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01/05/2012
El ion calcio regula un número determinado de procesos fisiológicos y bioquímicos
• EXCITABILIDAD NEUROMUSCULAR
• LA COAGULACIÓN SANGUINEA
•
LOS PROCESOS SECRETORIOS
• LA INTEGRIDAD DE LAS MEMBRANAS Y EL TRANSPORTE EN LA MEMBRANA
PLASMATICA;
• LAS REACCIONES ENZIMÁTICAS
•
LA LIBERACIÓN DE HORMONAS Y NEUROTRANSMISORES
•
LA ACCIÓN INTRACELULAR DE ALGUNAS HORMONAS
• LA MINERALIZACIÓN OSEA
Juan Videla A.
Enfermero - Prof. Biología
Magíster en Educación Superior
[email protected]
Hormonas en la regulación del calcio
1. El intestino, los riñones y el hueso regulan el equilibrio de calcio y fosfato.
2. Participan tres hormonas:
hormona paratiroidea (PTH)
calcitonina
calcitriol (1,25(OH)2D3), el metabolito hormonal activo de la vitamina D3.
Juan Videla A.
Prof.Biología- Enfermero
Glándula paratiroides
Las cuatro glándulas paratiroides están localizadas por detrás de la glándula tiroides.
Producen la hormona paratiroidea (parathyroid hormone, PTH), que es segregada por las
células principales, células oxífilas y células del núcleo claro, ésta hormona es el principal
regulador de la fisiología del calcio. La PTH actúa directamente sobre el hueso y sobre el
riñón e indirectamente sobre el intestino. Las concentraciones séricas de PTH están
estrechamente reguladas por un mecanismo de retroalimentación negativa. El Ca, a través
del sensor de Ca, y la vitamina D, a través de su receptor nuclear, inhiben la síntesis y
liberación de PTH.
Juan Videla A.
Prof.Biología- Enfermero
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Paratohormona (PTH)
• Polipéptido de 84 aa. Producido y almacenado en las
glándulas paratiroides.
• La porción amino terminal (1-34) es la activa
biológicamente.
• Función:
– Regular la concentración sérica de Ca++.
– Regular el metabolismo óseo.
• Regulada por la concentración de Ca++ iónico.
• El magnesio regula, de forma similar al Ca++, la secreción
de PTH.
• En la hipomagnesemia severa y mantenida, hay secreción
de PTH defectuosa.
Receptores de PTH
• Tipo I: Regulan el metabolismo mineral.
Se encuentran en: hueso, riñón e intestino.
• Tipo II: Acción desconocida.
Ubicados en: cerebro e intestino.
Su ligando fundamental es un péptido parecido a la PTH.
Acciones de la PTH
Acciones de la PTH
• En intestino: Potencia la acción de la vit. D.
• En hueso: Favorece la resorción ósea.
• En riñón:
– Aumenta la reabsorción de Ca++
– Inhibe la reabsorción de fosfato.
– Favorece la eliminación de bicarbonato, favoreciendo la
acidosis metabólica.
– Estimula la conversión de 25(OH)D3 a 1,25(OH)2D3 al
estimular la 1-25  hidroxilasa.
1. La PTH es un polipéptido producido por las glándulas paratiroides y regulado por
el Ca2+ plasmático.
2. La secreción es estimulada por una concentración plasmática baja de Ca2+ y suprimida
por una concentración alta de Ca2+.
3. La principal acción esquelética de PTH es la estimulación de la resorción ósea por
los osteoclastos. (que provoca liberación de calcio iónico y fosfatos hacia la sangre)
a. Además de la estimulación de la actividad de osteoclastos, la PTH también aumenta
su número.
b. La resorción del hueso por los osteoclastos depende de un aumento de la
concentración de H+ en la zona de resorción y una mayor secreción de enzimas
lisosómicas para promover la fragmentación de la matriz ósea.
4. En el riñón
a) la PTH promueve la pérdida de HPO4-2 desde la sangre hacia la orina
b) Disminuye la velocidad de pérdida de calcio y magnesio de la sangre hacia la orina
(aumentando la resorción tubular renal de Ca2+)
c) Promueve la 1-hidroxilación de la 25-hidroxivitamina D (calcitriol).
