Metabolismo ósseo

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Brenna Esteves APG 24 2P 
Metabolismo ósseo
VISÃO GERAL: 
 Com o avanço dos estudos do metabolismo ósseo, 
ocorreu um grande incremento na tecnologia 
laboratorial permitindo a melhora nas determinações 
do cálcio total e ionizado, fosfato, magnésio, 
fosfatase alcalina total, hormônio paratireóideo 
intacto (PTH), metabólitos da vitamina D, proteína 
liberadora de hormônio paratireóideo (PTHrP), 
marcadores do metabolismo ósseo (osteocalcina, 
fosfatase alcalina ós- seo-específica, pró-peptídios 
do colágeno, hidro-xiprolina urinária, hidroxilisina-glicada 
urinária, piridinolina, deoxipiridinolina, sialo-proteína 
óssea e fosfatase ácida tartarato-resistente) 
 Como já estudamos, o tecido ósseo é composto por: 
- Sais minerais inorgânicos cristalizados: São compostos 
por fosfato de cálcio e carbonato de cálcio (força de 
compressão). Os minerais estão presentes como uma 
mistura de cristais de hidroxiapatita fosfato de cálcio 
amorfo e outros materiais. Pequenas quantidades de 
magnésio, sódio, potássio, hidróxido, fluoreto, estrôncio, 
zinco, rádio, cloreto e sulfato. 
- Matriz orgânica: É formada por 94% de fibras de 
colágeno, com elevado conteúdo dos aminoácidos prolina e 
hi- droxiprolina; 5% da substância básica (substâncias 
não-colagenosas) que incluem líquido extracelular, albumina, 
mucoproteína, sulfato de condroitina, ácido hialurônico, 
osteocalcina (proteína G1a), lipídios e pequenos peptídios 
além de 1% de citrato. 
 Os processos de formação e reabsorção óssea são 
controlados por várias influências hormonais e 
metabólicas. O osso é formado pela ação de 
osteócitos e osteoclastos, cuja atividade é refletida 
no nível de fosfatase alcalina do soro. A reabsorção 
óssea ocorre, predominantemente, como resultado da 
ação de osteoclastos e ordinariamente envolve a 
dissolução de ambos, minerais e matriz orgânica. 
 Nessse processo, temos a participação de pelos 
menos três células: 
-Osteoblastos: a membrana plasmática dos 
osteoblastos são ricos em fosfatase alcalina, cuja 
atividade é um índice de formação óssea. Os 
osteoblastos tem receptores para o hormônio 
paratireoideo (PTH), 1, 25- diidroxivitamina D (1, 25(OH) 
2 D) e estrogênio, mas não para a calcitonina. O 
estímulo do PTH, 1, 25(OH)2 D, hormônio de 
crescimento e estrogênio induz os osteoblastos a 
produzir o fator de crescimento “insulin like” I (EG-1), 
que tem papel importante na regulação e modelagem 
óssea local. 
-Osteoclatos: relacionadas com a absorção – lise 
óssea com finalidade de reparação de uma fratura ou 
mobilização de íons cálcio – realizadas 
continuamente, porém sob o controle do hormônio 
paratireiodeo (PTH), que estimula a secreção de 
enzimas proteolíticas e ácidos orgânicos (lactato e 
cítrico), que digerem e solubilizam a matriz óssea 
calcificada. Os osteoclastos possuem uma ação oposta 
aos osteoblastos, reabsorvendo a matriz óssea. 
-Osteócitos: os osteócitos en- contram- se instalados 
nas criptas ósseas onde seriam estimuladas por 
fatores humorais locais ou sistêmicos a diferenciar- 
se rumo à atividade blástica (crescimento e 
reparação) ou à atividade clássica/lítica (reabsorção, 
mobilização, iônica). Os osteócitos sintetizam pequenas 
quantidades de matriz para manter a integridade 
óssea 
METABOLISMO DO CÁLCIO: 
- O cálcio está presente, principalmente, no 
esqueleto, tecidos moles e líquido extracelular. 
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- Aproximadamente, 99% de cálcio do organismo 
está localizado no esqueleto, primariamente, na forma 
de hidroxiapatita, que é uma rede de cristal composto 
de cálcio, fósforo e hidróxido. 
