REGULACION DEL CALCIO Y FOSFOROEl calcio es esencial para una gran variedad de funciones corporales. La regulacin del calcio es diferente a la de otras sustancias porque su equilibrio lo regula tanto el rin como el tubo digestivo. Al igual que el potasio sus concentraciones plasmticas son amortiguadas por las grandes cantidades de calcio existentes en el hueso que se intercambian con facilidad con las que se encuentran en el LEC. Estas reservas seas sirven como sistema amortiguador enorme porque pueden captar la entrada excesiva de calcio al cuerpo o proveerlo cuando no hay ingreso.

-En el equilibrio del calcio hay dos situaciones en razn del tiempo que deben considerarse: 1) su rpida transferencia entre el LEC y otros tejidos corporales, y 2) su lenta tasa de ingestin en el cuerpo y de excrecin de este.

-Una concentracin demasiado baja de calcio en el cuerpo pone en peligro la vida produciendo tetania.

I. LA REGULACION DEL CALCIO PLASMATICO DE MOMENTO A MOMENTO COMPRENDE SOBRE TODO EL FLUJO DE ESTE ENTRE EL HUESO Y EL PLASMA MS QUE SU ENTRADA Y SALIDA DEL CUERPO.

-El papel de los riones en el equilibrio del calcio es la regulacin a largo plazo en forma indirecta porque excretan cierta cantidad de calcio en la orina y participan en la produccin de la forma activa de la vitamina D. Sin embargo la regulacin dominante del calcio se centra menos en la excrecin y ms en la absorcin del tubo digestivo.-En tubo digestivo es importante que la mayor parte del calcio que se consume tiene una absorcin parcial y la mayor parte se elimina en el excremento. Tambin en el intestino el calcio presenta reabsorcin y secrecin pero la tasa de absorcin se mantiene con poca variacin lo cual es esencial ya que la falta de calcio en la infancia produce raquitismo y a prdida de calcio en la edad adulta osteomalacia y osteoporosis.

-La concentracin plasmtica normal de calcio es de aprox. 10mg/dl /2.5 mmol/l o 5meq/L).

-El calcio existe en el cuerpo en 3 formas principales:

1. Calcio ionizado libre. El nico con actividad biolgica en los rganos blanco.

2. Combinado con aniones como citrato y fosfato (15%)

3. Unido a protenas plasmticas (40%)

-Una primera funcin del calcio libre es que entra a las clulas por canales y desencadena exocitosis de hormonas, neurotransmisores y produce seales para la contraccin de clulas de msculo liso y cardiaco.

-La segunda funcin del calcio extracelular es la regulacin del umbral para la excitacin de las clulas nerviosas y musculares. El calcio se fija en forma reversible a las superficies de las membranas e influye en el campo elctrico que todos los canales de compuerta de voltaje perciben incluyendo a los canales de sodio. Cuando el calcio est bajo esto engaa a los canales y los hace percibir ms despolarizacin de la que en realidad se produce ocasionando disparo espontneo de las neuronas motoras. Este disparo desencadena a su vez un fenmeno de contraccin muscular inapropiada llamada tetania por calcio bajo que si es muy grave puede llevar a un paro respiratorio por espasmos en los msculos respiratorios.

-El pH tambin influye en el calcio inico ya que la albmina tiene muchos sitios aninicos que fijan en forma reversible protones y calcio compitiendo entre s por los sitios de unin. Cuando el pH aumenta (alcalosis) los protones se disocian y los iones calcio toman su lugar con lo que el calcio libre disminuye y por lo tanto hay menos calcio que se una a las membranas celulares. Por esto el paciente con alcalosis es ms susceptible a la tetania.SITIOS EFECTORES PARA EL EQUILIBRIO DEL CALCIO:

1. TUBO DIGESTIVO:

-la mayor parte del calcio ingerido no se absorbe y sale por el tubo digestivo con el excremento. El control hormonal de este proceso es el principal regulador para mantener el equilibrio del calcio total del calcio.

2. RIONES:

-Controlan el calcio mediante filtracin y resorcin.

-El 60% del calcio es filtrable y el resto se queda unido a protenas plasmticas.

-Del calcio filtrado 60% se reabsorbe en TCP y el resto en la rama gruesa ascendente, el TCD y el sistema del conducto colector. En total un 97 a 99% se reabsorbe.

-En TCP y Rama gruesa ascendente la reabsorcin se da por va paracelular en forma pasiva impulsado por la reabsorcin del sodio.

