Aula 4 - Metabolismo do cálcio, fósforo e hormônios relacionados

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CÁLCIO, VITAMINA D E FÓSFORO:
METABOLISMO, FUNÇÕES, BIODISPONIBILIDADE,
NECESSIDADES E RECOMENDAÇÕES NUTRICIONAIS
Prof. Sheila Moreira da Silva Guimarães
Cálcio
Mineral mais abundante do corpo
Representa cerca de 2% do peso corporal total
Ossos e dentes 99% do cálcio do corpo 
O restantes (1%) distribuído em fluidos intra
e extracelulares
MUITO IMPORTANTE PARA O METABOLISMO
Cálcio: digestão
Disponível em 
alimentos como sais 
de cálcio insolúvel 
Solubilizado em pH 
ácido, como no 
estômago
A solubilidade não 
garante a absorção 
pela interação do 
cálcio livre com outros 
componentes 
dietéticos 
Cálcio: absorção
Calcitriol (vitamina D 
ativa)
Paratormonio (PTH)
Calbindina
CBP
Cálcio
Cálcio
Concentrações séricas 
baixas de Cálcio 
ionizado
Dieta pobre em cálcio
Crescimento, gravidez 
e lactação aumentam 
a absorção
Proteína de transporte
Enzima Ca2+ -
Mg2+-ATPase
Extração
Estimulada pela 
vitamina D
Via 1 – Duodeno 
e jejuno com 
utilização de 
energia e 
transportador
Estímulos via 1
Cálcio: absorção
Cálcio
Cálcio
Via 2 – Jejuno e 
íleo sem 
utilização de 
energia ou 
transportador
Cálcio
Cálcio
Cálcio
Cálcio
Transporte entre 
junções de células
Processo estimulado 
por grandes 
concentrações de 
cálcio no lúmen 
intestinal
Estudo de Suzuki e Hara, 2004 mostraram 
que alguns carboidratos não digeríveis 
melhoram esta via de absorção de cálcio.
Cálcio
Transporte paracelular
4 a 10% do cálcio dietético é absorvido pelo cólon através 
da liberação de cálcio preso à fibras, como as pectinas, 
no processo de fermentação pelas bactérias intestinais. 
Cálcio
Estímulo via 2
Cálcio: biodisponibilidade
40% Albumina
10% forma complexo de sulfato, 
fosfato ou citrato
50% forma livre (ionizado no sangue)
Urina
FezesSuor
Maioria filtrada 
e reabsorvida
Fatores dietéticos aumentam excreção 
renal de Ca. Ingestão elevada de 
proteína, sal, cafeína...
EFEITO AGUDO DA CAFEÍNA NA EXCREÇÃO 
URINÁRIA DE CÁLCIO
Excreção Urinária Ingestão de cafeína (mg/dia )
0 100 200 300
Excreção de cálcio 
em 4h (mmol) 0,64 0,67 0,81 0,92**
Excreção
A biodisponibilidade desse mineral irá 
depender de uma série de fatores como 
a fase da vida, absorção, interação com 
medicamentos e nutrientes.
Cálcio: fatores que influenciam
Nutrientes/substâncias 
promovem absorção do cálcio
Nutrientes/substâncias inibidores 
da absorção de cálcio
Vitamina D Fibra
Açúcares e açúcares do álcool Fitato
Proteínas Oxalato (quelante)
Cátions bivalentes excessivos (Zn)
Ácidos graxos não absorvidos
Nutrientes promotores da 
excreção urinária de cálcio
Nutrientes cuja absorção pode 
ser inibida pelo excesso de 
cálcio
Sódio Ferro
Proteína (excesso) Ácidos graxos
Cafeína
Oxalato
Quela o cálcio 
e reduz 
absorção
Encontrado 
em: frutas 
(morango, 
amora, 
framboesa); 
hortaliças: 
espinafre, 
beterraba, 
berinjela; 
nozes; bebidas 
(chá, cacau...). 
