Metabolismo osteomineral - cálcio e fósforo

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1 Beatriz Erdtmann Silveira – Medicina UniFacimed - TXIX 
Bioquímica – Prof. Luís Fernando – Aula 06 
Metabolismo osteomineral – cálcio e fosfato 
Marcadores do metabolismo ósseo – 
• Osteocalcina 
• Pró-peptídeos do colágeno 
• Hidroxiprolina urinária 
• Hidroxilisina-glicada urinária 
• Piridinolina 
• Deoxipiridinolina 
• Sialo-proteína óssea 
• Fosfatase ácida tartarato-resistente 
Sais minerais inorgânicos cristalinos – 
fosfato de cálcio + carbonato de cálcio = 
cristais de hidroxiapatita + fosfato de 
cálcio amorfo 
• 75% do peso ósseo 
• A deposição desses sais fortalece a 
estrutura óssea 
Matriz orgânica – fibras colágenas (com 
prolina e hidroxiprolina) + substância 
básica (LEC, albumina, mucoproteína, 
sulfato de controitina, ácido hialurônico, 
osteocalcina, lipídeos, peptídeos e 
citrato) 
O osso está em estado DINÂMICO 
• Influências hormonais 
CÉLULAS ESPECIALIZADAS 
 Osteoblastos – síntese óssea 
• Capacidade secretora 
• Cadeia proteicas ricas em aa 
• Precursores de colágeno 
• Formação de osteóide – o 
precursor não calcificado do osso 
• Influencia – GH e fosfatase óssea 
• Possuem receptores de PTH, 
vitamina D e estrogênio – induzem a 
síntese = regulação e 
remodelagem óssea 
Osteoclastos – reabsorção óssea pela 
solubilização da matriz óssea calcificada 
• Reparam fraturas ou mobilizam íons 
de cálcio 
• Controle – PTH – estimula a 
secreção de enzimas proteolíticas e 
ácidos orgânicos 
Osteócitos – estado de repouso – síntese 
de pequenas quantidades de matriz 
óssea apenas para manter a integridade 
óssea 
• Estímulo – fatores humorais locais e 
sistêmicos – atividade blástica ou 
lítica/ clássica 
CÁLCIO 
Presente no esqueleto (maior parte), 
tecidos moles e LEC 
Cristais de hidroxiapatita = cálcio + fósforo 
+ hidróxido 
Cálcio urinário – reflete a absorção 
intestinal e óssea, a filtração e a 
reabsorção tubular renal 
_________________FUNÇÕES FISIOLÓGICAS 
Cálcio intracelular – 
• Condução neuromuscular 
• Manutenção do tono normal 
• Condução e relaxamento do 
músculo esquelético e cardíaco 
• Regulação das glândulas 
endócrinas e exócrinas 
 
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• Preservação da integridade da 
membrana (permeabilidade) 
• Metabolismo de glicogênio 
• Processo da visão 
• Eventos celulares envolvendo a 
ligação do cálcio com a 
calmodulina 
Cálcio extracelular – 
• Mineralização óssea 
• Mecanismo de coagulação 
sanguínea 
• Manutenção do potencial de 
membrana plasmática 
Cálcio do esqueleto – 
• Pool extracelular e intracelular 
• Reabsorção e formação óssea = 
remodelação 
Duodeno – absorve o cálcio ingerido 
• Favorecido pelo pH ácido 
O que não é absorvido pode se encontrar 
de 3 formas: 
• Cálcio não ionizado – ligado a 
proteínas (albumina) 
• Cálcio ionizado livre – forma ativa 
regulada pelo PTH (maior parte) 
• Cálcio complexado – associado 
com citrato, fosfato, lactato, 
bicarbonato 
➢ As concentrações de cada um 
variam com o pH e o teor 
plasmático de proteínas – redução 
de pH = aumento do cálcio 
ionizado, e aumento do pH = 
diminuição do cálcio ionizado, ou 
seja, são inversamente 
proporcionais 
___________CONTROLE DO METABOLISMO 
A integridade é mantida 
homeostaticamente 
• Formação e destruição + absorção 
e excreção 
Principais controladores – 
• PTH 
• Vitamina D 
Controladores de menor grau – 
• Calcitonina 
• Hormônios tireoidianos 
• Esteroides 
• Hormônios adrenais 
• Prostaglandina 
• Fator ativador dos osteoclastos 
• Proteína PTH-relacionada 
PTH – secretado pelas células principais 
da glândula paratireoide 
• Ativado em resposta a 
hipocalcemia ou hipomagnesemia 
 
