Calcio
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OMEOSTASI DEL CALCIO
Il calcio è il minerale più rappresentato
nell’organismo umano
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1-1.2 Kg Calcio / 70 Kg peso corporeo
98% nelle ossa come idrossiapatite (INSOL) Ca10(PO4)6(OH)2
OSSO: ≈ 25% collagene ≈ 75% idrossiapatite
2 % nei liquidi biologici (SOL)
2% LIC, 0.2% LEC (2.5 mM)
DISTRIBUZIONE DEL CALCIO NELL’ORGANISMO
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DISTRIBUZIONE DEL CALCIO NEL PLASMA
Ca++ ionizzato: la forma fisiologicamente attiva
Calcio legato alle proteine: soprattutto all’albumina
Calcio complessato a sostanze come: citrato, lattato, bicarbonato, fosfato
Calcio Plasmatico Totale = 9-11 mg/100 ml (2.2-2.6 mM)
4.5 mg/100ml
3.6 mg/100ml
1.0 mg/100ml
1 % nel liquido interstiziale, citoplasma delle cellule
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![Page 5: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/5.jpg)
FUNZIONI DEL CALCIO
Extracellulare/plasma
1. Mineralizzazione dell’osso
2. Coagulazione del sangue
3. Eccitabilità neuromuscolare
Intracellulare
1. Secondo messaggero
2. Contrazione muscolare
3. Secrezione ormonale e di neurotrasmettitori
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CALCIO INTRA-CELLULARE
(solubile)
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CaM= Calmodulina
FUNZIONI DEL CALCIO INTRACELLULARE
[Ca2+] > 500 nM
Es. troponina
Ac. arachidonicoDAG
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CALCIO (Ca2+) COME SECONDO MESSAGGERO
PIP2
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GLUCOSIO GLICOGENO
glicogeno sintetasi
glicogeno fosforilasi
insulina G6P
G6P Fosforilasi chinasi
Ca2+ cAMP glucagone
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Molte funzioni sono mediate da calmodulina
CaM chinasi
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17kDa148 aa
![Page 12: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/12.jpg)
elica
elica
ansa
![Page 13: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/13.jpg)
INGRESSO DEL CALCIO NEL CITOSOL
1. Canali di rilascio di Ca2+ presenti negli organelli intracellulari (ER + MITO)
2. Canali del Ca2+ presenti sulla membrana plasmatica
(VOC + ROC + SOC + canali aspecifici)
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Voltage operated channel
Receptor
operated
Intracellular
Messenger
operated
sarcoplasma (t. muscolare)
3
Contro gradiente di concentrazione
Pompe Ca2+-ATPasi
SOC
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Voltage operated channel (VOC)
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Storage operated channel (SOC)
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Receptor operated channel (ROC)
![Page 18: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/18.jpg)
CALCIO EXTRA-CELLULARE
(insolubile)
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Composizione del tessuto osseoIl tessuto osseo costituisce un’indubbia riserva di calcio
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![Page 21: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/22.jpg)
Formazione dell’osso Demolizione ossea