Cálcio: regulação
Concentrações 
séricas de cálcio 
Paratireoide: PTH
Nos rins, o PTH 
aumenta síntese de 
calcitriol (vitamina D)
Aumenta 
reabsorção de 
cálcio renal
Através da calbindina
(ptn transportadora)
Aumenta 
absorção de 
cálcio intestinal
PTH interage com 
receptotes de 
osteoblastos
Objetivo final aumentar as 
concentrações séricas de cálcio
Levam a 
ativação dos 
osteoclastos
estimula
tireoide: 
Calcitonina
Inibição de 
osteoclastos
Função 
inversa ao 
PTH
2
1
3
4
5
Já o aumento das 
concentrações 
séricas de Cálcio
Cálcio: funções
regiões trabecular e cortical 
Cálcio, fósforo, magnésio, 
potássio, sódio, estrôncio, 
grupos hidroxilas e proteínas 
(principalmente colágeno)
Cálcio facilita 
interação entre 
proteínas 
99% osso e dentes
Cálcio não ósseo - Representam 1% do cálcio
Menos de 0,5 % do Cálcio total são 
responsáveis por várias funções regulatórias.
Ionizado livre (40-45% do total):
Forma fisiologicamente ativa.
Mantido em níveis constantes.
Mineralização óssea
trabecular
cortical
Cálcio não ósseo: funções
Coagulação sanguínea – ativação da fosfolipase A2 e ácido 
araquidônico 
Condução nervosa – via acetilcolina – influxo de sódio
Contração muscular – ligação com proteínas 
Regulação enzimática – ativa proteína quinase
Permeabilidade de membrana
• Ingestão adequada de Ca até o mometo do pico de massa;
• Crianças em fase de crescimento absorvem até 75% do cálcio;
dietético. Enquanto que adultos absorvem, em média, 30%;
• Interação alimento e interação medicamentos.
Cálcio: necessidades nutricionais
Depende de:
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Cálcio (mg): referência IOM, DRI, 2011
Grupos
1 a 3 
anos
4 a 8 
anos
9 a 13 
anos
14 a 18 
anos
19 a 30 
anos
31 a 50
anos
51 a 70 
anos
> 70 
anos
Crianças 700 1000
Mulheres 1300 1300 1000 1000 1200 1200
Homens 1300 1300 1000 1000 1000 1200
Gestantes 1300 1000 1000
Lactantes 1300 1000 1000
Istitute of Medicine (IOM), 2011.
Dietary Reference Intakes (DRIs): Recommended Dietary Allowances and Adequate Intakes, Elements
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Cálcio: Biodisponibilidade de cálcio em alguns alimentos
Weaver CM and Heaney RP. Calcium in human health. Totowa, NJ: Humana Press; 
c2006. Chapter 9, Food sources, supplements and bioavailability; p. 129-42.
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Cálcio: necessidades nutricionais – no prato
200 mL de leite desnatado 
2 fatias de queijo minas (40 g) 
200 g de iogurte natural desnatado 
60 g de brócolis cozido
60 g de couve refogada
1150 mg de cálcio
Recomendações: RDA /2011, (1000 mg/dia). 