• Variação diurna – elevado nas 
primeiras horas da manhã 
• Desencadeia a forma ativa da 
vitamina D = absorção 
gastrointestinal de cálcio e fosfato 
• Aumenta a reabsorção tubular de 
cálcio e excreção do fósforo – 
AMPc 
• Diminui a absorção de fosfato, 
sódio, cálcio e íons bicarbonato nos 
túbulos proximais 
• Aumenta a reabsorção do cálcio e 
inibição da reabsorção do fosfato = 
produção de fosfatúria – 1,25-
diidroxicolecalciferol 
 
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• Regula direta e indiretamente a 
atividade de osteoblastos 
(fosfatase alcalina sérica), 
osteoclastos e osteócitos = 
regulação do cálcio no LEC 
• Reabsorção verdadeira e não 
simples desmineralização óssea 
• OU SEJA, aumenta o cálcio 
ionizado plasmático e reduz 
fosfatemia 
• Excesso – hipercalcemia, 
hipofosfatemia e aumento da 
atividade da fosfatase alcalina 
(osteoblastos) 
• Deficiência – hipocalcemia e 
hiperfosfatemia 
OBS: PTH age diretamente nos 
osteoblastos e indiretamente nos 
osteoclastos, assim, a administração de 
PTH intermitente = renovação óssea 
(teriparatida) e PTH contínuo 
=osteoporose 
Calcitonina – produzido e secretado pelas 
células parafoliculares da tireoide com 
secreção contínua e estimulada pela 
concentração de cálcio ionizado no 
sangue 
• Aumento da secreção por elevado 
cálcio ionizado e redução por 
menores teores sanguíneos de 
cálcio – oposto ao controle 
exercido pelo PTH 
• Inibe reabsorção óssea 
osteoclástica = redução da perda 
de cálcio e fósforo 
• Inibição da reabsorção de cálcio e 
fósforo pelos túbulos renais 
Vitamina D – sintetizada pela irradiação 
ultravioleta ou absorvida no intestino 
• Estimula absorção de cálcio e 
fósforo no intestino delgado 
• Aumenta a mobilização de cálcio 
no osso – sinérgico ao PTH 
• Eleva a absorção renal de cálcio e 
fósforo 
• OU SEJA, aumento plasmático de 
fósforo, cálcio total e ionizado 
• Deficiência – defeitos de 
mineralização óssea 
• Principais estímulos – redução da 
concentração plasmática de 
cálcio, aumento da secreção de 
PTH e elevação dos níveis de fósforo 
intracelular 
 
Outros hormônios – 
• Tireoides – elevam a mobilização 
do cálcio no osso 
• Esteroides – adrenais alteram a 
excreção de cálcio pelos rins – 
insuficiência supra-renal 
• Sexuais – relacionados aos teores 
de cálcio – sua diminuição em 
mulheres pós-menopausa 
aumenta a reabsorção do osso 
com declínio da massa óssea = 
osteoporose e fraturas 
HIPERCALCEMIA 
Elevado cálcio sérico total acima de 10,5 
mg/dL em adultos 
 