- O cálcio restante desempenha numerosas e 
significativas funções não relacionadas à estrutura 
óssea. As funções fisiológicas do cálcio nos diferentes 
compartimentos são: 
* Cálcio intracelular- Condução neuromuscular, 
manutenção do tono normal e na condução e 
relaxamento do músculo esquelético e cardíaco; etc 
 
* Cálcio extracelular- Mineralização óssea, mecanismo 
da coagulação sangüínea e manutenção do potencial 
de membrana plasmática. 
 
* Cálcio esqueleto- É o principal local de 
armazenamento e mobilização de cálcio para o “pool” 
extracelular e intracelular. O osso é continuamente 
remodelado através de um processo combinado de 
reabsorção e formação óssea. 
- O cálcio atua como um sinal intracelular nas vias de 
segundo mensageiro, na exocitose e na contração 
muscular. Também desempenha um papel nas junções 
celulares, na coagulação e na função neural. 
 
 
 
- O cálcio está presente no plasma humano em três 
formas: cálcio não ionizado, ionizado livre, e 
complexado. O primeiro está relacionado à albumina, o 
segundo é a forma fisiologicamente ativa e é regulado 
pelo PTH, e o terceiro está relacionado com vários 
íons, incluindo o fosfato. 
- A distribuição das três formas são modificadas 
conforme a variação de pH. 
 EQUILÍBRIO DO CÁLCIO 
- A manutenção da homeostase do cálcio envolve a 
participação de três órgãos maiores - o intestino 
delgado, os rins e o esqueleto. A glândula mamária 
durante a lactação é também importante, assim como 
a placenta e o feto durante a gestação. 
- Segundo SIlvherthorn, a homeostasia do Ca2_ é 
resultado do equilíbrio da ingestão na dieta, do débito 
urinário e da distribuição do Ca2_ entre ossos, células 
e LEC. 
A homeostasia do cálcio segue o princípio de balanço 
de massa: 
Cálcio corporal total = entrada - saída 
1. Cálcio corporal total é todo o cálcio presente no 
corpo, distribuído ao longo dos três compartimentos: 
(a) Líquido extracelular. O Ca2_ ionizado é 
concentrado no LEC. No plasma, cerca da metade do 
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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 concentração plasmática total de Ca2_ é 
de cerca de 2,5 mM. 
(b) Ca2 intracelular. A concentração de Ca2_ 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 Ca2_ para o citosol 
quando os canais de Ca2_ abrem. 
(c) 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. 
2. 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. 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 comprimentodo néfron. A reabsorção 
hormonalmente regulada ocorre somente no néfron 
distal e utiliza transportadores similares àqueles 
encontrados no intestino. Não há transporte 
paracelular nos rins. 
 
CONTROLE DO METABOLISMO DO CÁLCIO/ 
REGULAÇÃO HORMONAL 
 
- O nível de cálcio é mantido em equilíbrio durante 
anos de ingestão variável de cálcio através de um 
equilíbrio eficaz entre a formação e destruição óssea 
e a absorção e excreção do cálcio. 
-Vários compostos estão envolvidos na regulação do 
cálcio plasmático e, em muitos casos, afetam também 
os níveis de fosfatemia. Os dois principais 
controladores da homeostase do cálcio são o 
hormônio paratireoideo e a vitamina D. Outras 
substâncias também contribuem em menor grau: 
calcitonina, hormônios tireodideos, esteroides 
adrenais, prostaglandinas, fator ativador dos 
osteoclastos e proteína PTH relacionada. 
a) Hormônio Paratireoideo PTH 
 É secretado pela células principais da glândula 
paratireóide 
em resposta a hipocalcemia ou hipomagnesemia. Os 
teores de PTH exibem uma variação diurna, estando 
elevado nas primeiras horas da manhã (ao redor das 
9 h). As ações do PTH são: 
- Vitamina D. Além de efeitos indiretos sobre a 
absorção gas trointestinal de cálcio e fosfato, o 
PTH ativa a conversão da 25-hidroxivitamina D a 
1,25-diidroxicolecalciferol (calcitriol), a forma ativa da 
vitamina D que estimula a absorção gastrointestinal do 
cálcio e fosfato. 
