Equilíbrio do Cálcio

Prévia do material em texto

Equilíbrio do Cálcio
Vanessa Silva - Fisiologia 
3
 A maior parte do cálcio do corpo – 99%, ou aproximadamente 1,1 kg – é encontrada nos ossos. Entretanto, esse pool é relativamente estável, por isso é a menor fração corporal de cálcio não ósseo que é mais crítica para o funcionamento fisiológico.
FUNÇOES FISIOLOGICAS DO CALCIO
1. O Ca2+ é uma molécula de sinalização importante. O movimento de Ca2+ de um compartimento corporal para outro cria sinais de Ca2+. O cálcio que entra no citoplasma inicia a exocitose de vesículas sinápticas e secretoras, a contração de fibras musculares ou altera a atividade de enzimas e transportadores. A remoção de Ca2+ do citoplasma requer transporte ativo. 
2. O Ca2+ é parte do cimento intercelular que mantém unidas as junções apertadas. 
3. O Ca2+ é um cofator na cascata de coagulação. Embora o Ca2+ seja essencial para a coagulação sanguínea, as concentrações corporais de Ca2+ nunca diminuem a ponto de a coagulação ser inibida. Entretanto, a remoção de Ca2+ de uma amostra de sangue prevenirá que a amostra coagule dentro do tubo de teste.
4. As concentrações plasmáticas de Ca2+ afetam a excitabilidade dos neurônios. Essa função do Ca2+ ainda não havia sido abordada anteriormente neste texto, mas é a função mais óbvia nas disfunções relacionadas ao Ca2+. Se a concentração plasmática de Ca2+ diminui (hipocalcemia), a permeabilidade neuronal ao Na+ aumenta, os neurônios despolarizam, e o sistema nervoso torna-se hiperexcitável. Nessa forma mais extrema, a hipocalcemia causa contração sustentada (tetania) dos músculos respiratórios, resultando em asfixia. A hipercalcemia tem o efeito oposto, causando uma diminuição da atividade neuromuscular.
As concentrações de cálcio no plasma são rigorosamente reguladas
Devido ao cálcio ser tão importante para diversas funções fisiológicas, a concentração plasmática de Ca2+ é estreitamente regulada. 
A homeostasia do cálcio segue o princípio de balanço de massa: 
	
Cálcio corporal total = entrada - saída
Cálcio corporal total é todo o cálcio presente no corpo, distribuído ao longo dos três compartimentos: Líquido extracelular, Ca2+ intracelular e matriz extracelular (osso).
Líquido Extracelular
O Ca2+ ionizado é concentrado no LEC
No plasma, cerca da metade do Ca2+ está ligado a proteínas plasmáticas e a outras moléculas 
O Ca2+ não ligado é livre para se difundir através das membranas pelos canais de Ca2+ abertos
A [ ] plasmática total de Ca2+ é de cerca de 2,5 mM
Ca2+ Intracelular
A [ ] é de cerca de 0,001 Mm livre no citosol
Além disso, o cálcio está concentrado no interior da mitocôndria e do retículo sarcoplasmático. 
Os gradientes eletroquímicos favorecem o movimento de Ca2+ para o citosol quando os canais de Ca2+ abrem.
Matriz extracelular (osso)
O osso é o maior reservatório de Ca2+ no corpo, com grande parte do Ca2+ do osso em forma de cristais de hidroxiapatita. 
O Ca2+ ósseo forma um reservatório que pode ser aproveitado para manter a homeostasia plasmática do Ca2+. 
Em geral, somente uma pequena fração do Ca2+ apresenta-se da forma ionizada e facilmente permutável, e esse pool permanece em equilíbrio com o Ca2+ do líquido intersticial.
Entrada é o cálcio ingerido na dieta e absorvido no intestino delgado. 
Somente cerca de um terço do cálcio ingerido é absorvido, e, diferentemente de outros nutrientes, a absorção de cálcio é regulada hormonalmente. 
Muitas pessoas não ingerem quantidades suficientes de alimentos que contêm Ca2+, no entanto, a entrada pode não coincidir com a saída. 