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Pode levar a enfermidade renal, arritmias 
cardíacas e mau estado geral 
Hiperparatireoidismo primário – produção 
autônoma – hipersecreção – do PTH na 
ausência de um estímulo fisiológico 
• Adenoma paratireoideo 
• Hiperplasia difusa 
• Carcinoma (raro) 
• Neoplasia endócrina múltipla tipo I 
com tumores pituitário e 
pancreático 
• Neoplasia endócrina múltipla tipo II 
com carcinoma tireóideo medular, 
hiperparatireoidismo e 
feocromatinoma 
• Medir cálcio e albumina 
• Pode existir acidose moderada – 
perda urinária de bicarbonato 
influencia pelo PTH 
• Problemas ósseos – casos crônicos 
• Hipercalemia – PTH causa liberação 
do cálcio do osso e aumenta a 
reabsorção óssea renal 
• Hipofosfatemia – PTH induz 
aumento da excreção renal de 
fosfato 
• Atividade aumentada da fosfatase 
alcalina – incremento da 
renovação óssea 
Hipercalcemia tumoral – depende do tipo 
de tumor e da existência ou não de 
metástase óssea 
• Liberação da proteína PTH-
relacionada 
• Com envolvimento ósseo – tumor 
direto de erosão do osso 
• Sem envolvimento ósseo – síntese 
tumoral de proteína PTH-
relacionada por carcinomas 
epidermóides, urotelial, 
colangiocarcinoma e de ovário, 
além de produzir vitamina D 
• Mieloma múltiplo – liberação local 
das citoquinas que promovem 
reabsorção óssea 
Hipervitaminoses D – promove 
hipercalcemia pela absorção intestinal = 
supressão da secreção de PTH = inibição 
da excreção urinária de fosfato =hiperfosfatemia 
• Fosfatase alcalina permanece 
normal 
• Linfomas 
• Sarcoidose 
• Tuberculose 
• Histoplasmose 
Desordens endócrinas – hipertireoidismo, 
hipotireoidismo, acromegalia, 
insuficiência supra-renal aguda (Addison) 
e feocromacitoma 
Imobilizações prolongadas – devido a 
hipercalciúria e balanço negativo de 
cálcio 
Síndrome leite-álcalis – ingestão de 
antiácidos para aliviar úlceras, fazendo 
com que o álcali reduza a excreção de 
cálcio urinário 
Insuficiência renal – aguda, crônica e 
transplantes 
Hipocalciúria-hipercalcemia familiar – 
hipercalcemia moderada, 
hipermagnesemia, PTH pouco elevado e 
hipocalciúria relativa 
Diuréticos tiazídicos – aumenta a 
secreção de PTH e a absorção intestinal 
do cálcio e interfere na excreção renal de 
cálcio = hipercalcemia moderada 
Terapia com lítio – secreção de PTH e 
redução da excreção renal de cálcio 
Aumento das proteínas plasmáticas – 
hemoconcentração e hiperglobulinemia 
 
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_______________MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS 
Maioria dos pacientes assintomáticos 
Sinais não específicos 
Sistema neuromuscular – 
• Fadiga 
• Mal-estar 
• Fraqueza 
➢ Menor que 12mg/Dl 
• Depressão 
• Apatia 
• Incapacidade de concentração 
➢ Maior que 12mg/dL 
Pode induzir diabetes insipidus 
nefrogênica moderada 
• Sede 
• Polidipsia 
• Poliúria 
Cólica renal por cálculos renais – séria 
manifestação de hipercalcemia e 
hipercalciúria 
Deve-se considerar: 
• Idade e sexo – principalmente 
mulheres com mais de 60 anos 
• Presença ou ausência de 
malignidade 
• Dor óssea 
• Medicamentos – vitamina D, lítio e 
tiazídicos 
• Cálculos renais 
• Histórico familiar 
HIPOCALCEMIA 
Afeta o teor de proteínas plasmáticas e o 
pH sanguíneo 
Hipoalbunemia – redução da albumina = 
redução do cálcio ligado a ela 
• Enfermidade hepática crônica 
• Síndrome nefrótica 
• Insuficiência cardíaca congestiva 
• Desnutrição 
Acidose – diminui a ligação da albumina 
ao cálcio = diminuição do cálcio ionizado 
Insuficiência renal crônica – redução da 
captação intestinal, resistência óssea ao 
PTH, redução da absorção renal de cálcio 
e precipitação in vivo do fosfato de cálcio 
Síndromes de deficiência de vitamina D – 
nutricional, exposição inadequada de luz 
ultravioleta ou por diminuição dos seus 
precursores 
Pancreatite aguda – 1 ou 2 dias após a 
crise há hipocalcemia 
Deficiência de magnésio – secreção 
reduzida de PTH nos ossos e rins 
Hipoparatireoidismo – redução do cálcio 
plasmático e aumento do fosfato em 
ausência de enfermidade renal 
Pseudo-hipoparatireoidimo – níveis séricos 
elevados de PTH 
Tetania 
Fase curativa de enfermidades ósseas 
_______________MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS 
 