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- Rins: o PTH (a) aumenta a reabsorção tubular distal 
de cálcio e a excreção do fósforo através 
do mecanismo adenilato ciclase-AMP cíclico, (b) reduz 
a reabsorção do fosfato, sódio, cálcio 
e íons bicarbonato nos túbulos proximais e (c) 
estimula a produção de 1,25- diidroxicolecalciferol 
pelos rins com o seguinte resultado: aumento da 
reabsorção do cálcio e inibição da reabsorção do 
fosfato, produzindo fosfatúria. 
- Ossos: o PTH atua tanto direta como indiretamente 
alterando a atividade e o número de osteoblastos, 
osteoclastos e osteócitos, regulando o cálcio para o 
líquido extracelular. O PTH aumenta a reabsorção 
óssea pelos osteoclastos, necessitando dos 
osteoblastos para mediar o eu efeito. O aumento na 
atividade osteoblástica é detectada pela elevação na 
atividade da fosfatase alcalina sérica. O incremento 
na atividade osteoclástica é evidenciado pela elevação 
da hidroxiprolina urinária e excreção de 
desoxipiridinolina. O resultado final da ação do PTH é 
uma reabsorção verdadeira e não simplesmente a 
desmineralização óssea. 
O efeito total do PTH é o aumento do cálcio ionizado 
plasmático e a redução da fosfatemia (pelo aumento 
da excreção renal de fosfato). Excesso prolongado de 
PTH está associado com hipercalcemia, 
hipofosfatemia e aumento da ativi- dade da 
fosfatase alcalina (estimulação dos osteoblastos). A 
deficiência de PTH (hipoparatireoi- dismo) promove a 
hipocalcemia e hiperfosfatemia) 
B) CALCITONINA 
É um polipeptídio de 84 resíduos de aminoácidos 
produzido e secretado pelas células parafoliculares da 
tireóide (ou células C) e, em menor grau, pelas 
paratireóides, timo e medula supra-renal. A secreção 
deste hormônio parece ser contínua e é estimulada 
pela concentração de cálcio ionizado no sangue. A 
secreção aumenta em resposta às elevações do 
cálcio ionizado e diminui com reduções nos teores 
sanguíneos deste íon. Portanto, estas respostas são 
de direção oposta ao controle exercido pelo cálcio 
sobre a secreção de hormônio paratireóideo. Ações 
da calcitonina: 
§ Exerce controle sobre o nível sérico de cálcio ao 
inibir a reabsorção óssea osteoclástica, reduzindo 
assim, a perda de cálcio e fósforo do osso. 
§ Alguns efeitos sobre a função renal, como a inibição 
da reabsorção de cálcio e fósforo pelos túbulos 
renais. 
C) VITAMINA D 
É a designação genérica para um grupo de esteróis 
estruturalmente análogos e absolutamente 
importantes no metabolismo do cálcio e fósforo. É 
sintetizada na pele por irradiação ultravioleta ou 
absorvida no intestino. O 1,25- diidroxicolecalciferol 
(calcitriol) (DHCC) – forma biologicamente ativa da 
vitamina D – (a) estimula a absorção do cálcio e 
fósforo no intestino delgado, (b) aumenta a 
mobilização de cálcio do osso (nessa ação o PTH atua 
sinergisticamente) e (c) eleva a reabsorção renal do 
cálcio e fósforo. 
O efeito total da vitamina D é o aumento plasmático 
do fósforo, cálcio total e ionizado. A deficiência da 
1,25-OHCC leva a defeitos na mineralização óssea. 
Três são os principais estímulos para a síntese de 
calcitriol: (a) redução da concentração de cálcio 
plasmático, (b) aumento na secreção do PTH e (c) 
elevação dos níveis de fósforo intracelular 
D) OUTROS HORMÔNIOS: 
 Os hormônios da tireóide (triiodotironina e tiroxina) 
elevam a mobilização de cálcio do osso. Os esteróides 
adrenais podem alterar a excreção de cálcio pelos 
rins, particularmente, nos casos de insuficiência 
supra-renal. Finalmente, os hormônios sexuais 
(especialmente estrogênios) estão relacionados aos 
teores de cálcio; a diminuição de estrogênios em 
mulheres em fase pós- menopausa está associada a 
um aumento de reabsorção do osso com declínio da 
massa óssea;e o aumento de osteoporose e fraturas. 