A absorção intestinal de cálcio é aparentemente transcelular e paracelular (entre as células). O transporte transcelular é realizado pela entrada no enterócito via canais apicais de Ca2+ (TRPV6, também chamado de ECaC). Uma vez dentro da célula, o Ca2+ liga-se a uma proteína, chamada de calbindina, que ajuda a manter baixa a (Ca2+) livre intracelular. Isso é necessário devido ao papel do Ca2+ livre como uma molécula de sinalização intracelular. 
Na região basolateral da célula, o Ca2+ sai por um trocador de Na+-Ca2+ (NCX) e por transportadores Ca2+-ATPase. 
OBS: A absorção transcelular é regulada hormonalmente, a absorção paracelular não é regulada. 
3. Saída, ou perda de Ca2+ pelo corpo, ocorre principalmente pelos rins, com uma pequena quantidade excretada pelas fezes. O Ca2+ ionizado é livremente filtrado no glomérulo e então reabsorvido ao longo do comprimento do néfron. A reabsorção hormonalmente regulada ocorre somente no néfron distal e utiliza transportadores similares àqueles encontrados no intestino. Não há transporte paracelular nos rins.
Três hormônios controlam o equilíbrio de cálcio
Três hormônios regulam o movimento de Ca2+ entre osso, rim e intestino: 
· Hormônio da paratireoide
· Calcitriol (vitamina D3) 
· Calcitonina
Destes, o hormônio da paratireoide e o calcitriol são os mais importantes em seres humanos adultos.
HORMONIOS DA PARATIREOIDE
A ausência do hormônio da paratireoide causa tetania hipocalcêmica e paralisia respiratória.
Secretados através de quatro pequenas glândulas paratireoides que repousam sobre a superfície dorsal da glândula tireoide. 
Hormônio da paratireoide (PTH) (também chamado de paratormônio), um peptídeo que possui função principal de aumentar as concentrações plasmáticas de Ca2+.
O estímulo para a liberação do PTH é a diminuição das concentrações plasmáticas de Ca2+, monitorada por um receptor sensível ao Ca2+ (CaSR, do inglês, Ca2+-sensing receptor), localizado na membrana celular. 
O CaSR, um receptor acoplado à proteína G, foi o primeiro receptor de membrana identificado cujo ligante era um íon, em vez de uma molécula orgânica.
O PTH atua no osso, no rim e no intestino para aumentar as concentrações plasmáticas de Ca2+. 
O Ca2+ plasmático elevado atua como retroalimentação negativa e desliga a secreção de PTH. O hormônio da paratireoide aumenta o Ca2+ plasmático de três formas:
O PTH mobiliza cálcio dos ossos. O aumento da reabsorção óssea pelos osteoclastos leva aproximadamente 12 horas para se tornar mensurável. Curiosamente, embora os osteoclastos sejam responsáveis por dissolver a matriz calcificada e serem um alvo lógico para o PTH, eles não possuem receptores para PTH. Em vez disso, os efeitos do PTH são mediados por um conjunto de moléculas parácrinas, incluindo a osteoprotegerina (OPG) e um fator de diferenciação de osteoclastos, chamado de RANKL. Esses fatores parácrinos estão sendo intensamente investigados como agentes farmacológicos em potencial. No final de 2010, um inibidor da RNAKL, chamado de denosumab, foi aprovado para o tratamento de condições com excessiva perda óssea. 
2. O PTH aumenta a reabsorção renal de cálcio. Como mencionamos previamente, a reabsorção regulada de Ca2+ ocorre no néfron distal. O PTH aumenta simultaneamente a excreção renal do fosfato, reduzindo sua reabsorção. Os efeitos opostos do PTH sobre o cálcio e o fosfato são necessários para manter suas concentrações combinadas abaixo de um nível crítico. Se as concentrações excedem tal nível, formam-se cristais de fosfato de cálcio que precipitam fora da solução. As elevadas concentrações de fosfato de cálcio na urina são uma das causas da formação de cálculos renais. 
3. O PTH aumenta indiretamente a absorção intestinal de cálcio pela sua influência na vitamina D3.
CALCITRIOL
A absorção intestinal de cálcio é estimulada pela ação de um hormônio conhecido como 1,25-di-hidroxicolecalciferol ou 1,25(OH)2D3, também conhecido como calcitriol ou vitamina D3. 