-En segmentos ms distales se da por transporte activo transcelular: en TCD ingresa por canales de calcio y sale por la membrana basolateral en forma activa mediante una combinacin de actividad de un antiportador de Ca/Na y una ATPasa. En los canales de Ca es donde se da la regulacin endcrina en el rin por la PTH.-La cantidad de calcio que se excreta en la orina es un promedio igual a la cantidad neta de calcio nuevo que ingresa al cuerpo por el tubo digestivo por lo que los riones ayudan a conservar un equilibrio en el calcio corporal total. Pero los cambios en la excrecin renal son mucho menores que los que se observan con el sodio o el potasio porque la mayor parte del calcio de la dieta no entra a la sangre y si la ingesta aumenta mucho el aumento en el calcio urinario es menor al 5%. En cambio cuando la ingesta de calcio disminuye a niveles extremadamente bajos hay una reduccin lenta de la concentracin urinaria pero no desaparece del todo an en semanas.

-Ya que el calcio se filtra y reabsorbe pero no se secreta: Excrecin de Ca = Ca filtrado-Ca reabsorbido, pero existen numerosos factores que influyen en este proceso ya que del calcio de la dieta el hueso acta como un gran amortiguador por lo que ante un aumento en la dieta solo se ver un incremento ligero en la concentracin plasmtica. Otros factores que influyen la excrecin de Calcio sin que tengan como finalidad mantener la homeostasis incluyen hormonas, frmacos, iones y transtornos cidos base.-Una de las influencias ms importantes es la ingesta aumentada o disminuda de sal ya que la reabsorcin pasiva de calcio en el TCP depende de la resorcin del sodio al igual que en la rama gruesa ascendente. Otro factor es la presencia de acidosis ya que esta inhibe la reabsorcin de calcio y aumenta su excrecin mientras que la alcalosis incrementa la reabsorcin de calcio y disminuye su excrecin.

3. HUESO:

-Es un depsito esencial del calcio y funciona como sistema amortiguador de importancia crucial. Cada da aproximadamente se desplazan 0.5g de calcio entre el hueso y el plasma entrando y saliendo varias veces.

-Hay que recordar que la masa sea est formada en su mayor parte por una estructura proteinacea de colgena en la que se depositan cristales minerales duros de hidroxiapatita. La hidroxiapatita es un complejo de iones de calcio, fosfato e hidroxilo. Esta masa est penetrada por un laberinto de conductos pequeos que contienen lquido, clulas llamadas osteocitos y vasos sanguneos. El lquido del hueso es diferente al plasma ya que contiene menos calcio y ms potasio. Las superficies seas que son sitios potenciales de comunicacin entre elhueso y el plasma sanguneo estn recubiertas por un revestimiento de clulas llamadas membrana sea que separa el lquido del hueso de los otros lquidos corporales.-El movimiento del calcio a travs de la membrana sea forma el sistema amortiguador de accin rpida que protege el plasma sanguneo contra las grandes oscilaciones de la concentracin de calcio a lo que se llama osteolisis osteoctica.

-La regulacin a largo plazo est dada por la remodelacin sea que afecta la estructura del hueso y en ella participan clulas gigantes multinucleadas llamadas osteoclastos que producen erosin en la matriz sea, misma que es llenada por los osteoblastos. El desequilibrio en el proceso de remodelacin durante un periodo prolongado genera osteoporosis.

CONTROL HORMONAL DE LOS SITOS EFECTORES:

-La regulacin del calcio se da por la accin de dos hormonas:

1. VITAMINA D:

-La vitamina D es un grupo de molculas que derivan del colesterol. La vitamina D3 o colecalciferol se sintetiza por accin de la radiacin UV en el 7 deshidrocolesterol que se encuentra en la piel. Esta forma activa de la vitamina D acta estimulando la absorcin intestinal de calcio y fosfato. En los nios esto garantiza que se tenga sustrato para la formacin de hueso, es decir que la vitamina D regula lo que entra de calcio al cuerpo.

-Otro miembro de esta familia es la vitamina D2 o ergocalciferol que es diferente de la D3 por un grupo metilo adicional y un doble enlace entre dos de los carbonos, ambas actan en forma idntica pero la D2 se le adiciona como complemento a los alimentos.

-Un punto importante es que ni la D2 ni la D3 son biolgicamente activas sino que deben someterse a cambios metablicos en el cuerpo antes de poder actuar. Para esto el Hgado hidroxila la vitamina D en la posicin 25 y despus el Rin en el tbulo proximal la vuelve a hidroxilar en la posicin 1 de forma que al final contiene 3 grupos hidroxilo quedando como 1,25 dihidroxivitamina D y cuando esta deriva de la D3 se le llama calcitriol.

Esta es la forma activa de la vitamina D que acta en los rganos blanco y se le considera una hormona porque se forma en el cuerpo.

-La accin principal del calcitriol es estimular la absorcin activa de calcio y fosfato en el intestino. No est claro cmo se realiza esto pero una funcin del calcitriol es estimular la sntesis de protenas que participan en el ingreso del calcio desde la luz intestinal en forma pasiva, atravesar la clula y su salida por la membrana basolateral intestinal en forma activa. Su accin en hueso y rin es mucho menor que en el intestino por lo que una deficiencia de calcitriol representa una absorcin disminuida por el intestino.

