Calcio

Introducción

El calcio es esencial para muchas de las funciones intra y extracelulares. Entre ellas encontramos:

1. Reacciones enzimáticas y estabilidad de membrane

2. Sistemas de señal de segundos mensajeros

3. Conducción nerviosa y transmisión neuromuscular

4. Liberación de hormonas por exocytosis

5. Contracción muscular (m. liso y esquelético)

6. Coagulación sanguínea

7. Producción láctea

8. Integridad estructural de huesos y dientes

El calcio se distribuye por todo el organismo, primero extracelularmente y, a continuación, intracelularmente. A nivel intracelular los niveles se mantienen muy bajos (10,000 veces menos que en el suero); el 99% del calcio se encuentra en la matriz extracelular de los huesos, en forma de hidroxiapatita.

En el suero, el 55% del calcio se ioniza (ésta es la forma biológicamente activa) y el 10% del calcio se encuentra en complejos, como el citrato o fostato. Y el 33% se encuentra unido a proteínas plasmáticas. Los complejos, junto con la forma ionizada, constituyen el calcio no filtrable.

La cantidad de calcio extracelular se puede medie de dos modos:

1. Como calcio total – los niveles normales son de 2,45-2,83 mmol/l y están influenciados por los niveles de proteínas séricas

2. Como calcio ionizado – los niveles normales son de 1,13-1,33 mmol/l. Esta es la forma biológicamente activa.

Es importante un manejo cuidadoso y una utilización rápida de las muestras para obtener resultados válidos. También pueden verse afectados por cambios ácido-base.

Anormalidades del Calcio Sérico

Niveles elevados de calcio en sangre (hipercalcemia) pueden ser debidos a un aumento en la concentración de paratohormona (PTH) o de vitamina D3 activa. Niveles bajos de calcio (hipocalcemia) pueden deberse a un descenso en la PTH, poca activación de la vitamina D o una inhibición de la movilización ósea de calcio, por parte de la calcitonina.

Homeostasis del Calcio

Hay mecanismos de regulación que mantienen la homeostasis del calcio:

Sistema Tampón

Por calcio intercambiable, que se encuentra en el hueso en forma de sales – fosfato cálcico (CaHPO4), que se encuentra en un estado de equilibrio reversible con el calcio y el fósforo en el fluido extracelular.

Regulación Hormonal

Se lleva a cabo por hormonas producidas en los riñones, en las glándulas paratiroides y en las células C (también llamadas células parafoliculares) de la glándula tiroides:

1. Las células principales, de la glándula paratiroides, secreta paratohormona, que AUMENTA los niveles de calcio en sangre.

2. Los riñones activan la vitamina D3, para crear vitamina D3 activa, también conocida como calcitriol, que AUMENTA los niveles de calcio en sangre.

3. Las células C secretan calcitonina que BAJA los niveles de calcio en sangre.

Paratohormona

La síntesis de PTH se realiza a partir de la conversión de preprohormona de 115 aminoácidos a prohormonade 90 aminoácidos. Ésta, posteriormente se empaqueta en vesículas como una molécula de ácido PTH de 84 aminoácidos. Es secretada por las células principales de la glándula paratiroidea continuamente, con una secreción basal del 25% de la producción máxima. Dicha secreción aumenta con una bajada del calcio ionizado en sangre (hipocalcemia). La regulación de la PTH es muy sensible, debido a que los receptores de membrana de las células principales se acoplan a proteínas G. La estimulación del receptor, desciende la secreción, es, por tanto, un mecanismo de retroalimentación negativa. La vida media de la PTH en circulación es corta, menos de 10 minutos, lo que también permite una óptima regulación de los niveles de calcio. La PTH se metaboliza en hígado y riñones.

La PTH aumenta los niveles de calcio por acción sobre los huesos. Podemos distinguir dos fases:

1. Fase Rápida - Esta fase empieza en minutos y aumenta progresivamente por horas. La PTH actúa sobre los osteoblastos y osteocitos existentes, para aumentar la recogida de calcio del fluido óseo. Posteriormente, los cristales de fosfato cálcico cercanos sustituirán el calcio eliminado.

2. Fase Lenta - Ésta fase incluye a activación de osteoclastos y la creación de nuevos osteoclastos. Tarda aproximadamente 48 horas en activarse. No hay receptores para la PTH en osteoclastos, por lo que la señal proviene de osteoblastos y osteocitos existentes. Ésta fase lleva a la depleción del mineral óseo.

La PTH también aumenta los niveles de calico en sangre por activación de los riñones. La PTH aumenta la reabsorción de calico a nivel de los túbulos distales y túbulos colectos. También aumenta la reabsorción de magnesio esto ocurre a expensas del fósforo en el tubule proximal. Por tanto, se reabsorben Ca y Mg, y se elimina K con la orina.

Por último, la PTH también aumenta por acción del trato GI, por diferentes efectos que tiene la activación de la vitamina D3.