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METABOLISMO DO FOSFATO 
O organismo de um adulto contém 500 a 600 g de 
fósforo (medido como fosfato inorgânico) amplamente 
distribuído. É o sexto elemento mais abundante do 
organismo. Os papéis biológicos do fósforo incluem: 
§ Confere resistência estrutural ao osso quando 
combinado com o cálcio na forma de hidroxiapatita. 
§ Participa como agente essencial (em ligações 
fosfato de “alta energia”) no metabolismo energético 
e no metabolismo dos carboidratos e gorduras. 
§ Atua como tampão no plasma e urina. No líquido 
extracelular e em pH fisiológico, a maior parte do 
fósforo se apresenta nas formas inorgânicas 
monovalentes (diidrogenofosfato) e divalentes 
(hidrogenofosfato). As quantidades relativas dos dois 
íons fosfato são dependentes do pH. Em pH 7,4, o 
coeficiente de diidrogeno fosfato/hidrogenofosfato é 
de 4:1. 
§ Manutenção da integridade celular. 
§ Regulação da atividade de algumas enzimas. 
§ Regulação do transporte do oxigênio através do 
2,3-difosfoglicerato eritrocitário. 
- A média de consumo dietético para os adultos é 
800 a 1.500 mg/d dos quais cerca de 70% é 
absorvido (absorção ativa) principalmente pelo jejuno 
e o restante é excretado pelas fezes no intestino 
delgado. O fósforo está presente virtualmente em 
todos os alimentos. No organismo, está distribuído 
assim: 
->Fosfato no esqueleto (80-90% do total). O fosfato 
inorgânico e o cálcio são os principais componentes da 
hidroxiapatita presentes no osso. 
§ Fosfato intracelular (10-20% do total). Fosfatos de 
alta energia entre os quais o ATP. Esta fonte de 
energia mantém muitas funções como: contractilidade 
muscular, função neurológica e transporte eletrolítico. 
O fosfato intracelular está primariamente ligado ou 
na forma de ésteres de fosfato orgânico. 
§ Fosfato extracelular (<0,1% do total). Mantém a 
concentração intracelular crítica e fornece o 
substrato para a mineralização dos ossos. 
Ocasionalmente, cristais de fosfato de cálcio 
precipitam em outras áreas do corpo. Níveis de 
fosfatos anormalmente elevados, muitas vezes, 
provocam a formação de cálculos nos rins ou bexiga. 
- Equilíbrio/ HOMEOSTASE DO FOSFATO: 
A homeostase do fósforo é mantida por meio de 
diferentes mecanismos. Os três principais órgãos 
envolvidos na são: o intestino delgado, os rins e o 
esqueleto. Os níveis de fosfatemia elevam facilmente 
após uma copiosa refeição. Os antiácidos reduzem a 
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absorção e o cálcio, o alumínio e o magnésio ligam o 
fósforo em complexos insolúveis. O alumínio é o 
ligante mais eficiente.- REGULAÇÃO DOS NÍVEIS DE FOSFATEMIA 
Os fatores que regulam os níveis de fosfatemia são, 
em muitos casos, os mesmos que atuam sobre os 
teores de cálcio no sangue. Os níveis séricos de 
fósforo, são inversamente proporcionais aos do cálcio 
sérico. 
a) Hormônio paratireóideo (PTH). O PTH é secretado 
em resposta a hipocalcemia ou hipomagnesemia. 
Isto libera o cálcio e o fósforo para a circulação, 
mas como a reabsorção tubular do fósforo é 
inibida, o nível de fosfato não se eleva, podendo 
mesmo diminuir, provocando o aumento do cálcio 
sangüíneo. Nor - malmente, 85 a 95% do 
fósforo filtrado pelo glomérulo é reabsorvido; a 
secreção de PTH bloqueia este mecanismo. 
b) Vitamina D. Essa vitamina exerce efeito sobre os 
níveis de fosfato pelo aumento da reabsorção 
óssea e, também, na elevação da absorção no 
lúmem intestinal. Além disso, a vitamina D em sua 
forma ativa, 1,25-diidroxicolecalciferol, eleva a 
reabsorção tubular de fosfato 
c) Hormônio de crescimento (GH). O GH regula o 
crescimento ósseo, promove a absorção 
intestinal e a reabsorção renal de cálcio e 
fósforo. Quando secretado excessivamente 
reduz teores de fosfatemia, pela utilização de 
fosfato na formação óssea. Na prática clínica, 
o único indicador disponível para as desordens da 
homeostase do fósforo é o seu nível plasmático 
que, não necessariamente, reflete o conteúdo de 
fósforo do corpo ou extraesqueleto. 