5. La PTH estimula una mayor absorción intestinal de Ca2+.
Juan Videla A.
Prof.Biología- Enfermero
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Vitamina D
El origen de la vitamina D es doble:
1.
Cutáneo: El colecalciferol (D3) producido en la piel por la acción de la
luz solar.
2.
Dieta: Vitaminas D1, D2 (vegetales y cereales) y D3 se encuentra en el
hígado, pescado y leche.
El objetivo de la Parathormona es: “Que exista calcio en la sangre” Desde 3 fuentes de Ca++:
1. En el túbulo distal renal promueve absorción de Ca a sangre (además de Mg e H, y de eliminación
de PO4H y K);
2.En las células tubulares activa la Vit D3 (que en intestino absorberá Ca a sangre); y
3. Reabsorbe Ca desde hueso a sangre (en 2 formas: rápida y lenta).
Vitamina D
Vitamina D
• La vitamina D3 es metabolizada en el hígado a 25 (OH) D3
• En el riñón es hidroxilada en el carbono 1 formando
1,25(OH)2D3 (calcitriol) por la enzima 25(OH)2D3-1
hidroxilasa.
Es el metabolito más activo.
• El calcitriol está regulado por la PTH (aumenta PTH, aumenta
calcitriol).
• La hidroxilación renal es inhibida por la calcitonina.
•
•
La vitamina D realiza un feed-back inhibitorio sobre la secreción de PTH.
Acciones:
1. Intestino: Aumenta la absorción de Ca++.
2. Hueso: Facilita la resorción ósea de forma sinérgica con la PTH.
3. Riñón: Favorece la reabsorción tubular de Ca++ y P.
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Vitamina D:
La vitamina D3 facilita la
absorción de Ca+ en
intestino
a. forma proteína fijadora
de calcio de larga
duración (semanas);
b. forma ATPasa de
bombas de calcio en el
borde ciliado intestinal;
c. forma fosfatasa alcalina.
El colecalciferol (VitD3) se adquiere comiendo
vegetales o tomando sol; se almacena en
hígado donde se convierte a 25hidroxicolecalciferol (25 Vit.D3) teniendo una
concentracion constante en sangre; y, por
último en los riñones se convierte en 1-25
dihidroxicolecalciferol (1-25 Vit D3) única
forma activa y funcional de esta vit.
Calcitriol (METABOLITO ACTIVO DE LA VITAMINA D)
1. El 7-dehidrocolesterol se convierte en colecalciferol (vitamina D3) en la piel por
efecto de la luz solar
2. La vitamina D3 es transportada por una proteína unidora de esteroles hacia el hígado,
donde se hidroxila para formar la 25 (OH)D3, principal forma circulante de
la vitamina D3.
3. La 25-(OH)D3 se transporta al riñón, donde ocurre hidroxilación para formar calcitriol,
el metabolito activo de la vitamina D3.
4. La deficiencia de calcitriol en niños produce raquitismo (osteoide no calcificado) y
la deficiencia de vitamina D en adultos produce osteomalacia.
5. Los factores que aumentan la formación de vitamina D3 incluyen:
a. PTH
b. Ca2+ sérico bajo
c. Ingestión de fosfato
d. Prolactina, GH e insulina (que no se consideran reguladores primarios).
Juan Videla A.
Prof.Biología- Enfermero
6. Las funciones del calcitriol incluyen:
a. Aumento de la absorción de Ca2+ y PO4 3- por el intestino delgado.
b. Aumento de la resorción de Ca2+ por el túbulo contorneado distal renal.
c. Estimulación de la resorción ósea con altas concentraciones.
7. El calcitriol media el efecto de PTH de aumento de la absorción intestinal de Ca2+.
Juan Videla A.
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CALCITONINA
Es una hormona hipocalcémica , liberada por la Tiroides, que actúa en diversas especies de
mamíferos como antagonista de la PTH.
Parece tener poca importancia fisiológica en el ser humano, tal vez en la homeostasia del Ca.