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Pacientes geralmente assintomáticos 
Irritabilidade neuromuscular – tetania 
latente 
• Espasmo carpopodálico com 
flexão dos tornozelos e punhos 
• Crispação muscular 
• Convulsões 
Hipotensão e anormalidade 
eletrocardiográficas (intervalo QT 
prolongado) – cálcio muito baixo 
Calcificação ganglia basal, formação de 
catarata e anormalidades nos dentes, 
pele, cabelo e unhas – hipocalcemia 
crônica 
FOSFATO 
Papéis biológicos: 
• Resistência estrutural ao osso – 
hidroxiapatita 
• Agente essencial no metabolismo 
energético e no metabolismo dos 
carboidratos e gorduras 
• Tampão no plasma e urina 
• Manutenção da integridade 
celular 
• Regulação da atividade de 
algumas enzimas 
• Regulação do transporte de 
oxigênio 
Jejuno – absorve o fósforo ingerido – 70% 
• Restante é eliminado nas fezes 
É encontrado de 3 maneiras no 
organismo: 
1. Fosfato no esqueleto – 
hidroxiapatita (maior parte) 
2. Fosfato intracelular – fonte de 
energia 
3. Fosfato extracelular – 
concentração intracelular crítica e 
substrato para mineralização óssea 
Excesso de fosfato – formam cálculos nos 
rins e bexiga 
Fosfato urinário – varia com a idade, 
massa muscular, função renal, nível de 
PTH, hora do dia e dieta 
• Aumentado – insuficiência renal, 
hipoparatireoidismo, osteoporose, 
acromegalia, metástase óssea, etc 
• Diminuído – hiperparatireoidismo 1º 
e 2º, hipotireoidismo, raquitismo, 
hemodiálise, doença hepática, etc 
______________HOMEOSTASE DO FOSFATO 
Órgãos envolvidos: 
• Intestino delgado 
• Rins 
• Esqueleto 
Aumenta a concentração de fósforo 
após as refeições 
Alumínio – ligante do fósforo a complexos 
insolúveis 
Níveis inversamente proporcionais aos de 
cálcio séricos 
PTH – secretado em hipocalcemia ou 
hipomagnesia = cálcio e fósforo pra 
circulação 
• Fósforo não é reabsorvido em nível 
renal e pode reduzir sua 
concentração 
Vitamina D – aumenta reabsorção óssea, 
absorção no lúmen intestinal e absorção 
tubular do fosfato 
GH – regula o crescimento ósseo, 
absorção intestinal e reabsorção renal de 
cálcio e fósforo 
 
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• Excesso – reduz fosfatemia 
HIPERFOSFATEMIA 
Adultos – mais de 5mg/dL 
Crianças e adolescentes – mais de 7 
mg/dL 
Redução da produção de vitamina D 
Hipocalcemia 
Impedimento na reabsorção óssea PTH-
mediada 
Principais causas: 
• Redução da excreção renal de 
fosfato – insuficiência renal crônica, 
hipotireoidismo, acromegalia e 
usuários de hemodiálise 
• Aumento da ingestão de fosfato 
• Endocrinopatias 
• Aumento do catabolismo ou dano 
celular – rabdomiólise, trauma, 
queimadura, choque 
• Neoplasma – leucemia mieloide 
crônica, linfoma, tumores ósseos 
• Acidose – respiratória aguda, 
láctica, cetoacidose diabética ou 
alcoólica 
• Pseudohiperfosfatemia – 
macroglobulinemia de 
Waldenstrom 
_______________MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS 
 Hipocalcemia – manifestação rápida 
SNC – 
• Delírio 
• Coma 
• Entorpecimento 
• Convulsões 
• Insulto apoplétio 
• Cãibras musculares e tetania 
• Sinais de Chvostek e Trosseau 
• Parestesias (peritoneal e 
extremidades distais) 
Sistema cardiovascular – 
• Hipotensão 
• Insuficiência cardíaca 
• Prolongamento do intervalo QT 
Ocular – catarata 
HIPOFOSFATEMIA 
Leve – 2-2,5 mg/dL 
Moderada – 1-2 mg/dL 
Severa – menor que 1 mg/dL 
Causas mais comuns: 
• Pacientes em tratamento de 
cetoacidose diabética 
• Retirada repentina de álcool 
Maior fosfatação da glicose 
Hiperinsulinismo 
Alcalose respiratória 
Leucemia e linfomas – pode levar a 
hipofosfatemia 
Doença que mais afeta o metabolismo 
do cálcio e fósforo – insuficiência renal 
crônica → hiperparatireoidismo → 
doença renal difusa → osteoporose, 
osteomalácia, osteoesclerose, osteíte 
fibrosa cística e calcificação metastática 
Síndrome de Fanconi – excreção urinária 
aumentada de fosfato, glicose e 
aminoácidos 
_______________MANIFESTAÇÕES CLÍNICAS 
Pacientes assintomáticos – hipofosfatemia 
leve e moderada 
Fraqueza muscular 
 