O corpo forma calcitriol a partir da vitamina D que foi obtida pela dieta ou sintetizada na pele pela ação da luz solar sob os precursores formados a partir de acetil-CoA. As pessoas que vivem acima de 37° graus de latitude ao norte ou abaixo de 37° graus de latitude ao sul não recebem luz solar o suficiente para produzir quantidades adequadas de vitamina D, exceto no verão, e devem considerar tomar suplementos vitamínicos. 
A vitamina D é modificada em dois passos – primeiro no fígado, e então nos rins – para formar a vitamina D3 ou calcitriol. O calcitriolé o principal hormônio responsável por aumentar a absorção de Ca2+ a partir do intestino delgado. Além disso, o calcitriol facilita a reabsorção renal de Ca2+ e ajuda a mobilizar Ca2+ para fora do osso. A produção de calcitriol é regulada no rim por ação do PTH. Concentrações plasmáticas diminuídas de Ca2+ estimulam a secreção de PTH, que estimula a síntese de calcitriol.
A absorção renal e intestinal de Ca2+ aumenta o Ca2+ sanguíneo, desligando o PTH em uma alça de retroalimentação negativa, que diminui a síntese de calcitriol. 
A prolactina, o hormônio responsável pela produção do leite em mulheres que estão amamentando (lactantes), também estimula a síntese de calcitriol. Essa ação assegura a absorção máxima de Ca2+ a partir da dieta em um momento em que a demanda metabólica para Ca2+ está alta.
Calcitonina
O terceiro hormônio envolvido no metabolismo de cálcio é a calcitonina, um peptídeo produzido pelas células C da tireoide. 
As suas ações são opostas às do hormônio da paratireoide. A calcitonina é liberada quando as concentrações plasmáticas de Ca2+ aumentam. Experimentos realizados em animais mostram que a calcitonina diminui a reabsorção óssea e aumenta a excreção renal de cálcio. 
A calcitonina aparentemente desempenha um papel secundário no equilíbrio diário do cálcio em seres humanos adultos. Os pacientes cujas glândulas tireoides foram removidas não mostram nenhum distúrbio no equilíbrio do cálcio, e pessoas com tumores na tireoide que secretam grandes quantidades de calcitonina também não apresentam efeitos nocivos. 
A calcitonina tem sido utilizada medicamente para tratar pacientes com doença de Paget, uma condição ligada à genética na qual os osteoclastos são superativos e o osso se torna enfraquecido devido à reabsorção. A calcitonina nesses pacientes estabiliza a perda óssea anormal, levando os cientistas a especularem que esse hormônio é mais importante durante o crescimento na infância, quando uma deposição óssea líquida é necessária, e durante a gestação e a lactação, quando o corpo da mãe precisa de suprimento de cálcio para ela e para o seu filho.
As homeostasias do cálcio e do fosfato estão associadas
A homeostasia do fosfato é intimamente relacionada à homeostasia do cálcio. 
O fosfato é o segundo ingrediente principal da hidroxiapatita no osso, Ca10(PO4)6(OH)2, e grande parte do fosfato presente no corpo humano é encontrado no osso. Entretanto, os fosfatos possuem outros importantes papeis fisiológicos, incluindo a transferência e o armazenamento de energia em ligações de fosfato de alta energia, e a ativação ou desativação de enzimas, transportadores e canais iônicos via fosforilação e desfosforilação. Os fosfatos também fazem parte da estrutura do DNA e do RNA. 
A homeostasia do fosfato é paralela à do Ca2+. 
O fosfato é absorvido no intestino, filtrado e reabsorvido nos rins e distribuído entre o osso, o LEC e os compartimentos intracelulares. A vitamina D3 facilita a absorção intestinal de fosfato. A excreção renal é afetada tanto pelo PTH (que promove a excreção de fosfato) como pela vitamina D3 (que promove a reabsorção de fosfato).
REFERENCIAS
Fisiologia Humana – Uma Abordagem Integrada – Silverthorn, 7ª ed.