Fisiologia Óssea

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Vinícius Polinski Garcia 
Fisiologia Óssea 
 
1. Discorra sobre os processos de absorção, distribuição e excreção do cálcio. 
Absorção 
Geralmente os valores ingeridos de cálcio e fósforo, separadamente, são de 1000 mg/dia. Os 
cátions divalentes de íons cálcio costumam ser mal absorvidos pelos intestinos, mas com a 
presença da vitamina D a absorção do cálcio chega a 35%. 
 
Uma quantidade adicional de 250mg/dia de cálcio chega aos intestinos por meio dos sucos 
gastrointestinais secretados e pelas células descamadas da mucosa. 
 
Já a absorção intestinal de fosfato ocorre de modo fácil. 
 
Distribuição 
 
 
 
Excreção 
 
- Fecal: o cálcio remanescente no intestino é excretado nas fezes, assim como o cálcio 
proveniente dos sulcos gástricos e células descamadas da mucosa. 
- Renal 
Cerca de 10% do cálcio ingerido é excretado na urina. Cerca de 41% do cálcio plasmático está 
associado a proteínas plasmáticas e não é filtrado pelos capilares glomerulares. 
Cerca de 99% do cálcio filtrado é reabsorvido, principalmente nos túbulos proximais, alças de 
Henle e nos túbulos distais iniciais. Em momentos de baixa concentração de cálcio sua 
reabsorção é ainda mais acentuada, porém o seu excesso leva a acentuada excreção desse 
elemento. 
 
Já o fosfato, é excretado pelo mecanismo de transbordamento, ou seja, quando o fosfato 
plasmático está abaixo de aproximadamente 1 mmol/L, todo o filtrado glomerular é 
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reabsorvido, sem perdas na urina. Entretanto, acima desta concentração, a perda de fosfato é 
diretamente proporcional ao aumento adicional. 
 
2. Como as concentrações séricas do cálcio e fosfato são reguladas? 
Geralmente, a regulação do cálcio no LE é regulada de forma precisa e raramente ocorrem 
elevações ou baixas. Essa precisão é essencial, já que o cálcio desempenha um papel 
fundamental em muitos processos fisiológicos, como a contração de músculos esqueléticos, 
cardíacos e lisos, a coagulação sanguínea e a transmissão de impulsos nervosos dentre outros. 
A hipercalcemia provoca depressão progressiva do SN, já a hipocalcemia leva a maior 
excitação do SN (tetania). 
 
- Cálcio corporal total: é todo o cálcio presente no corpo, distribuído ao longo dos 3 
compartimentos 
 Líquido extracelular: o cálcio ionizado é concentrado no LEC. No plasma, cerca de 
metade do cálcio está ligado a proteínas plasmáticas e a outras moléculas. O cálcio não 
ligado é livre para se difundir através das membranas pelos canais de cálcio abertos. A 
concentração plasmática total de cálcio é de cerca de 2,5 Mm 
 Cálcio intracelular: a concentração de cálcio livre no citosol é de cerca de 0,001 mM. 
Além disso, o cálcio está concentrado no interior da mitocôndria e do retículo 
sarcoplasmático. Os gradientes eletroquímicos favorecem o movimento de cálcio para 
o citosol quando os canais de cálcio abrem 
 Matriz extracelular (osso): o osso é o maior reservatório de cálcio no corpo, com grande 
parte do cálcio do osso em forma de cristais de hidroxiapatita. O cálcio ósseo forma um 
reservatório que pode ser aproveitado para manter a homeostasia plasmática do cálcio. 
Em geral, somente uma pequena fração do cálcio apresenta-se da forma ionizada e 
facilmente permutável, e esse pool permanece em equilíbrio com o cálcio do líquido 
intersticial 
 
 
São 3 hormônios que regulam o movimento de íons cálcio entre osso, rim e intestino: hormônio 
da paratireoide (PTH), calcitriol (vitamina D) e calcitonina. 
 
