Regulacion del calcio

La fisiología del metabolismo del calcio y del fosfato, la formación del hueso y de los dientes, así como la regulación de la vitamina D, la hormona paratiroidea y la calcitonina son procesos íntimamente relacionados.

REGULACIÓN DEL CALCIO Y EL FOSFATO EN EL LÍQUIDO EXTRACELULAR Y EL PLASMA

En condiciones normales, la concentración de calcio en el LEC está regulado con exactitud y sólo en situaciones infrecuentes varía un pequeño porcentaje respecto a su valor normal aproximado que es de 2,4 mmol/L.

Este control es esencial debido al papel clave que este desempeña en procesos fisiológicos como la contracción del músculo cardíaco, liso y esquelético, la coagulación sanguínea y la transmisión de impulsos nerviosos.

Sólo el 0,1% del calcio corporal total se localiza en el LEC y el 1% en el LIC y sus orgánulos, el resto del calcio permanece en los huesos, siendo estos el reservorio más importante en el organismo.

Por su parte, el 85% del fosfato permanece almacenada en los huesos, el 14-15% es intracelular y menos del 1% se encuentra en el LEC.

CALCIO EN EL PLASMA Y EL LÍQUIDO INTERSTICIAL

El calcio existe en el plasma en 3 formas: el 41% circula combinado con proteínas plasmáticas, el 9% se encuentra en complejos con aniones y el 50% restante se encuentra ionizado y es capaz de difundirse a través de la membrana. Esta última forma de calcio es la más importante para la mayor parte de funciones del organismo, incluidos los efectos sobre el corazón y el sistema nervioso, así como la formación del hueso.

FOSFATO INORGÁNICO EN LOS LÍQUIDOS EXTRACELULARES

El fosfato inorgánico se encuentra en el plasma de 2 formas: HPO4 -2 Y H2PO4. Debido a que es difícil determinar químicamente las cantidades exactas de cada forma presente en sangre, la cantidad total de fosfato se expresa en términos de miligramos de fósforo por decilitro de sangre, la cual oscila entre 3 a 4mg/dL en adultos y 4 a 5 mg/dl en niños

EFECTOS FISIOLÓGICOS EXTRAÓSEOS DE LAS CONCENTRACIONES ALTERADAS DE CALCIO Y FOSFATO EN LOS LÍQUIDOS CORPORALES

Las variaciones de fosfato no tienen efectos corporales significativos inmediatos, al contrario de las elevaciones y descensos ligeros del calcio que sí provoca con frecuencia efectos fisiológicos inmediatos y manifiestos, por ejemplo:

-La hipocalcemia produce excitación del sistema nervioso y tetania. Esto se debe al aumento de la permeabilidad de la membrana neuronal a iones de sodio, los cuales generan un inicio rápido de los potenciales de acción. La tetania suele manifestarse cuando la concentración de calcio desciende a 6mg/dl, siendo los valores de 4mg/dl mortales.

-La hipercalcemia reduce la actividad del sistema nervioso y del músculo. El tejido nervioso se debilita y las actividades reflejas del sistema nervioso central se vuelven lentas; así mismo, el intervalo QT del corazón disminuye y causa estreñimiento y pérdida de apetito, debido a la disminución de la contractilidad de las paredes musculares del tubo digestivo.

Estos efectos depresores se hacen presentes cuando la concentración de calcio asciende por encima de 12mg/dl y cuando es mayor a 17mg/dl es probable que se precipiten cristales de fosfato cálcico por toto el cuerpo.

ABSORCIÓN Y EXCRESIÓN DE CALCIO Y FOSFATO

-Absorción intestinal y excreción fecal de calcio y fosfato. La ingesta diaria de calcio y fósforo es de aproximadamente 1000mg, de estos el calcio se absorbe mal en el intestino, pero con ayuda de la vitamina D esta se ve facilitada, de modo que se absorbe el 35% y el resto es excretado por las heces; mientras que el fosfato se absorbe con mucha facilidad.

-Excreción renal del calcio y fosfato. Aproximadamente el 10% del calcio ingerido se elimina con la orina, ya que el 90% se reabsorbe en los túbulos proximales, las asas de Henle y la porción inicial de los túbulos distales. Por su parte, la excreción renal del fosfato está controlada por un mecanismo de rebosamiento, el cual consiste en que cuando la concentración de fosfato en plasma es menor de un valor crítico de 1mmol/l, se reabsorbe todo el fosfato del filtrado

glomerular y no se pierde nada de fosfato en la orina; pero si está por encima de este valor crítico, el ritmo de pérdida de fosfato es directamente proporcional a cada fracción adicional de aumento. De este modo, el riñón regula la concentración de fosfato en el LEC a través de la modificación del ritmo de excreción de fosfato, dependiendo de la concentración plasmática de este.

EL HUESO Y SU RELACIÓN CON EL CALCIO Y EL FOSFATO EXTRACELULARES

El hueso se compone por matriz orgánica que se fortalece gracias a los depósitos de sales de calcio.

-Matriz orgánica. Está formada en el 90-95% por fibras de colágeno y el resto es un medio gelatinoso denominado sustancia fundamental, la cual está compuesta por líquido extracelular al que se asocian proteoglucanos (sulfato de condroita y ácido hialurónico)

-Sales óseas. Las sales que se depositan en la matriz orgánica están compuestas principalmente por calcio y fosfato, pero también existen iones de magnesio, sodio, potasio y carbonato. La principal sal cristalina la Hidroxiapatita.

Resistencia del hueso a la tensión y compresión. Cada fibra de colágeno del hueso está compuesta por segmentos sobre los cuales se sitúan estrechamente cristales de hidroxiapatita, los cuales proporcionan resistencia al hueso y evitan su cillazamiento.

PRECIPITACIÓN Y ABSORCIÓN DE CALCIO Y FOSFATO EN EL HUESO: EQUILIBRIO CON LOS LEC

-Mecanismo de calcificación ósea. La fase inicial es la secreción de moléculas de colágeno (monómeros de colágeno) y de sustancia fundamental (proteoglucanos) por los osteoblastos. Estos monómeros se polimerizan con rapidez para formar fibras de colágeno y el resto se convierte en osteoide, de los cuales algunos se convierten en osteocitos. A los pocos días de la formación del osteoide, las sales de calcio comienzan a precipitar sobre las superficies de las fibras de colágeno; sin embargo, los cristales que se depositan en primer lugar no son cristales hidroxiapatita sino compuestos amorfos que luego de un proceso de sustitución y adición dan lugar a las sales de hidroxiapatita.

INTERCAMBIO DE CALCIO ENTRE EL HUESO Y EL LEC

La importancia del calcio intercambiable es que brinda un mecanismo de amortiguación para evitar que la concentración de calcio iónico de los líquidos extracelulares se eleve o descienda en situaciones transitorias de exceso o falta de disponibilidad de calcio.

DEPÓSITO Y RESORCIÓN DE HUESO: REMODELACIÓN ÓSEA

El depósito de hueso es ejecutado por los osteoblastos, estos depositan de manera continua y este se absorbe también de forma continua en los lugares donde existen osteoclastos activos. Generalmente los osteoblastos se encuentran en las superficies externas de los huesos y en las cavidades óseas. Por otro lado, la resorción ósea, está a cargo de los osteoclastos, las cuales son células fagocíticas, grandes y multinucleadas cuya actividad absortiva está controlada por la paratohormona (PTH)

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