
.TGF-β 
.IL-1, IL-6, 
.IL-11 
.MSC-F 
Adapted from 
 -Boyle WJ et al. Nature 2003; 423:337-342. 
-Hofbauer LC, Shopper MI. JAMA 2004; 490-495. 
PGE 
NO 
SOST 
Fisiopatologia doProcesso Inflamatório 
 -liberação de citocinas inflamatórias 
Aaron J, Choi Y. Bone versus immune system. Nature 2000; 408: 535–536. 
Processo Inflamatório: 
 impacto na fisiologia óssea 
Expressão do RANK-ligante pela célula T 
Fisiopatologia da lesão osteo-articular na Artrite Reumatóide 
Jones et al. J Clin Invest. 2011;121(7):2534–2542 
Obesidade e Distúrbios da Fisiologia Óssea 
 
 
Obesidade e Distúrbios da Fisiologia Óssea 
 
 
-Conceito prévio: 
 ↑ massa adiposa  ↑ massa óssea 
 
 -efeito de carga - ↑ massa óssea 
 -efeito metabólico estrogênico: 
 -integridade dos osteoblastos 
 -inibe atividade dos osteoclastos 
 
 
Mobley SL et al. J Bone Miner Res 2005;20:S34. 
Goulding A et al. J Bone Miner Res 2005; 20(12): 2090-2096. 
Janicka A et al. J Clin Endocrinol Metab 2007; 92(1): 143-147. 
Obesidade e Distúrbios da Fisiologia Óssea 
 
 
 
-Crianças e adolescentes obesos: 
 -↑ frequência de fraturas 
 -↓ massa óssea 
 
 
  Tecido adiposo é exclusivo protetor da massa óssea ? 
Mobley SL et al. J Bone Miner Res 2005;20:S34. 
Goulding A et al. J Bone Miner Res 2005; 20(12): 2090-2096. 
Janicka A et al. J Clin Endocrinol Metab 2007; 92(1): 143-147. 
Obesidade e istúrbios da Fisiologia Óssea 
 
Atividade pró-inflamatória no tecido adiposo 
Sanz, J. et al. J Am Coll Cardiol 2008;51:944-955 
Doenças Inflamatórias e Distúrbios da Fisiologia Óssea 
 
 
-Conceito prévio: 
 ↑ massa adiposa  ↑ massa óssea 
 
 
-Conceito atual: 
 Tecido adiposo: 
 -efeito de carga - ↑ massa óssea 
 -efeito metabólico - 
 .estrogênico: ↑ massa óssea 
 .inflamatório: ↓ ↓ massa óssea 
 
Mobley SL et al. J Bone Miner Res 2005;20:S34. 
Goulding A et al. J Bone Miner Res 2005; 20(12): 2090-2096. 
Janicka A et al. J Clin Endocrinol Metab 2007; 92(1): 143-147. 
Fonte:https://www.flickr.com/photos/xerones/4856347990/ 
Organismo humano: uma tabela periódica personalizada 
Nutrição 
 
 Os vários componentes da dieta são essenciais à 
homeostase da massa óssea 
 
 -macronutrientes: carboidratos 
 protéínas 
 lipídeos 
 -minerais e elementos traços: Ca, P, Mg, Zn, Cu, ... 
 -vitaminas: A, B12, C, D, E, K 
 -H2O 
Ilich & Kersteter. J Am Coll Nutr.2000;19(6):715-37. 
Orientação dietética 
 
.assegurar as necessidades de macro e micronutrientes de 
acordo com a faixa etária 
 .discutir os hábitos alimentares 
 
.evitar excesso de Na 
 Na e Ca partilham mesmo sistema de transporte nos 
túbulos proximais 
 hipernatremia  hipernatriúria  hipercalciúria 
 Navidi M et al. J Appl Physiol (1985). 1995;78(1):70-5 
Wigertz K et al. Am J Clin Nutr. 2005;81(4):845–850 
Golden NH et al. Pediatrics.2014;134(4):e1229-43. 
Orientação dietética 
 
-Fósforo: 
 encontrado em alimentos protéicos 
 -carnes, leites, grãos leguminosos e cereais 
 
-Magnésio: 
 encontrado em todos os grupos de alimentos, 
 em especial: folhas verdes, castanhas e grãos 
 
 deficiência nutricional isolada desses elementos é incomum 
 geralmente decorrente de alterações absortivas intestinais / 
reabsortivas renais 
Institute of Medicine - USA, 2011 
Necessidades diárias de cálcio 
Idade 
Ingestão diária recomendada de cálcio 
(em mg/dia) 
Sexo 
Masculino 
Sexo 
Feminino 
Gestantes e 
Lactantes 
0 a 6 meses 200 200 
7 meses a 
1 ano 
260 260 
1 a 3 anos 700 700 
4 a 8 anos 1.000 1.000 
9 a 18 anos 1.300 1.000 
14 – 18 anos: 
1.300 
19 – 50 anos 1.000 1.000 1.000 
51 a 70 anos 1.000 1.200 
> 71 anos 1.200 1.200 
Institute of Medicine - USA, 2011 
Alimento Medida 
Quantidade de 
Cálcio 
Leite de vaca 1 copo (300 mL) 345 mg 
Leite de cabra 1 copo (300 mL) 550 mg 
Queijo Minas fresco 1 fatia (15 g) 105 mg 
 Iogurte natural integral 1 pote (180 mg) 280 mg 
Sardinha conserva 
(com espinha) 
100 g 375 mg 
Brócolis cru 
 cozido 
 50 g 206 mg 
 65 mg 
Couve crua 
Folha de abóbora crua 
 50 g 
 50 g 
 102 mg 
 238 mg 
Castanha do Pará 50 g 99 mg 
Quantidade de cálcio nos principais alimentos-fonte 
 vegetais: cálcio de baixa biodisponibilidade 
! 
Atividade Física 
 
 Carga mecânica aplicada sobre os ossos 
  fundamental à homeostase esquelética 
 
 .impacto direto sobre o osso 
 .contração muscular 
  tensão sobre o tecido ósseo 
 
 osteócitos: sensores ósseos 
 traduzem o sinal mecânico em sinais bioquímicos 
que regulam a formação/remodelação óssea 
Bonewald LF. J Bone Miner Res.2011;26(2):229-38. 
Atividade física X geometria e conteúdo mineral ósseo 
 
 -promove maior: 
 .área transversal 
 .espessura pericortical 
 .conteúdo mineral 
 no osso cortical 
 
 
 Imagem: úmeros dominante 
 e não-dominante de jogador 
 de baseball 
 
Janz KF et al. Bone.2007;41(2):216–22. 
Michalopoulou M et al. Metabolism. 2013;62(12):1811-8. 
Proc Natl Acad Sci U S A. 2014 8;111(14):5337-42 
Atividade física e dinâmica óssea 
Atividade física x Esportes na aquisição de massa óssea 
Há um esporte melhor para a massa óssea? 
Mensagem Final 
 
 
-conhecer a fisiologia é fundamental para ... 
 
 .assegurar a adequada aquisição de 
 massa óssea na fase de crescimento 
 
 .evitar distúrbios da massa óssea em outras etapas da vida 
 
 .entender a variabilidade do normal 
 
 .suspeitar ou reconhecer a anormalidade 
 
 .saber onde e como intervir: prevenção / tratamento