Hormônio da Paratireoide (PTH) 
É um peptídeo que possui como função principal aumentar as concentrações plasmáticas de 
cálcio. O estímulo para a liberação do PTH é a diminuição das concentrações plasmáticas de 
cálcio, monitorada por um receptor sensível ao Ca2+, localizado na membrana celular. O cálcio 
plasmático elevado atua como retroalimentação negativa e desliga a secreção de PTH. 
O PTH atua no osso, rim e no intestino para aumentar as concentrações plasmáticas de cálcio. 
Esse aumento ocorre de 3 formas: 
1. O PTH mobiliza cálcio dos ossos: o aumento da reabsorção óssea pelos osteoclastos leva 
aproximadamente 12 horas para se tornar mensurável. Os osteoclastos não possuem receptores 
para PTH, portando 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 
2. O PTH aumenta a reabsorção renal de cálcio, aumentado simultaneamente a excreção renal 
do fosfato e com isso diminuindo 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 
3. O PTH aumenta indiretamente a absorção intestinal de cálcio pela sua influência na vitamina 
D3 
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Calcitriol (Vitamina D3): 
Estimula a absorção intestinal de cálcio. 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 formado a 
partir da acetil-CoA. 
A vitamina D é modificada em 2 passos para formar a vitamina D3 (calcitriol): 
 
1. Primeiro no fígado 
2. Segundo nos rins 
 
 
O calcitriol é o principal hormônio responsável por aumentar a absorção de cálcio a partir do 
intestino delgado, além de facilitar a reabsorção renal de cálcio e ajudar a mobilizar cálcio para 
fora do osso. 
A produção de calcitriol é regulada no rim por ação do PTH. Concentrações plasmáticas 
diminuídas de cálcio estimulam a secreção de PTH, que estimula a síntese de calcitriol. 
A absorção renal e intestinal de cálcio aumenta o cálcio 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 cálcio a partir da dieta em um momento em que a demanda metabólica 
para cálcio está alta. 
 
Calcitonina: 
É um peptídeo produzido pelas células C da tireoide, suas ações são opostas às do hormônio da 
paratireoide. A calcitonina é liberada quando as concentrações plasmáticas de cálcio 
aumentam. Aparentemente desempenha um papel secundário no equilíbrio diário do cálcio em 
seres humanos adultos. 
 
Regulação da Concentração de Fosfato 
 
A homeostasia do fosfato é intimamente relacionada à homeostasia do cálcio. Grande parte do 
fosfato presente no corpo humano é encontrado no osso. 
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O fosfato é absorvido no instestino, filtrado e reabsorvido nos rins e distribuído entre o osso, 
LEC e os compartimentos intracelulares, a vitamina D3 facilita a absorção intestinal de fosfato e 
a excreção renal é afetada tanto pelo PTH (que promove a excreção de fosfato) como pela 
vitamina D3 (que promove a reabsorção de fosfato). 
 
3. Qual ação do cálcio e fosfato no metabolismo ósseo? 
O osso é composto por uma matriz orgânica resistente, fortalecida por depósitos de sais de 
cálcio. O osso compacto médio contém, por peso, cerca de 30% e matriz e 70% de sais. O osso 
recém-formado pode ter porcentagem consideravelmente maior de matriz do que de sais. 
 Matriz orgânica óssea: possui cerca de 90 a 95% de fibras colágenas, o restante é 
denominado substância fundamental (meio gelatinoso homogêneo). As fibras colágenas 
conferem ao osso uma resistência vigorosa à tração. 
 Sais ósseos: são basicamente compostos por cálcio e fosfato. O sal cristalino 
predominante é a hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2. Os cristais costumam ter formato 
semelhante a uma placa achatada e longa. A relação cálcio/fosfato pode variar 
acentuadamente, sob condições nutricionais distintas. Também existem sais ósseos 
formados por íons magnésio, sódio, potássio e carbonato. 
 