Vitamina D
Estruturalmente deriva de um esteroide – 4 anéis 
Estruturalmente deriva de um sacoesteroide – um anel quebrado – 3 intactos 
Substância cristalina solúvel em gorduras
Vitamina D: fontes
Glândulas sebáceas, secretado na superfície da pele
Colesterol 7-dehidrocolesterol
Ergosterol 
Colecalciferol
ou
Vitamina D3
UVB
Maior fonte de vitamina D
Fungos, 
leveduras e 
plantas
Vitamina D: fontes
Alimentos de origem animal
Laticínios
Peixes de água salgada
Colecalciferol
ou
Vitamina D3
Vitamina D dietética: absorção e transporte
Colecalciferol
Vitamina D3 
provenientes da 
alimentação
Gorduras 
Sais biliares
Cerca de 50% da vitamina 
D3 da alimentação é 
absorvida nos enterócitos
Segue pela 
circulação linfática
Incorporada aos 
quilomícrons
2
1
3
4
5
6
Vitamina D epitelial: absorção e transporte
Colecalciferol
Vitamina D3
Pele
Se funde 
para a 
circulação
Se liga a PTN de 
transporte DBP
Desloca-se 
ao fígado 
Mas também 
captada por 
outros tecidos 
Os dois mecanismos 
de transporte mantém 
o equilíbrio das 
concentrações de 
vitamina D pelo corpo
2
1
3
4
5
1 - Colecalciferol
ou
Vitamina D3
25-hidroxilase
Calcidiol
Ou
25-OH D3
1 hidroxilase
Vitamina D: metabolismo
Sofre hidroxilação
Sofre 2ª hidroxilação
Forma liberada na circulação 
sanguínea e reflete o estado 
nutricional da vitamina D
1,25-(OH)2 D3
Calcitriol
Calcitriol
Vitamina D ativa
Biodisponível para 
outros tecidos
Atividade da 1 hidroxilase
influenciada por:
• PTH;
• Baixas concentrações de 
cálcio;
• Baixas concentrações de 
calcitriol;
• Baixa ingestão de 
fósforo.
2
1
3
4
5
Vitamina D: funções
Promove a 
homeostase 
do cálcio
Ação genômica Receptor de vitamina D nuclear (VDR) influenciando a 
transcrição gênica
Tecidos alvos: intestino, ossos, paratireoide, fígado e 
células beta pancreáticas
Liberação de PTH - Mobilização de cálcio e fósforo no osso
Absorção de cálcio e de fósforo pelo intestino
Depósito de cálcio no tecido ósseo
Diferenciação e proliferação celular celular
Regulação da pressão arterial
Reabsorção renal de cálcio
Imunidade (VDR identificados noslinfócitos T)
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Vitamina D (µg): referência IOM, DRI: RDA 2011
Grupos
1 a 3 
anos
4 a 8 
anos
9 a 13 
anos
14 a 18 
anos
19 a 30 
anos
31 a 50
anos
51 a 70 
anos
> 70 
anos
Crianças 15 15
Mulheres 15 15 15 15 15 20
Homens 15 15 15 15 15 20
Gestantes 15 15 15
Lactantes 15 15 15
Istitute of Medicine (IOM), 2011.
Dietary Reference Intakes (DRIs): Recommended Dietary Allowances and Adequate Intakes, Vitamins
Vitamina D: quantidade em alimentos
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Vitamina D: referências ingestão dietética – no prato
100 g de sardinha em lata
1 ovo
17 μg de vitamina D 
Recomendações: 15 μg de vitamina D para adulto.
Dietary Reference Intakes (DRIs): Recommended Dietary Allowances and 
Adequate Intakes, Vitamins
Maior fonte é a epitelial em países tropicais – Alimentação não é tão simples 
de atingir a referencia de ingestão dietética 
Fósforo
Segundo mineral mais abundante do corpo
Fósforo corporal total
85% nos 
ossos 
1% sangue e 
fluidos 
corporais 
14% tecidos 
moles como 
músculos
Fósforo: absorção
50 à 70% do fósforo 
dietético é absorvido
Fosfolipases
hidrolisam forma 
orgânica ligada
Produtos animais: Máxima 
absorção
Forma inorgânica
Transporte ativo 
dependente de 
calcitriol (vit. D)
Ocorre no 
duodeno e 
jejuno
Produtos contendo fitato: 
mínima absorção
Difusão facilitada 
dependente de 
concentração
Fósforo: fatores que influenciam a absorção
Positivamente Negativamente
Vitamina D 
(calcitriol)
Fitato – principal forma 
de fosfato em grãos e 
leguminosas
Consumo excessivo 
de :
Magnésio
Cálcio
Alumínio
Formam complexos
Biodisponibilidade de 
fósforo pobre uma 
vez que a digestão 
de mamíferos não 
tem fitase (enzima)
Fitatos formam 
complexo com 
cátions (zinco, cálcio 
e ferro) e impedem 
sua absorção
Fósforo: transporte e armazenamento
Absorvido no intestino 
e diretamente para o 
sangue
Sangue: 
encontrado na 
forma orgânica 
e inorgânica
30% restantes, a maioria 
está livre ou complexado 
ao Na, Ca e Mg
15% ligado a proteínas
70% orgânico
Fosfolipídios e 
lipoproteínas
Fósforo: funções
Mineralização 
óssea
Forma de fosfato de cálcio 
Reduz as concentrações de 
fósforo no sangue
Forma cristais de hidroxiapatita que é depositada no 
colágeno 
Calcitonina (hormônio):
Promove o uso do fósforo na 
mineralização óssea
PTH e Calcitriol (vitamina D):
Promove a reabsorção do 
fosfato dos ossos.