Calcitriol (o Vitamina D3 Activada)

El calcitriol, o 1,25-dihydroxycholecalciferol es el metabolite active de la vitamin D. Se clasifica como una hormona esteroidea y actúa aumentando los niveles de calcio en sangre.

Hay dos fuentes de vitamina D3 - 1. Vitamina D2 que es producida por plantas (ergocalciferol).

2. Vitamina D3 producida por animales (colecalciferol), es una grasa soluble procedente del colesterol.

La vitamina D también puede obtenerse de 7-dihidrocolesterol por radiación ultravioleta, a una longitud de onda de 300nm en la piel. Ésta no es una fuente muy común en animales, ya que la mayoría de la piel está cubierta con pelo.

Síntesis de Vitamina D Activa

La vitamina D2 o D3 proveniente de la dieta o de la piel, se transporta en la sangre unida a globulina de unión a la vitamina D. Hasta el hígado, donde se convierte en 25-hidroxicolecalciferol (25-(OH)Vitamina D3). Esto se almacena en el tejido adiposo. La activación necesita hidroxilación por la enzima '1-a-hidroxilasa', que convierte 25-hidroxicolecalciferol en 1,25- dihidroxicolecalciferol, que es la VITAMINA D3 ACTIVA.

La regulación de este proceso se lleva a cabo en el riñón, regulado por la concentración de PTH. La enzima antagonista a la 1-a-hidroxilasa, es la 24-hidroxilasa, la cual crea una forma inactiva de la vitamina D3. La PTH aumenta la actividad de 1-a-hidroxilasa para aumentar la cantidad de vitamina D3.

Funciones

Hay cuatro funciones biológicas del calcitriol:

1. Aumentar la absorción intestinal de calcio, por transporte activo - El calcitriol aumenta la síntesis de calbidina, que transporta el calcio del lumen intestinal hacia la vitamina D activada por bombas calcio ATPasa en la superficie basolateral de la membrana de los enterocitos (vía transporte secundario). Este proceso dura unas 48h.

2. Aumenta la absorción intestinal de fósforo - Éste se absorbe en el intestino delgado por mecanismo de transporte activo sensibles al calcitriol.

3. Reduce la excreción renal de calcio y fósforo - El calcitriol actúa sobre el epitelio del túbulo renal, para aumentar la reabsorción de calcio y fósforo en la nefrona. Esta acción es débil comparada con la acción de la PTH, que actúa reabsorbiendo calcio pero excretando fósforo.

4. Funcionamiento normal del hueso (funciones de los osteoblastos y osteoclastos) - El calcitriol es necesario para la absorción y deposición normal del hueso. Sin vitamina D3, el hueso no se reabsorbe en respuesta a la PTH.

Calcitonina

La calcitonina actúa bajando los niveles plasmáticos de calcio. Es un mecanismo menos importante que la PTH. Se secreta por las células parafoliculares de la glándula tiroides y se estimula en estados de hipercalcemia. A nivel óseo tiene los efectos contrarios a la PTH:

1. Fase Rápida - lleva calcio al fluido óseo inhibiendo los osteoclastos.

2. Fase Lenta - lleva calcio al hueso reduciendo la formación de nuevos osteoclastos.

También hay efectos muy débiles sobre el riñón y el tracto gastrointestinal.

Homeostasis del Calcio en el Conejo

La concentración sanguínea del calcio en el conejo no está tan regulada como en otras especies. La absorción de calcio a nivel del intestino es independiente de las necesidades metabólicas o de los niveles de vitamina D. El calcio sérico aumenta de forma directamente proporcional al contenido de calcio en la dieta. Unas concentraciones altas, de unos 3-4mmol/l, son frecuentes en conejos alimentados con dietas ricas en calcio, como las basadas en alfalfa.

La ruta principal de excreción de calcio es el riñón, no como en otras especies donde lo es la biliar. Por tanto, unos niveles elevados en orina pueden estar reflejando unos niveles altos en sangre.

Unos niveles altos de calcio, junto con otros procesos fisiológicos o patológicos pueden desembocar en urolitiasis, sedimento urinario, o calcificación y enfermedad crónica renal, sobre todo si hay un exceso de vitamina D.

Si hay algún problema deberemos cambiar la dieta basada en alfalfa o diluirla.

Referencias

Harkness, J. (2010) Harkness and Wagner Biology and Medicine of Rabbits and Rodents John Wiley and Sons

Cheeke, R. (2010) Comparative Animal Nutrition and Metabolism CABI

Calcio Entorno de Enseñanza Virtual
Artículos Completos Artículos completos disponible en abstracto de CAB	Disorders of calcium regulation in the dog and cat. Taboada, J.; The North American Veterinary Conference, Gainesville, USA, Small animal and exotics. Proceedings of the North American Veterinary Conference, Volume 22, Orlando, Florida, USA, 2008, 2008, pp 477-479

Este artículo ha sido traducido de Inglés por 'Fanny Olsson' - 16.09.2011.