Associação da homeostasia cálcio- fosfato: 
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) 
METABOLISMO DO MAGNÉSIO: 
- O magnésio é o quarto catíon mais abundante no corpo 
e o segundo catíon mais concentrado no compartimento 
intracelular. O conteúdo total no corpo é 2.000 mEq ou 
24 g. Sua concentração no líquido intracelular é 
aproximadamente 10 vezes maior que no líquido 
extracelular. Cerca de 67% do magnésio no organismo 
está associado ao cálcio e ao fósforo, no esqueleto. O 
restante é encontrado no músculo esquelético e cardíaco, 
rim, fígado e líquido intersticial. Somente 1% do magnésio 
total se encontra no plasma. 
Funções fisiológicas: 
a)Função intracelular: 
§ Importante papel como cofator em mais de 300 
sistemas enzimáticos. 
§ Ativador alostérico de muitas enzimas (ex: adenilato 
ciclase). 
§ Fundamental na glicólise, fosforilação oxidativa, 
replicação celular, metabolismo dos nUcleotídios, 
biossíntese protéica, contração muscular e coagulação 
sangüínea. 
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§ Essencial na manutenção da estrutura macromolecular 
do RNA, DNA e na síntese protéica. 
§ As proteínas regulatórias Gs e Gi necessitam magnésio 
para expressar sua atividade. 
b) Função extracelular 
Fonte de manutenção do magnésio intracelular. 
§ Estabilização dos axônios neurológicos; a redução da 
concentração do magnésio diminui o limiar do estímulo do 
axônio aumentando a velocidade da condução nervosa. 
§ Influencia a liberação do neurotransmissor na junção 
neuromuscular por competitividade inibindo a entrada de 
cálcio no terminal pré-sináptico nervoso. Portanto, a 
redução do teor de magnésio no soro aumenta a 
excitabilidade. O magnésio e o cálcio são antagonistas 
fisiológicos no sistema nervoso central. 
c)Função no esqueleto 
§ Aproximadamente 67% do magnésio está presente nos 
ossos; um terço do mesmo está disponível para troca 
com o líquido extracelular. Esta fração atua como 
reservatório para manutenção do magnésio no plasma. 
BALANÇO/ REGULAÇÃO DO MAGNÉSIO: 
O mecanismo de regulação do magnésio no plasma é 
pouco conhecido. A fração ionizada é afetada pelo pH e 
pela concentração das proteínas, citrato, e fosfato no 
plasma. O hormônio paratireóideo e a aldosterona também 
atuam no controle de magnésio circulante. Foram 
descritas relações recíprocas entre a magnesemia e a 
calcemia e, em alguns casos, entre a magnesemia e 
fosfatemia. Somente 30-40 por cento do magnésio 
ingerido é absorvido. A absorção pode ser afetada pela 
quantidade de cálcio, fosfato, proteína , lactose ou álcool 
presentes na dieta. O magnésio é excretado na urina e 
fezes (este ú1timo representa o catíon não absorvido). A 
excreção urinária é igual a aborção, exceto nas condições 
de depleção ou excesso de magnésio. A avaliação do 
estado do magnésio é difícil. O diagnóstico da deficiência 
de magnésio baseia-se geralmente na história e exame 
físico cuidadoso. A medida da excreção urinária de 
magnésio é útil na distinção entre as perdas renais de 
magnésio de outras causas de hipomagnesemia. 
MARCADORES BIOQUÍMICOS DO 
METABOLISMO ÓSSEO: 
Conceito: Podemos definir marcadores bioquímicos do 
metabolismo ósseo como substâncias que retratam a 
formação ou a reabsorção óssea. Como a formação é 
dependente da ação dos osteoblastos, os marcadores de 
formação, na realidade, medem produtos decorrentes da 
ação destas células; da mesma maneira, os marcadores 
de reabsorção medem a ação dos osteoclastos, o principal 
tipo celular envolvido na reabsorção da matriz óssea. 