La acción hipocalcémica se obtiene principalmente a:
•
•
En primer lugar a la inhibición de la resorción ósea mediada por osteoclastos.
En segundo lugar, estimulando la eliminación renal del calcio.
Acciones:
•
•
Hueso: Inhibe la resorción ósea ocasionando una disminución del Ca++ y P séricos.
Riñón: Disminuye la reabsorción tubular de Ca++, P y inhibe la hidroxilación del
calcitriol.
Es eficaz en el tratamiento de la osteoporosis
CONTROL DE LA SECRECION : ALTOS NIVELES DE CALCIO, ESTIMULAN SU SECRECIÓN;
BAJOS NIVELES DE CALCION INHIBEN SU SECRECIÓN
ACCIONES PRINCIPALES : DISMINUYE LOS NIVELES DE CALCIO Y DE FOSFATO AL INHIBIR
LA RESORCION OSEA POR LOS OSTEOCLASTOS Y AL ACELERAR LA CAPTACION DE CALCIO
Y FOSFATOS HACIA LA MATRIZ DEL HUESO
Juan Videla A.
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HOMEOSTASIS DEL CALCIO
HOMEOSTASIS DEL CALCIO
CALCITONINA ( FLECHAS VERDES) , PTH ( FLECHAS AZULES ), CALCITRIOL (FLECHAS NARANJA)
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HOMEOSTASIS DEL CALCIO
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INSULINA
Es una pequeña proteína con dos cadenas peptídicas A y B de 21 y 30 aminoácidos. Se sintetiza
como una cadena única que recibe el nombre de preproinsulina, la cual es rota para dar una
cadena más corta con dos enlaces intracatenarios mediante puentes disulfuro, esta molécula
se denomina proinsulina.
Es almacenada en gránulos de secreción y convertida en insulina mediante la separación de
una parte de la cadena que se denomina péptido C.
Aunque el péptido C no tiene actividad biológica, se secreta en una razón molar 1:1
con la insulina y sirve como marcador útil de su secreción.
La insulina es secretada mediante exocitosis en respuesta a un incremento de glucosa en
sangre, se secreta a la vena porta hepática alcanzando el hígado directamente. Su vida media
es de sólo unos 10 minutos.
PROCESO DE SÍNTESIS DE
INSULINA ENDÓGENA
REGULACION DE LA SECRECION DE INSULINA
PRE-PROINSULINA
FACTORES QUE AUMENTAN LA
SECRECION DE INSULINA
FACTORES QUE DISMINUYEN LA
SECRECION DE INSULINA
• AUMENTO GLICEMIA
• AUMENTO AMINOACIDOS (arginina,
lisina, leucina)
• AUMENTO ACIDOS GRASOS
• GLUCAGON
• PIG
• ACETILCOLINA
• DISMINUCION GLICEMIA
• SOMASTOTATINA
• NORADRENALINA, ADRENALINA
PIG : péptido insulinotropo dependiente de glucosa
PC2
PC3
PROINSULINA
INSULINA
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MECANISMO DE SECRECION DE LA INSULINA
Receptor de insulina (IR). Mecanismo de acción.
Es una glicoproteína transmembrana compleja consistente en 4
subunidades:
• 2 subunidades α del lado extracelular
• 2 subunidades β poseen un dominio extracelular, un dominio
transmembrana y un dominio intracelular.
Cuando se activa por la insulina, la parte intracelular de una de las
subunidades β actúa como tirosincinasa específica.
La unión de la insulina a las subunidades α del receptor provoca un
cambio conformacional de las subunidades β (cambio que estimula la
actividad kinasa del receptor), lo que induce la autofosforilación de las
subunidades β.
Posteriormente el receptor fosforilado fosforila las proteínas
intracelulares.
La insulina regula por disminución sus propios receptores. Por ello, la
cantidad de receptores de insulina es mayor en el ayuno prolongado y
menor en la obesidad.
Juan Videla A.
Prof.Biología- Enfermero
La insulina, promueve la captación de glucosa
Juan Videla A.
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GLUCAGON
Estructura química
Es un péptido de 29 aminoácidos sintetizado y segregado por las células α del páncreas
endocrino . Actúa sobre hígado y tejido adiposo. El segundo mensajero del glucagón es el
AMPc.