![Page 23: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/23.jpg)
Nel tessuto osseo è SEMPRE operante un incessante processo di rimodellamento
osseo in una zona «aperta» dove il minerale osseo si scioglie nei suoi componenti
Ca2+ e fosfato, e si ricompone
Ca2+ e fosfati
IL COINVOLGIMENTO DELL’OSSO DELL’OMEOSTASI DI CALCIO E FOSFATO
È DI ENORME IMPORTANZA FISIOLOGICA
ADULTO SANO: ~ 25% tessuto osseo si rinnova in 1 anno
![Page 24: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/24.jpg)
Visto che l'osso è composto da ca. 1/3 di proteine e 2/3 di minerali, si parla di
METABOLISMO PROTEICO METABOLISMO MINERALE
- Struttura e biosintesi del
COLLAGENE
- Elastina
- Laminina
Deposizione di
FOSFATO DI CALCIO
9-12% fosfato inorganico (PO43-)
19-26% Ca2+
2-4% carbonato (CO32-)
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Cristalli ortogonaliH5nm; L25nm; L45nm
![Page 26: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/26.jpg)
METABOLISMO DEL CALCIO
UNICO CALCIO in ingresso
CALCIO CIRCOLANTE = COSTANTE
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CALCEMIAConcentrazione di calcio nel sangue
I valori di riferimento della calcemia sono:
calcio totale sierico: 8,5 - 10,5 mg/dlcalcio ionizzato: 4,4 - 5,4 mg/dl
Calcemia è indicazione di: funzionalità delle paratiroidiassorbimento intestinale
MECCANISMI DI REGOLAZIONE
![Page 28: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/28.jpg)
↓ Ca se ↑ P
↑ Ca se ↓ P
Meccanismo di regolazione
PTH
![Page 29: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/30.jpg)
Se il prodotto ionico [A+] [B-] (prodotto di solubilità) è:
inferiore alla Kps ->> non si depositeràsuperiore alla Kps ->> si depositeràuguale alla Kps ->> la soluzione è all'equilibrio
Calcio Fosfato
Ca++ x PO4---
*4.5 mg X 7.8 mg = 35.1 mg/100 ml Maximum**
[1.1mM X 0.74 mM = 0.81 mMolare]
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Ormoni che regolano la calcemia
PARATORMONE
CALCITRIOLO
CALCITONINA
IPERcalcemizzanti
IPOcalcemizzante
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1. polipeptide a catena singola
2. Prodotto dalle paratiroidi
3. + assorbimento calcio nell’intestino
4. + riassorbimento calcio a livello renale
5. + mobilitazione calcio osseo (↑ osteoblasti)
PARATORMONE- PTH (ipercalcemizzante)
84 AA
![Page 33: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/33.jpg)
1. Forma attiva della Vitamina D3 (ormone steroideo)
2. Prodotto a livello renale, epatico e cutaneo
3. + assorbimento calcio nell’intestino
4. + riassorbimento calcio a livello renale
5. - il rilascio di calcitonina
6. ↑ sintesi di calmodulina
1,25-diidrossicolecalciferolo
CALCITRIOLO(ipercalcemizzante)
La produzione di calcitriolo è stimolata dalla diminuzione dei livelli sierici di calcio e fosfato e dall'incremento del PTH o dai livelli di prolattina
![Page 34: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/34.jpg)
SINTESI DEL CALCITRIOLO
parte dal 7 deidrocolesterolo cutaneo trasformato, per azione dei raggi solari, in colecalciferolo, successivamente idrossilato in posizione 25 a livello epatico e in posizione 1 a livello renale.