(Bioquímica do tecido ósseo- UFRGS- Seminário apresentado pelo aluno JOÃO DIONÍSIO HENN na 
disciplina BIOQUIMICA DO TECIDO ANIMAL, no Programa de Pós-Graduação em Ciências Veterinárias 
da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, no primeiro semestre de 2010. Professor responsável 
pela disciplina: Félix H. D. González.) 
 
 
MARCADORES DE FORMAÇÃO ÓSSEA: 
Fosfatase Alcalina Óssea 
Esta enzima é codificada pelo gene, tecido não-específico, 
A1P, localizado no cromossoma 1.A isoenzima óssea é um 
peptídeo de 507 amino ácidos, cuja seqüência é 
exatamente igual à da isoenzima hepática; a diferença 
entre elas se dá na glicosilação, um fenômeno pós-
tradução. Em condições normais, as duas formas 
predominantes em circulação (>90% do total) de 
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fosfatase alcalina, são a óssea e a hepática, em 
quantidades equivalentes. A outra forma circulante, em 
concentrações significativas, é a forma intestinal, que 
representa menos de 5% do total. A fosfatase alcalina é 
uma ectoenzima, ou seja, está localizada na superfície 
externa da célula onde exerce sua atividade. Quando 
ancorada na superfície celular, a enzima está na forma 
de um tetrâmero, sendo que quando liberada para a 
circulação, por ação das fosfolipases C e D, o é na forma 
dimérica. No caso da isoenzima óssea, a atividade e a 
importância da enzima na formação e mineralização da 
matriz óssea ainda é mal definida. As alterações 
encontradas na hipofosfatasia, doença devida a uma 
mutação no gene codificador da enzima, 
predominantemente osteomalácia, sugerem fortemente 
que a enzima tenha papel fundamental na 
mineralização.Durante muitas décadas, a medida da 
atividade total de fosfatase alcalina foi a base do estudo 
de patologias tanto ósseas como hepáticas, partindo-se 
do pressuposto de que o aumento da atividade total seria 
devida à isoenzima específica da patologia. Em linhas 
gerais, este raciocínio é válido principalmente naquelas 
patologiasonde existe um incremento significativo, como a 
doença de Paget ou doenças obstrutivas hepáticas. No 
entanto, nas condições em que se espera uma alteração 
muitas vezes sutil dos níveis séricos, torna-se óbvia a 
perda de sensibilidade e especificidade da dosagem da 
atividade total da fosfatase alcalina. Inúmeros métodos 
foram descritos com o intuito de separar a atividade das 
duas isoenzimas, sendo os mais empregados a inativação 
térmica e a precipitação específica com lectinas (11). Com 
a descrição recente de anticorpos monoclonais 
específicos para a enzima óssea (12), alguns métodos 
específicos foram descritos, dos quais dois merecem 
maior atenção, um baseado na captura específica da 
enzima e posterior revelação por sua atividade enzimática 
intrínseca (13), e outro um ensaio imunométrico de dupla 
identificação (14). A reatividade cruzada com fosfatase 
alcalina hepática é, nos dois métodos, em torno de 15% e 
não existem estudos que mostrem superioridade de um 
método sobre outro. Um aspecto relativo ao uso e 
interpretação dos valores de fosfatase alcalina óssea é o 
fato de que eles não aumentam exclusivamente com o 
aumento da formação óssea, mas também na 
osteomalácia. Esta observação torna a enzima um ótimo 
marcador para o acompanhamento do tratamento da 
osteomalácia com vitamina D. 