ACCIONES DE LA INSULINA
1.- DISMINUYE LA GLICEMIA
a) aumenta la captación de glucosa
b) estimula formación de glucógeno
c)disminuye la gluconeogénesis
2.-DISMINUYE LAS CONCENTRACIONES SANGUINEAS DE AC. GRASOS Y CETOACIDOS
a) estimula la lipogénesis e inhibe la lipólisis
b) inhibe formación de cetoácidos hepáticos
3.- DISMINUYE LA CONCENTRACION SNGUINEA DE AMINOACIDOS
Estimula captación de aminoácidos en las células , aumenta síntesis proteica e
inhibe degradación proteica (efecto anabólico)
4.-DISMINUYE CONCENTRACION DE POTASIO
Aumenta captación de potasio en la célula , por ello disminuye potasio sanguíneo
ACCIONES DEL GLUCAGON
REGULACION DE LA SECRECION DE GLUCAGON
FACTORES QUE AUMENTAN LA
SECRECION DE GLUCAGON
FACTORES QUE DISMINUYEN LA
SECRECION DE GLUCAGON
• DISMINUCION GLICEMIA
• AUMENTO AMINOACIDOS (arginina)
• CCC ( avisa a células α cuando hay
comida rica en proteínas)
• NORADRENALINA , ADRENALINA
• ACETILCOLINA
• EJERCICIO
• ESTRES
•
•
•
•
AUMENTO GLICEMIA
INSULINA
SOMATOSTATINA
ACIDOS GRASOS , CETOACIDOS
1.- AUMENTA LA GLICEMIA
a) aumenta la glucogenólisis e impide la incorporación de glucosa al glucógeno
b) aumenta la gluconeogénesis
2.- AUMENTA LA CONCENTRACION SANGUINEA DE ACIDOS GRASOS Y CETOACIDOS
estimula la lipólisis, en especial cuando las cifras de insulina son muy
bajas, lo que lleva a la formación de cuerpos cetónicos
Juan Videla A.
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SOMATOSTATINA
EFECTOS FISIOLOGICOS SOMATOSTATINA
liberada por células delta pancreáticas..
La somatostatina inhibe la secreción de insulina, glucagon y polipéptido pancreático ; la
insulina impide la secreción de glucagon y este último estimula la de insulina y
somatostatina.
1.- INHIBE LA SECRECION DE INSULINA Y GLUCAGON
Puede actuar localmente en los islotes de langerhans
2.- DISMINUYE LA MOTILIDAD DEL ESTOMAGO, DUODENO Y VESICULA BILIAR
3.- DISMINUYE LA SECRECION Y ABSORCION EN EL TRACTO GASTROINTESTINAL
El rol de la somatostanina , sería extender el período en el cual los nutrientes son asimilados
en la sangre.
Además la disminución de insulina y glucagón, disminuye la utilización de los nutrientes
absorbidos por los tejidos , esto previene que se consuman en forma rápida y que permanezcan
disponibles por un período más largo
HORMONAS REGULADORAS DE LA GLICEMIA
CORTISOL
GH
TIROXINA
GLUCAGÓN
CATECOLAMINAS
INSULINA
Estimula ingreso
de glucosa en
tejidos a través del GLUT-4
HIPOGLICEMIA
Estimula liberación
de glucosa desde
los tejidos
GLICEMIA
70-110
mg/dL
HIPERGLICEMIA
Juan Videla A.
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Fox, Stuart Ira.
Human physiology / Stuart Ira Fox. — 12th ed. McGraw_Hill (2011)
Tortora / Derrikson
Principles of Anatomy and Physiology – 12th ed. Wiley & sons ( 2009)
Guyton, Arthur C.
Textbook of medical physiology / Arthur C. Guyton, John E. Hall.—11th ed.
Elsevier ( 2006)
Ganong.
Fisiología Médica 23º ed. – ed. McGraw-Hill (2010)
Costanzo, L.
Temas clave Fisiología 4º ed. – ed. Lippincott ( 2008)
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