Il calcitriolo è sintetizzato a livello renale dal calcidiolo per azione di un enzima idrossilasi
![Page 35: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/36.jpg)
Presente nei tessuti cutanei (pelle)OPPUREDeriva dall’ergosterolo (D2, piante)
COLECALCIFEROLO
-OH
![Page 37: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/37.jpg)
VITAMINA D
ORMONE STEROIDEO
Esplica le sue funzioni prevalentemente legandosi ad uno specifico recettore intracitoplasmatico (VDR)
DUE FONTI DIETETICHE PRINCIPALI
Ergocalciferolo (vitamina D2)
Deriva dalle piante e dai lieviti
Colecalciferolo (vitamina D3)
Deriva dal 7-deidrocolesterolo
Si ritrova nell’olio di pesce e nel tuorlo dell’uovo
Puo’ essere sintetizzata a livello cutaneo
La vitamina D3 ottenuta dall'esposizione solare o attraverso la dieta è presente in una forma biologicamente non attiva e deve subire due reazioni di idrossilazione per essere trasformata nella forma biologicamente attiva, il CALCITRIOLO
![Page 38: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/38.jpg)
FONTI ALIMENTARI DI VITAMINA D
OLIO DI FEGATO DI MERLUZZO pesci grassi : salmone, aringheLatte e derivati (uova)FegatoVerdure verdi
SINTESI CUTANEA DI VITAMINA D
La sintesi cutanea garantisce circa l'80% del fabbisogno di Vit. D. La rimanente percentuale (apporto esogeno) deriva dall'apporto alimentare
![Page 39: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/39.jpg)
Fabbisogni giornalieri raccomandati di vitamina D
Età adulta
Crescita
Gravidanza
Soggetto anziano
10 mg (400 UI)/die
20 mg (800 UI)/die
20 mg (800 UI)/die
20 mg (800 UI)/die
Contenuto di vitamina D negli alimenti
(Apporto medio calcolato in unità internazionali (Ul) ogni 100g
Olio di fegato di
merluzzo
24.000
Anguilla 4.400
Sardina 1.440
Tonno 1.000
Salmone 650
Sgombro 600
Tuorlo d'uovo 350
Bianco d'uovo 200
Funghi 150-
300
Cacao 10
0
Burro 80
Fegato di pollo 80
Crema 40
Halibut 40
Formaggio a
pasta morbida
40
Formaggio a
pasta dura
40
Germe di grano 28
Fegato di vitello 20
![Page 40: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/40.jpg)
1. polipeptide
2. Prodotto dalla tiroide
3. + eliminazione di calcio a livello renale
4. Antagonista del PTH
5. ↑ attività asteoblasti
CALCITONINA(ipocalcemizzante)
32 AA
![Page 41: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/41.jpg)
L’assorbimento dipende da due meccanismi:
- Processo attivo (assorbe maggiori quantità) regolato da 1-25 diidrossivitamina D e dal suo recettore intestinale
(il principale meccanismo di assorbimento di Calcio nella dieta)Trasporto attivo. Come tale risulta saturabile e dipendente dalla
vitamina D (intestino tenue)
- Assorbimento passivo (piccole quantita’) lungo tutto l’intestino, avviene sempreAssorbimento del Calciodiffusione semplice paracellulare. Come tale risulta non saturabile ed indipendente dalla vitamina D (ileo)
ASSORBIMENTO DI CALCIOA LIVELLO INTESTINALE
![Page 42: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/42.jpg)
![Page 43: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/43.jpg)
CONTENUTO DI CALCIO (mg/100g ALIMENTO)
Latticini Verdure Carne-pesce Cereali Frutta
RDA= 1000mg (1g)/die
RECOMMENDED
DAILY ALLOWANCE
![Page 44: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/44.jpg)
RDA= 1000mg (1g)/die
RECOMMENDED
DAILY ALLOWANCE
![Page 45: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/45.jpg)
Assorbimento Intestinale del Calcio:
fattori che influenzano la biodisponibilità
• Aumentano
• Vit. D
• Acidità
• G.H.(ormone crescita)
• PTH (paratormone)
• Acido citrico
• Lattosio, proteine,
fosfopeptidi della
caseina (latte e
derivati)
• Diminuiscono
• Glucocorticoidi
• Acidi grassi
(malassorbimento)
• Tiroxina
• pH intestinale
elevato
• ossalati/fitati/fibre
alimentari (vegetali
cereali)
![Page 46: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/46.jpg)
Escrezione renale
Il riassorbimento prossimale è un processo attivostrettamente connesso col riassorbimento del sodio e non appare soggetto a regolazione ormonale
Solamente la quota riassorbita nel nefrone distale (circa il 10% del calcio totale riassorbito) è sottoposta ad una regolazione ormonale, principalmente da parte del paratormone ( PTH )
![Page 47: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/47.jpg)
Metabolismo mineraleDeposizione di fosfato di calcio (calcio+fosfato)
IDROSSIAPATITE
Ca10(PO4)6(OH)2
60% calcio
30% fosforo
10% ossigeno e idrogeno
La quantità di CALCIO, nel corpo umano, è di ca. 1.5% del peso corporeo (a 70 kg ca. 1'000 gr).