4. Qual ação do hormônio da paratireoide sobre o metabolismo ósseo? 
O paratormônio é um dos grandes reguladores das concentrações extracelulares de cálcio e de 
fosfato. Ele atua reduzindo a reabsorção intestinal,da excreção real e do intercâmbio desses 
íons entre o líquido extracelular e o osso. Em casos de superativação da paratireoide, 
rapidamente ocorre a liberação de sais de cálcio dos ossos levando a hipercalcemia, o contrário 
ocorre na hipofunção da glândula. 
 Efeito do paratormônio nas concentrações de cálcio e fosfato no LE: o aumento da 
concentração de cálcio se dá basicamente por dois efeitos do PTH: 1. Aumento da 
absorção de cálcio e fosfato a partir do osso; 2. Rápida diminuição da excreção de cálcio 
pelos rins. 
 O paratormônio mobiliza o cálcio e o fosfato do osso: são dois efeitos do PTH para 
mobilização do cálcio e fosfato no osso. 
• A fase rápida (osteólise) – se inicia em minutos e aumenta progressivamente 
em horas – é resultante da ativação de células ósseas já existentes 
(principalmente osteócitos), para promover a liberação de cálcio e fosfato. 
• A fase lenta (ativação dos osteoclastos) – leva de dias até semanas para o seu 
desenvolvimento – ela é resultante da proliferação de osteoclastos, reabsorção 
osteoclástica acentuada do próprio osso, e não somente da absorção óssea dos 
sais de fosfato cálcico. 
 
 O paratormônio diminui a excreção de cálcio e aumenta a excreção de fosfato pelos 
rins: o fosfato passa a ser mais excretado pois o PTH age sobre os túbulos próximas 
reduzindo a reabsorção deste ion. Além disso, sódio, potássio e aminoácidos também 
irão ser mais excretados. O contrário ocorre com o cálcio, sua reabsorção é aumentada 
nos túbulos renais. O mesmo ocorre com íons magnésio e hidrogênio. Não fosse o 
efeito do PTH nos rins para aumentar a absorção de cálcio, a sua perda contínua 
poderia gerar uma grande depleção no LE. 
 
Vinícius Polinski Garcia 
 
 
5. Qual ação da vitamina D sobre o metabolismo ósseo? 
A vitamina D também é conhecida como calcitriol ou 1,25-di-hidroxicolecalciferol. Seu efeito é 
aumentar a absorção de cálcio no trato intestinal, porém essa substância, em si, não é a real 
indutora desses efeitos. Ao sofrer diversas reações no fígado e nos rins, ela será convertida e 
chegará ao produto final ativo, o 1,25-di-hidroxicolecalciferol. 
Ações da vitamina D: a sua forma ativa apresenta diversos efeitos nos intestinos, rins e ossos, 
provocando o aumento da absorção de cálcio e fosfato para o LE e auxílio na regulação dessas 
substâncias por feedback. 
 
Efeito hormonal da vitamina D para promover a absorção intestinal de cálcio: atuando como 
um tipo de hormônio ele favorece a absorção, em grande parte, pelo aumento, em torno de 
dois dias, da formação de calbindina – proteína ligante de cálcio, nas células epiteliais do 
intestino. Essas proteínas atuam na borda em escova do intestino fazendo o seu transporte para 
o citoplasma celular (difusão facilitada). Mesmo com a remoção do 1,25-di-hidroxicolecalciferol 
do corpo, o efeito ainda é prolongado. Além disso, outros fatores que surgem para melhor 
absorção do cálcio são: formação de adenosina trifosfatase na borda em escova das células 
epiteliais e fosfatase alcalina nas células epiteliais. 
 
