Metabolismo del calcio
Movimiento y regulación de los iones de calcio dentro y fuera del cuerpo.

Reabsorción

Intestino

Dado que se excretan aproximadamente 15 mmol de calcio en el intestino a través de la bilis por día [1], la cantidad total de calcio que llega al duodeno y al yeyuno cada día es de aproximadamente 40 mmol (25 mmol de la dieta más 15 mmol de la bilis), de los cuales, en promedio, 20 mmol se absorben (regresan) a la sangre. El resultado neto es que se absorben aproximadamente 5 mmol más de calcio del intestino del que se excreta en él a través de la bilis. Si no hay una formación ósea activa (como en la infancia) o una mayor necesidad de calcio durante el embarazo y la lactancia, los 5 mmol de calcio que se absorben del intestino compensan las pérdidas urinarias que solo se regulan parcialmente [2] .

Riñones

Los riñones filtran 250 mmol de iones de calcio al día en la pro-orina (o filtrado glomerular ) y reabsorben 245 mmol, lo que lleva a una pérdida neta promedio en la orina de aproximadamente 5 mmol/d. La cantidad de iones de calcio excretados en la orina por día está parcialmente bajo la influencia del nivel plasmático de hormona paratiroidea (PTH): los niveles altos de PTH disminuyen la tasa de excreción de iones de calcio y los niveles bajos la aumentan. [nota 1] Sin embargo, la hormona paratiroidea tiene un mayor efecto sobre la cantidad de iones de fosfato (HPO 4 2− ) excretados en la orina. [3] Los fosfatos forman sales insolubles en combinación con iones de calcio. Por lo tanto, las altas concentraciones de HPO 4 2− en el plasma reducen el nivel de calcio ionizado en los fluidos extracelulares. Por lo tanto, la excreción de más iones de fosfato que de calcio en la orina aumenta el nivel de calcio ionizado en el plasma, aunque la concentración total de calcio pueda disminuir.

El riñón influye en la concentración plasmática de calcio ionizado de otra manera. Procesa la vitamina D3 en calcitriol , la forma activa que es más eficaz para promover la absorción intestinal de calcio. Esta conversión de vitamina D3 en calcitriol también se ve favorecida por los altos niveles plasmáticos de hormona paratiroidea. [4] [5]


Excreción

Intestino

La mayor parte de la excreción del exceso de calcio se realiza a través de la bilis y las heces, porque los niveles de calcitriol plasmático (que en última instancia dependen de los niveles de calcio plasmático) regulan la cantidad de calcio biliar que se reabsorbe del contenido intestinal.

Riñones

La excreción urinaria de calcio es normalmente de unos 5 mmol (200 mg)/día, una cantidad inferior a la excretada por las heces (15 mmol/día).

Regulación

Regulación del calcio en el cuerpo humano. [6]

La concentración plasmática de calcio ionizado se regula dentro de límites estrechos (1,3–1,5 mmol/L). Esto se logra mediante las células parafoliculares de la glándula tiroides y las glándulas paratiroides , que detectan (es decir, miden) constantemente la concentración de iones de calcio en la sangre que fluye a través de ellas.

Alto nivel plasmático

Cuando la concentración de calcio aumenta, las células parafoliculares de la glándula tiroides aumentan su secreción de calcitonina , una hormona polipeptídica, en la sangre. Al mismo tiempo, las glándulas paratiroides reducen la secreción de la hormona paratiroidea (PTH), también una hormona polipeptídica, en la sangre. Los altos niveles resultantes de calcitonina en la sangre estimulan a los osteoblastos en el hueso para eliminar el calcio del plasma sanguíneo y depositarlo en forma de hueso.

Los niveles reducidos de PTH inhiben la eliminación de calcio del esqueleto. Los niveles bajos de PTH tienen otros efectos: hay una mayor pérdida de calcio en la orina, pero lo más importante es que se inhibe la pérdida de iones de fosfato a través de la orina. Por lo tanto, los iones de fosfato se retendrán en el plasma, donde forman sales insolubles con los iones de calcio, eliminándolos así del depósito de calcio ionizado en la sangre. Los niveles bajos de PTH también inhiben la formación de calcitriol (que no debe confundirse con calcitonina ) a partir del colecalciferol (vitamina D 3 ) por los riñones.

La reducción de la concentración de calcitriol en sangre actúa (comparativamente lentamente) sobre las células epiteliales ( enterocitos ) del duodeno, inhibiendo su capacidad para absorber calcio del contenido intestinal. [7] [8] [9] [10] Los bajos niveles de calcitriol también actúan sobre el hueso provocando que los osteoclastos liberen menos iones de calcio al plasma sanguíneo. [3]

Homeostasis del calcio

Nivel plasmático bajo

Cuando el nivel de calcio ionizado plasmático es bajo o cae, ocurre lo contrario. Se inhibe la secreción de calcitonina y se estimula la secreción de PTH, lo que da como resultado la eliminación de calcio del hueso para corregir rápidamente el nivel de calcio plasmático. Los altos niveles plasmáticos de PTH inhiben la pérdida de calcio a través de la orina, al tiempo que estimulan la excreción de iones de fosfato por esa vía. También estimulan los riñones para que fabriquen calcitriol (una hormona esteroide), que mejora la capacidad de las células que recubren el intestino para absorber calcio del contenido intestinal hacia la sangre, al estimular la producción de calbindina en estas células. La producción de calcitriol estimulada por PTH también hace que el calcio se libere del hueso hacia la sangre, mediante la liberación de RANKL (una citocina u hormona local ) de los osteoblastos , lo que aumenta la actividad de resorción ósea de los osteoclastos. Sin embargo, estos son procesos relativamente lentos [7] [8] [3] [9] [10]

Por lo tanto, la regulación rápida a corto plazo del nivel de calcio ionizado plasmático implica principalmente movimientos rápidos de calcio dentro o fuera del esqueleto. La regulación a largo plazo se logra regulando la cantidad de calcio absorbido desde el intestino o perdido a través de las heces. [7] [8] [9] [10]

Trastornos

Tanto la hipocalcemia (bajo nivel de calcio en sangre) como la hipercalcemia (alto nivel de calcio en sangre) son trastornos médicos graves. La osteoporosis , la osteomalacia y el raquitismo son trastornos óseos relacionados con trastornos del metabolismo del calcio y efectos de la vitamina D. La osteodistrofia renal es una consecuencia de la insuficiencia renal crónica relacionada con el metabolismo del calcio .