Gli osteoclasti, al giorno, scompongono ca. 1/2 grammo di calcio. Questo significa che lo scheletro,
in un periodo di 5 - 6 anni, viene completamente demolito e ricostruito (1'000gr / 0.5gr/dì).
[Ca] nel sangue = 2.25-2.6 mmol/L
Lo scheletro funge, oltre alle sue funzioni di sostenimento, anche come magazzino tampone per calcio e
fosforo. Se la calcemia si abbassa, gli osteoclasti intensificano il loro lavoro di scomposizione. Se invece
la calcemia aumenta, gli osteoblasti producono più fibrille sulle quali si può depositare l'idrossiapatite. Per
il fosforo, le condizioni sono simili.
Infanzia
osteoblasti > osteoclasti
crescita dell’osso
Senescenza
osteoclasti > osteoblasti
diminuzione massa ossea
↓ Ca se ↑ P
↑ Ca se ↓ P
Meccanismo di regolazione
![Page 48: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/48.jpg)
estrogeni riassorbimento
glucocorticoidi riassorbimento
ormoni tiroidei stimolano il rimodellamento
FATTORI CHE INFLUENZANO IL
TURNOVER DELL’OSSO
![Page 49: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/49.jpg)
RACHITISMO- formazione della matrice
con mineralizzazione incompleta :
perdita di resistenza
Cause:
-scarsa esposizione al sole
-dieta vegetariana stretta
-malattie epatiche e renali
![Page 50: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/50.jpg)
Osteoporosi: minore quantità di osso
composizione normale
Con l’età calcitonina e estrogeni
diminuiscono
-Estrogeni, fluoruri, calcitriolo, Calcio,
attività fisica
![Page 51: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/51.jpg)
Malattie metaboliche ossee
Difetti nella parte minerale Difetti nella parte proteica
deformazioni ma non rotture Alto rischio di rotture
Es. osteomalacia Es. osteoporosi
Nell'osteomalacia la deposizione di osteoide
nell'osso da parte degli osteoblasti come pure
la struttura dell'osso sono normali, mentre la
mineralizzazione dell'osso è insufficiente.Nei
bambini l'osteomalacia si chiama rachitismo.
Esso provoca caratteristiche deformità
strutturali delle ossa lunghe (grave
inarcamento), distorsione delle ossa del
cranio (con deformità) e ingrossamento delle
giunture condrocostali delle costole.
La causa è nella perdita dell'equilibrio fra osteoblasti e
osteoclasti. Se gli osteoclasti lavorano più velocemente degli
osteoblasti, l'osso si deteriora. Nella menopausa si riscontra un
maggiore produzione di osteoclasti, causata dalla perdita di
estrogeni correlata alla produzione di osteoclasti. Con
l'avanzare dell'età diminuisce l'attività degli osteoblasti.
![Page 52: Calcio](https://reader033.fdocumenti.com/reader033/viewer/2022060202/559c14021a28aba2098b464d/html5/thumbnails/52.jpg)
ALIMENTI PIÙ COMUNEMENTE RESPONSABILI
DELL'AUMENTO DEI LIVELLI DI OSSALATI NELLE
URINE
Vegetali a foglia verde scura (spinaci, bietole, rucola)
Barbabietole
Frutta secca a guscio
Soia e derivati
Cioccolato
Fragole
Circa il 10% delle persone è oggetto di un episodio di
calcolosi renale nel corso della vita, e circa il 70% di queste
persone va incontro a recidive.
Circa l'80% dei calcoli renali contiene calcio, e di questi
circa l'80% è formato da ossalato di calcio, in forma pura o
associata a fosfato di calcio.