 A vitamina D promove a absorção de fosfato pelos intestinos: mesmo que o fosfato 
não tenha grandes dificuldade em ser absorvido, a vitamina D eleva a sua absorção no 
epitélio gastrointestinal. 
 A vitamina D diminui a excreção renal de cálcio e fosfato: irá aturar nas células 
epiteliais dos túbulos renais, dessa forma aumentara a absorção de cálcio e fostato, e 
diminuirá a excreção dessas substâncias na urina. Entretanto, não é um efeito 
considerável para regulação da concentração no LE. 
 
Vinícius Polinski Garcia 
Efeito da vitamina D no osso e sua relação com a atividade do paratormônio: desempenha 
papeis relevantes tanto na absorção quanto na deposição óssea. Em grandes quantidades dessa 
vitamina a absorção do osso é provocada. Na ausência da vitamina D, o efeito do PTH na indução 
da absorção óssea é muito reduzido ou até mesmo impedido. A baixa da vitamina D irá promover 
a calcificação óssea. Um dos motivos para essa calcificação é o aumento da absorção de cálcio 
e de fosfato pelos intestinos. Entretanto, mesmo que não ocorra esse aumento, a vitamina D é 
capaz de intensificar a mineralização óssea. 
 
 
6. Qual ação da calcitonina sobre o metabolismo ósseo? 
É um hormônio secretado pela glândula tireoide (células parafoliculares ou células C), sua 
tendência é diminuir a concentração plasmática de cálcio e, em geral, tem efeitos opostos aos 
do PTH. Porém, seu papel quantitativo na regulação da concentração de cálcio iônico é menor 
que o do PTH nos seres humanos. 
 
 O aumento da concentração plasmática do cálcio estimula a secreção de calcitonina: 
a elevação da concentração de cálcio iônico no LE é o principal estímulo para a secreção 
de calcitonina. O contrário leva a secreção de PTH. Porém, esse mecanismo é 
relativamente fraco. 
 A calcitonina diminui a concentração plasmática do cálcio: a calcitonina consegue 
diminuir a concentração de cálcio da seguinte forma: 
 
• 1. Provoca o efeito imediato por meio da redução das atividades absortivas dos 
osteoclastos e possivelmente do efeito ostelítico da membrana osteocítica por 
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todo o osso, assim o equilíbrio será a favor da deposição de cálcio nos sais 
cálcicos ósseos intercambiáveis; 
• 2. É um efeito mais prolongado, baseia-se na diminuição da formação de novos 
osteoclastos. Além disso, como a reabsorção osteoclástica do osso leva, 
secundariamente, à atividade osteoblástica, a queda no número de osteoclastos 
leva a redução no número de osteoblastos. Esses efeitos são transitórios, 
durando, no máximo, algumas horas ou alguns dias. É valido destacar que 
embora pouco significativos, a calcitonina também causa efeitos secundários no 
uso do cálcio nos túbulos renais e nos intestinos (efeitos opostos aos do PTH). 
 
A calcitonina tem um fraco efeito na concentração plasmática do cálcio nos humanos adultos: 
dois motivos explicam essa baixa eficácia da calcitonina no cálcio do plasma. Quando ocorre 
qualquer redução inicial da concentração de cálcio iônico, causada pela calcitonina, o PTH tem 
sua secreção estimulada em horas e assim supera os efeitos da calcitonina. O outro ponto é a 
baixa absorção e deposição de cálcio no adulto, sendo assim o retardo na absorção provado pela 
calcitonina causa efeito muito leve na concentração plasmática de cálcio iônico. Em crianças 
esse efeito da calcitonina é muito maior. 
 
 
Referências: 
 
- Tratado de Fisiologia Médica. Guyton, Arthur C. & Hall, John E. – 13a ed. Rio de Janeiro: 
Elsevier, 2017. Capítulos: 80 
- Fisiologia Humana: Uma abordagem integrada. Silverthorn, Dee U. 7ª edição. Pearson 
Education, 2017. Capítulo: 23