Una dieta adecuadamente rica en calcio puede reducir la pérdida de calcio de los huesos a medida que avanza la edad (posmenopáusica ) . [11] Una ingesta baja de calcio en la dieta puede ser un factor de riesgo en el desarrollo de osteoporosis en etapas posteriores de la vida; y una dieta con cantidades adecuadas y sostenidas de calcio puede reducir el riesgo de osteoporosis.

Investigación

El papel que el calcio podría desempeñar en la reducción de las tasas de cáncer colorrectal ha sido objeto de numerosos estudios. Sin embargo, dada su modesta eficacia, actualmente no existe ninguna recomendación médica para utilizar calcio para la reducción del cáncer.

Véase también

Notas al pie

  1. ^ El principal determinante de la cantidad de calcio excretado en la orina por día es la concentración plasmática de calcio ionizado. La concentración plasmática de hormona paratiroidea (PTH) solo aumenta o disminuye la cantidad de calcio excretado en cualquier concentración plasmática de calcio ionizado dada . Por lo tanto, en el hiperparatiroidismo primario , la cantidad de calcio excretado en la orina por día aumenta a pesar de los altos niveles de PTH en la sangre. Esto se debe a que el hiperparatiroidismo produce hipercalcemia , que aumenta la concentración urinaria de calcio ( hipercalciuria ) a pesar del aumento moderado de la tasa de reabsorción de calcio de los túbulos renales causado por el efecto de la PTH sobre esos túbulos. Por lo tanto, los cálculos renales son a menudo una primera indicación de hiperparatiroidismo, especialmente porque la hipercalciuria se acompaña de un aumento en la excreción urinaria de fosfato (un resultado directo de los altos niveles plasmáticos de PTH). Juntos, el calcio y el fosfato tienden a precipitarse como sales insolubles en agua, que forman fácilmente "cálculos" sólidos.

Referencias

  1. ^ Diem K, Lenter C. Scientific Tables . Vol. 565 (Séptima edición). Basilea: Ciba-Geigy Limited. págs. 653–654. ISBN 978-3-9801244-0-9.
  2. ^ Barrett KE, Barman SM, Boitano S, Brooks H, "Capítulo 23. Control hormonal del metabolismo del calcio y el fosfato y la fisiología del hueso" (Capítulo). Barrett KE, Barman SM, Boitano S, Brooks H: Ganong's Review of Medical Physiology, 23e: http://www.accessmedicine.com/content.aspx?aID=5244785 Archivado el 7 de julio de 2011 en Wayback Machine .
  3. ^ abc Blaine J, Chonchol M, Levi M (2015). "Control renal de la homeostasis del calcio, fosfato y magnesio". Revista clínica de la Sociedad Estadounidense de Nefrología . 10 (7): 1257–72. doi :10.2215/CJN.09750913. PMC 4491294 . PMID  25287933. 
  4. ^ Stryer L. Bioquímica (cuarta edición). Capítulo 27: "La vitamina D se deriva del colesterol mediante la acción de la luz al dividir los anillos". Nueva York, WH Freeman and Company.
  5. ^ Tortora GJ, Anagnostakos NP. Principios de anatomía y fisiología (quinta edición), pág. 696. Nueva York, Harper & Row Publishers.
  6. ^ Boron, Walter F., Boulpaep, Emile L (2003). "Las glándulas paratiroides y la vitamina D". Fisiología médica: un enfoque celular y molecular . Elsevier/Saunders. pág. 1094. ISBN 978-1-4160-2328-9.
  7. ^ abc Brini M, Ottolini D, Calì T, Carafoli E (2013). "Capítulo 4. Calcio en la salud y la enfermedad". En Sigel A, Helmut RK (eds.). Interrelaciones entre iones metálicos esenciales y enfermedades humanas . Iones metálicos en las ciencias de la vida. Vol. 13. Springer. págs. 81–137. doi :10.1007/978-94-007-7500-8_4. ISBN 978-94-007-7499-5. Número de identificación personal  24470090.
  8. ^ abc Marshall WJ (1995). Química clínica (3.ª ed.). Londres: Mosby. ISBN 978-0-7234-2190-0.
  9. ^ abc Walter F. (2003). "Las glándulas paratiroides y la vitamina D en". Fisiología médica: un enfoque celular y molecular . Elsevier/Saunders. pág. 1094. ISBN 978-1-4160-2328-9.
  10. ^ abc Guyton A (1976). ''Fisiología médica''. p.1062; Nueva York, Saunders and Co.
  11. ^ Heaney RP (abril de 2000). "Calcio, productos lácteos y osteoporosis". Journal of the American College of Nutrition . 19 (2 Suppl): 83S–99S. doi :10.1080/07315724.2000.10718088. PMID  10759135. S2CID  18794160. Archivado desde el original el 3 de agosto de 2012.
  • Calcio en Pruebas de laboratorio en línea
  • Nosek TM. "Sección 5/5ch6/5ch6line". Fundamentos de fisiología humana .[ enlace muerto ]
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