Osteocalcina 
A osteocalcina é um peptídeo secretado pelos 
osteoblastos maduros, condrócitos hipertrofiados e 
odontoblastos. Apesar de ser primariamente depositada 
na matriz óssea recém formada, uma pequena fração 
entra em circulação, caracterizando esta proteína como 
marcador da atividade osteoblástica. Apesar de ser 
depositada em quantidades significativas na matriz óssea, 
sendo uma das proteínas não-colágenas mais abundantes, 
não é um marcador de reabsorção óssea pois é 
totalmente destruída quando da reabsorção promovida 
pelos osteoclastos. A osteocalcina é constituída por 49 
amino ácidos, sendo três (posições 17, 21 e 24) 
constituídos por ácido gama-carboxiglutâmico (Gla), o que 
lhe dá a peculiaridade de ligar cálcio. A função ou funções 
da osteocalcina são ainda mal definidas, apesar de sua 
estrutura indicar interação com cálcio e com cristais de 
hidroxiapatita. Adicionalmente, estudos indicam que o 
aparecimento e aumento de produção da proteína são 
coincidentes com o início do processo de mineralização 
(15). A produção de osteocalcina é um marcador do 
osteoblasto maduro (15). Outros estudos, in vitro e in 
vivo, sugerem que a osteocalcina tenha importante papel 
no recrutamento e diferenciação dos osteoclastos (16).A 
osteocalcina circula em diferentes formas moleculares, 
que incluem a forma intacta 1-49 (36%), um fragmento 
amino-terminal grande 1-43 (40%) e fragmentos 
menores (aa 1-19, 20-43, 29-49, 34%) (17). A excreção 
destes diferentes peptídeos depende da integridade da 
função renal, de maneira que mesmo pequenas 
disfunções renais podem levar a aumentos diferenciados 
das diferentes formas circulantes. O fato de várias 
formas de osteocalcina serem encontradas normalmente 
no soro e da metabolização de algumas ser dependente 
Brenna Esteves APG 24 2P 
da integridade da função renal, torna mais complexa a 
interpretação dos resultados obtidos pelos diferentes 
métodos de medida de osteocalcina sérica. Esta é uma 
razão pela qual os estudos comparativos entre métodos 
radioimunológicos mostraram diferenças significativas 
entre eles, diferenças estas independentes do padrão de 
referência empregado (18). O desenvolvimento de ensaios 
imunométricos baseados em anticorpos monoclonais 
tornou os resultados das dosagens com diferentes 
métodos mais comparáveis (19,20). No entanto, a 
interpretação dos níveis de osteocalcina deve levar em 
consideração uma série de fatores: desde a metodologia 
empregada até as condições de coleta, pois o peptídeo é 
susceptível a proteólise e deve ser coletado e manipulado 
com cuidados especiais para evitar a degradação. 
Adicionalmente, os níveis de osteocalcina também 
observam ritmo circadiano, com valores decrescentes 
durante a manhã, elevando-se lentamente à tarde e 
atingindo o pico em torno de meia noite (21). Uma 
observação adicional, e que comprova o fato de que a 
osteocalcina mede atividade osteoblástica em estágio 
diferente da medida pela fosfatase alcalina óssea, é o 
fato da correlação entre as duas medidas ser bastante 
baixa (22). 
MARCADORES DE REABSORÇÃO ÓSSEA 
Hidroxiprolina 
A excreção urinária de hidroxiprolina é um marcador 
clássico da reabsorção óssea, tendo sido usado durante 
décadas em pesquisa e diagnóstico. No entanto, o fato da 
hidroxiprolina não ser limitada ao osso, nem mesmo ao 
colágeno, contribuiu muito para o seu gradual abandono 
como exame de referência. De fato, o componente Clq do 
complemento é rico em hidroxiprolina e pode contribuir 
com até 40% do total excretado; além disto, a excreção 
é dependente da dieta, desde que alguns alimentos 
comuns (que contenham gelatina) podem contribuir 
significativamente para o pool de amino ácido excretado 
(17). Desta maneira, com o desenvolvimento dos métodos 
mais específicos para avaliação da reabsorção óssea, a 
medida de hidroxiprolina tem sido abandonada. 
Interligadores do Colágeno 
Durante a maturação do colágeno, as fibrilas colágenas 
recém depositadas na matriz extracelular são 
estabilizadas pela interligação entre radicais lisina e 
hidroxilisina de diferentes cadeias. Assim, por ação da 
enzima lisil oxidase, moléculas de lisina e hidroxilisina da 
porção terminal (telopeptídeos) das moléculas de colágeno 
formam aldeídos e se condensam com o resíduo de 
molécula adjacente formando uma estrutura interligadora 
composta de três radicais hidroxilisina (piridinolina) ou uma 
lisina e duas hidroxilisinas (deoxipiridinolina). As piridinolinas 
atuam como interligadores (cross-links) nos colágenos tipo 
I, II e III, os principais de todos os tecidos com exceção da 
pele (23). As proporções piridinolina:deoxipiridinolina variam 
de acordo com o tipo de colágeno, sendo menores no 
colágeno tipo I. Estas interligações ocorrem 
essencialmente em duas regiões da fibrila colágena: na 
região amino-terminal, onde dois amino-telopeptídeos se 
ligam na altura do resíduo 930 e na região carboxi-
terminal, onde dois carboxi-telopeptídeos se ligam na 
altura do resíduo 87. Quando os osteoclastos reabsorvem 
o tecido ósseo, eles o fazem através da secreção de uma 
mistura de proteases ácidas e neutras, que agindo 
seqüencialmente degradam as fibrilas colágenas em 
fragmentos de diferentes tamanhos. Os produtos e 
degradação que são jogados em circulação variam desde 
amino ácidos livres até fragmentos carboxi e amino-
terminais contendo interligadores (C e N-telopeptídeos). 