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Dor óssea 
Acidose metabólica 
Disfunção das plaquetas e eritrócitos 
Hemólise 
Disfunção leucocitária 
Insuficiência cardíaca 
Insuficiência respiratória 
Rabdomiolisis = perda da capacidade 
das células musculares manterem a 
integridade 
Anemia hemolítica 
Confusão e coma 
Neuropatia periférica e paralisia motora 
ascendente 
OSTEOPOROSE 
Redução mineral e da matriz óssea 
Leva a deterioração do osso, maior 
fragilidade e ricos de fraturas 
30 anos – pico/maior densidade óssea 
• Após isso vai diminuindo 1% ao ano 
– relacionado a deficiência de 
esteroides sexuais 
Exercícios e alimentação adequada – 
ajudam na manutenção óssea 
Causas – primárias ou secundárias 
Primárias – 
• Tipo I – osso trabecular e perda da 
função ovariana pós-menopausa 
• Tipo II – osso trabecular e cortical 
por perda óssea normal do 
envelhecimento 
Secundárias– doenças endócrinas, 
gastrointestinais, distúrbios da medula 
óssea, drogas (álcool, heparina, 
glicocorticoides, etc) 
É assintomática, notada pelas fraturas 
OSTEOMALACIA E RAQUITISMO 
O raquitismo é a osteomalácia quando 
ocorre antes de cessar o crescimento 
Mineralização incompleta do tecido 
ósseo 
Formação do osteóide continua, mas o 
osso é mole 
Quase sempre acontece devido a 
deficiência de vitamina D ou depleção 
de fosfato 
Cauda fraqueza muscular proximal, 
andar bamboleante, dor difusa nos ossos 
e propensão a fraturas 
Valores de fosfatase alcalina sérica se 
encontram altos 
Deficiência de vitamina D → 
hipocalcemia → hiperparatireoidismo 2º 
→ hipofosfatemia 
DOENÇA ÓSSEA DE PAJET 
Osteíte deformante 
Distúrbio crônico com rápido 
comprometimento da remodelação 
óssea 
Inicialmente – reabsorção óssea excessiva 
e aumento da atividade osteoclástica 
Fase de formação aumentada de osso – 
padrão desorganizado de áreas recém-
formadas e irregularidades distribuídas de 
osso lamelar 
Ossos mais afetados: 
• Crânio 
• Fêmur 
 
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• Pelve 
• Vértebras 
Inclui dor músculo-esquelética, 
deformidade esquelética, artrite 
degenerativa, fraturas patológicas, 
déficits neurológicos pela compressão da 
raiz do nervo ou do nervo craniano 
Há elevação da fosfatase alcalina sérica 
→ proliferação osteoclástica ativa 
Aumento de osteocalcina sérica 
Aumento da excreção urinária de 
hidroxiprolina 
OSTEODISTROFINA RENAL 
Associada a insuficiência renal 
Osteíte fibrosa, osteomalácia, osso 
aplástico e amilóide esquelética podem 
ser encontrados 
Elevadas concentrações de PTH 
Hiperfosfatemia 
Hipocalemia 
Aumento da fosfatase alcalina 
Inclui dor óssea, deformidades (quando 
em fase de crescimento) e calcificações 
extracelulares 
TABELA PARA ASSOCIAÇÃO →