2. PARATOHORMONA PTH

LA PTH ES ESENCIAL TANTO PARA CONSERVAR EL FLUJO APROPIADO DE CALCIO ENTRE HUESO Y PLASMA COMO PARA MANTENER CONCENTRACIONES ADECUADAS DE VITAMINA D.

-Esta hormona acta tanto en tubo digestivo, rin y hueso.

-Su vida media es < a 10 minutos y su secrecin depende en todo momento de los niveles del calcio en LEC que baan a las clulas de las glndulas paratiroides, por lo que una concentracin disminuida aumenta su produccin y una concentracin elevada la disminuye.

-Este sistema permite mantener el calcio plasmtico libre en una concentracin aproximada de 5mg/dl.

-El fosfato tambin regula su produccin ya que una concentracin elevada estimula la secrecin de esta hormona.

-La PTH tiene 4 funciones definidas:1. Aumenta el paso de calcio del hueso al LEC estimulando la ostelisis osteoctica, que es el proceso de recuperacin rpida del calcio, y la resorcin lenta efectuada por los osteoclastos quedando de esta manera el calcio del hueso disponible para su regulacin extracelular.

2.Estimula la activacin de la vitamina D al estimular la hidroxilacin de la vitamina D en el rin lo que garantiza que ingrese al cuerpo una cantidad suficiente de nuevo calcio para reemplazar el que se tom del hueso.

3.Incrementa la resorcin tubular renal de calcio a nivel de tbulo contorneado distal aumentando su ingreso por los canales de calcio en la membrana apical y esto estimula su expulsin basolateral mediante la ATP asa de calcio y el antiportador Na / Ca disminuyendo entonces su excrecin urinaria.

4.Reduce la resorcin tubular de fosfato aumentando su excrecin urinaria. Esto compensa la cantidad aumentada de fosfato en el LEC producto de la ostelisis osteoctica y de la mayor absorcin intestinal tambin de este. Si se encuentran concentraciones elevadas de calcio y fosfato puede producir trantornos patolgicos en diferentes rganos incluyendo corazn y vasos sanguneos por la formacin de complejos insolubles de fosfato de calcio. CONSERVAR LAS CONCENTRACIONES DE FOSFATO DENTRO DE LOS LIMITES NORMALES PERMITE LA RECUPERACION NORMAL DE CALCIO DESDE EL HUESO.

-El aumento en la concentracin extracelular de calcio reduce la secrecin de PTH y un aumento en las prdidas urinarias y fecales de calcio y movimiento neto de este desde el LEC hacia el hueso.

-Cuando existe un hiperparatiroidismo primario todos estos efectos se ven aumentados y su efecto persistente lleva a una resorcin de hueso aumentada con adelgazamiento y formacin de reas o quistes por completo desprovistos de calcio, as como depsitos de calcio en diversos tejidos corporales incluyendo los riones con formacin de clculos. El calcio urinario puede aumentarse debido a que su carga filtrada se aumenta y sobrepasa su reabsorcin.

REGULACION DEL FOSFATO:-Aproximadamente un 5 a 10% el fosfato plasmtico est fijo unido a protenas por lo que slo se filtra de un 90 a 95% en el corpsculo renal, de este un 75% se reabsorbe en TCP en forma activa con un simportador de sodio.-Cuando la concentracin de fosfato plasmtico se aumenta ya sea por aumento en la resorcin desde el hueso o por aumento en la ingesta la concentracin de fosfato excretado en la orina aumenta debido a que el transporte del fosfato pertenece a un sistema tubular mximo pero su carga filtrada normal es un poco mayor que el valor de Tm por lo que la capacidad de resorcin se satura a cargas filtradas normales por lo que cualquier aumento en la carga filtrada lo nico que hace es aumentar la cantidad que se excreta.

-Ante una acidosis se promueve la liberacin de calcio y fosfato desde el hueso. Este aumento en la concentracin plasmtica de fosfato y por lo tanto en su carga filtrada permite que haya mayor amortiguador titulable en el tbulo colector para ayudar a remover el exceso de iones hidrgeno por la acidosis.

-Otras hormonas tambin alteran la resorcin de fosfato por ejemplo la insulina la aumenta y el glucagon la reduce.

-Ante una insuficiencia renal se reduce la excrecin de fosfato lo que conduce a una hiperfosfatemia y a un aumento en la concentracin de PTH lo que lleva a una osteoporosis en este caso por un hiperparatiroidismo secundario. Para tratar esta hiperfosfatemia en la IRC se reduce su absorcin por el tubo digestivo mediante la administracin de grandes dosis de calcio que forma complejos con el fosfato en el tubo digestivo lo que reduce la disponibilidad de fosfato absorbible. Adems se dan dosis exgenas de calcitriol lo cual suprime la expresin del gen de la PTH en la glndula paratiroides y aunque se aumenta la absorcin de fosfato en tubo digestivo es mucho ms importante disminuir la PTH porque reduce la resorcin excesiva de hueso.