Regulação do fósforo
Aumentam as concentrações 
de fósforo no sangue
PTH: estimula a excreção 
urinária de fósforo e aumenta 
reabsorção de cálcio
Calcitriol: aumenta a 
absorção intestinal de fosfato.
Efeito fosfatúrico é importante 
para evitar a complexação do 
cálcio com o fósforo, diminuindo 
a disponibilidade de cálcio livre. 
Fósforo: funções
Componente do DNA e RNA Forma a base linear dessas moléculas
Armazenamento e transferência de fosfato de alta 
energia 
Adenosina Trifosfato - ATP
Fosfocreatina
Síntese de glicogênio Uridina trifosfato (UTP)
Atividades enzimáticas Parte do monofosfato de adenosina cíclico 
(cAMP)
Fosforilação e desfosforilação de proteínas
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Fósforo (mg): referência IOM, DRI: RDA 2011
Grupos
1 a 3 
anos
4 a 8 
anos
9 a 13 
anos
14 a 18 
anos
19 a 30 
anos
31 a 50
anos
51 a 70 
anos
> 70 
anos
Crianças 460 500
Mulheres 1250 1250 700 700 700 700
Homens 1250 1250 700 700 700 700
Gestantes 1250 700 700
Lactantes 1250 700 700
Istitute of Medicine (IOM), 2011.
Dietary Reference Intakes (DRIs): Recommended Dietary Allowances and Adequate Intakes, Elements
Uma porção: 
Aproximadamente 
200 a 350 mg
80 gramas: 
Aproximadamente 
150a 250 mg
1Unidadade: 
aproximadamente 
100 mg
Fósforo: quantidade em alimentos
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Fósforo: necessidades nutricionais – no prato
200 mL de leite
1 ovo 700 mg de fósforo 
85g de carne
Recomendações: RDA /2011 (700 mg) 
Dietary Reference Intakes (DRIs): Recommended Dietary Allowances and Adequate Intakes, Elements
Considerações finais
Fases da vida;
Aspectos fisiopatológicos; 
Absorção; 
Interação medicamentos e nutrientes,
Alguns fatores precisam ser explorados e conhecidos 
Por exemplo...
Suzuki T1, Hara H. Various nondigestible saccharides open a paracellular calcium
transport pathway with the induction of intracellular calcium signaling in human
intestinal Caco-2 cells. J Nutr. 2004 Aug;134(8):1935-41.
Gropper SS, Smith JL, Groff JL. Nutrição avançada e metabolismo humano. São 
Paulo – SP. Cengage Learning, 2011.
IOM. Dietary Reference Intakes for Calcium and Vitamin D. Washington D.C. 
National Academy Press, 2011. 1132p.
Dolinsky M. Recomendações Nutricionias e Prevenção de Doenças. São Paulo –
SP. Roca, 2011.
Weaver CM and Heaney RP. Calcium in human health. Totowa, NJ: Humana Press; 
c2006. Chapter 9, Food sources, supplements and bioavailability; p. 129-42.
Referências bibliográficas:
Cozzolino,Silvia M. Franciscato. Biodisponibilidade De Nutrientes - 5ª Ed. Editora 
MANOLE, 2016.