Os fragmentos liberados pelos osteoclastos são 
adicionalmente metabolizados pelo fígado e rins, de 
maneira a resultar em fragmentos suficientemente 
pequenos para serem excretados pelos rins por simples 
filtração glomerular. As piridinolinas, livres ou ligadas a 
fragmentos amino ou carboxi-terminais, têm uma série de 
vantagens sobre a hidroxiprolina como marcadores de 
reabsorção óssea. Eles só se originam de fibrilas 
colágenas extracelulares e maduras, os peptídeos amino 
ou carboxi-terminais têm seqüências características do 
Brenna Esteves APG 24 2P 
colágeno de onde se originaram (ex.: colágeno tipo I), e 
apesar de estarem presentes na dieta, aparentemente 
não são absorvidos. As metodologias existentes para a 
medida dos interligadores do colágeno evoluíram bastante 
nos últimos anos. Os primeiros métodos descritos que 
tiveram aplicação prática foram os baseados em técnicas 
de Cromatografia Líquida de Alta Performance (HPLC) e 
medem simultaneamente a piridinolina e a deoxipiridinolina 
totais (24,25). Estes métodos implicam em hidrólise prévia 
das amostras e se baseiam na detecção das piridinolinas 
com base em suafluorescência natural. Foram aplicados 
extensivamente, inclusive em nosso meio (26), e 
apresentam boa reprodutibilidade. No entanto, são 
métodos muito laboriosos, demorados e bastante 
dispendiosos, daí a procura por metodologias alternativas, 
mais rápidas, práticas e baratas. Dentre as alternativas 
disponíveis destacaram-se os métodos imunológicos 
baseados em anticorpos específicos contra as estruturas 
dos interligadores. Podemos classificá-los em três tipos: 
a).os baseados em anticorpos contra as piridinolinas livres 
(piridinolina e/ou deoxipiridinolina), comercializados por 
Metra Biosystems, Palo Alto, CA - USA; b).os baseados em 
anticorpo que reconhece a seqüência que inclui os 
interligadores N-terminais (N-telopeptídeo), comercializado 
como NTx por Ostex International Inc., Seattle, WA - USA 
e J&J Diagnósticos;c) .os baseados em anticorpos dirigidos 
contra a seqüência que inclui os interligadores C-terminais 
(C-telopeptídeo), comercializado como Crosslaps por 
Osteometer, Rodrove, Dinamarca. 
O USO DOS MARCADORES: 
O uso dos marcadores bioquímicos se estende, 
teoricamente, a qualquer condição que leve a uma 
alteração do metabolismo do tecido ósseo, com 
incremento ou diminuição da remodelação óssea. Condições 
de aplicação óbvia dos marcadores são no diagnóstico e 
seguimento de patologias ósseas onde são encontradas 
importantes alterações do metabolismo ósseo, como na 
doença de Paget, no raquitismo, no hiperparatiroidismo 
primário e outras mais raras. No caso de pacientes com 
alterações ósseas induzidas pelo uso de corticosteróides, 
o emprego da dosagem de osteocalcina tem indicação 
precisa desde que é o marcador mais precocemente 
alterado. No entanto, começa a se abrir, com os novos 
métodos mais específicos, a possibilidade do uso dos 
novos marcadores em situações clínicas de muito maior 
abrangência, como por exemplo, na osteoporose. 
Fonte: Artigo de Revisão: Considerações Sobre os 
Marcadores Bioquímicos do Metabolismo Ósseo e sua 
Utilidade Prática José Gilberto H. Vieira 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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