LA REGULATION CALCIQUE

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La régulation calcique
-L’ION le plus important de l’organisme
-Affecté à la structure corporelle (1100 grs soit 1,6% du poids)
-Mais seulement 0,09 % de ce calcium (1000 mgs)
-affecté au milieu extra cellulaire
dont 100 mgs/l pour le sang
-Le CALCIUM A UN RÔLE PLASTIQUE (OS)
-et UN RÔLE FONCTIONNELsur
- l’excitabilité neuromusculaire.
- La contraction musculaire.
- La coagulation sanguine
- Il assume ces rôles car il est bien souvent activateur Enzymatique.
-Tout se passe comme si
Le rôle FONCTIONNEL avait priorité sur le rôle PLASTIQUE;
IL agit directement sur :
- L’OS
- l’équilibre HOMEOSTASIQUE et PH
-Le SNC et périphérique
-Le fonctionnement des muscles lisses et
striés dont le cœur ,le tube digestif, et les
muscles squelettiques.
Sa REGULATION se déroule :
- dés son absorption dans le tube digestif
- dans le sang selon l’homéostasie générale
- dans l’os à travers la résorption et la
synthèse
- dans le rein par un jeu de réabsorption et
d’élimination urinaire.
Les moteurs principaux de cette régulation sont :
HORMONAUX:
- La PARATHORMONE: hormone sécrétée
par les parathyroides :quatre(parfois huit) petites glandes
disposées aux coins de la thyroide )
- La VITAMINE D :dont
-La 7 déhydrocholestérol: provitamine synthétisée
à partir de la peau
- deux formes apportées par l’alimentation:
Ergocalciférol ou D2(végétale), Cholécalciférol D3(animale)
- La THYROCALCITONINE: sécrétée par les cellules
paravésiculaires ( entre les vésicules sécrétant les hormones
thyroidiennes).
D’AUTRES FACTEURS AGISSENT SUR L’OS:
-HORMONAUX :
ESTROGENES , PROGESTERONE
TESTOSTERONE: : qui a été utilisée dans l’ostéoporose (avec des
risques d’hépatocarcinomes en cas de cirrhose)
STH et IGF1
CORTICOIDES : favorisent plutôt la déminéralisation.
-HEMATOLOGIQUES: Les LYMPHOCYTES T activés activent les ostéoclastes.
Les interleukines IL1,IL6, RANKL,TNF alpha , M-CSF (impliqués dans la pathogénie
de l’ostéodystrophie hépatique.
-AUTRES FACTEURS dont certains inattendus et en particulier des enzymes
hépatiques agissent sur l’os dont les GGT et la bilirubine:
-L’hyperbilirubinémie diminue la prolifération
des précurseurs ostéoblastiques
- Les GGT dépriment directement ou indirectement
les ostéoblastes et activent les ostéoclastes.
(les hépatopathies aggravent le risque d’ostéoporose.)
La REGULATION se déroule comme un débat
entre plusieurs interlocuteurs d’une société :
-le tube digestif- le sang - l’os - le rein
La CALCEMIE en est le principal REGULATEUR ,
quelque soit le point de départ ou le motif du débat.
Les HORMONES seraient les AGISSEURS
aux ordres du médiateur (à l’état normal);
- La DYSREGULATION représente les conséquences
d’un comportement INDEPENDANT ,anarchique de l’un
des associés OU même des agisseurs ou de
perturbateurs.
CALCIUM et CONTRACTION MUSCULAIRE
Le calcium , est un des acteurs importants de la
CONTRACTION MUSCULAIRE car :
En se fixant sur la troponine de l’actine
Il réveille l’activité ATPasique de ce complexe ,
et permet la liaison actine Myosine et donc la
contraction en produisant de l’énergie issue de
l’hydrolyse de l’ATP.
- L’hypocalcémie va augmenter l’excitabilité et
entrainer une TETANIE.
CALCIUM ET CONTRACTION MUSCULAIRE:
Limite de l’unité contractile (strieZ)
Filaments d’actine
Filament de Myosine
Limite de l’unité contractile (strie Z)
CALCIUM ET ACTIVITE ELECTRIQUE
Réticulum endoplasmique
Activité électrique
Potentiel de
Membrane
Dépolarisation membranaire
Calcium et contraction musculaire
Le calcium excite l’action
ATPasique de l’actomyosine
Tête de myosine
Troponine sur les
Filaments d’actine
CALCIUM ET ACTIVITE ELECTRIQUE
Décontraction
Réticulum endoplasmique
Repolarisation membranaire
Calcium et contraction musculaire
Le calcium repartant inhibe l’action
ATPasique de l’actomyosine
Tête de myosine
Troponine sur les
Filaments d’actine
CALCIUM et VITAMINE D
Le calcium , est la cible principale de la VITAMINE D:
La VITAMINE D
En se fixant sur un récepteur de la cellule intestinale ,
la vitamines D provoque la synthèse d’une protéine
porteuse (bindingprotéine BP) ,
et permet la fixation du calcium absorbé en
produisant un complexe caBP chargé du transport
et de la libération du calcium de la cellule intestinale
vers le sang.
CALCIUM ET VITAMINE D
Ca2+
Na+
Na+
CaBP
Synthèse de
Ca BP
NOYAU
ADN
1(OH)2-D3
1,25-(OH)2-D3
PTH
R
ARNm
ARNr
1,25-(OH)2-D3
SANG
CELLULE INTESTINALE
LUMIERE
INTESTINALE
R= protéine réceptrice ARNr =ARNribosomal ARNm= ARNmessager Ca Bp protéine porteuse de calcium Na =Sodium
CALCIUM ET VITAMINE D
Ca2+
Na+
Na+
CaBP
Synthèse de
Ca BP
NOYAU
ADN
ARNm
R
ARNr
1,25-(OH)2-D3
SANG
CELLULE INTESTINALE
LUMIERE
INTESTINALE
R= protéine réceptrice ARNr =ARNribosomal ARNm= ARNmessager Ca Bp protéine porteuse de calcium Na =Sodium
CALCIUM et OS
Le CALCIUM , est un élément majeur de la MINERALISATION
de la trame OSTEOIDE de l’os: les OSTEOCLASTES (cellules de la
résorption de l’os) sont inactifs sur une substance ostéoide
non minéralisée.
Lors de la RESORPTION,la substance minérale est la première
impliquée puis vient la destruction du COLLAGENE.
La DEMINERALISATION ou la MINERALISATION du collagène sont
sous la dépendance de l’équilibre PHOSPHOCALCIQUE extracellulaire.
Les variations de la PHOSPHOREMIE, ont une importance
prépondérante sur la minéralisation.
L’équilibre PHOSPHOCALCIQUE est lui même sous la dépendance
de la vitamine D,de la parathormone,et de la calcitonine,cytokines
et facteurs de croissance.
CALCIUM et OS
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
v
vv
CALCIUM et OS
OSTEOBLASTES
v
v
v
v
v
v
v
Tissu ostéoide
v
v
v
v
v
v
v
v
Front de
Calcification
v
vv
OSTEOCLASTES
CALCIUM et OS
Le tissu ostéoide est formé par des fibrilles de
tropocollagène synthétisées par les ostéoblastes.
Il contient des OSTEOCYTES et des glycosaminoglycanes.
Ce tissu n’est pas encore calcifié.
Le FRONT DE CALCIFICATION est du tissu calcifié ou
minéralisé qui s’intercale entre la zone des ostéoblastes
et celle des ostéoclastes.
Les OSTEOCLASTES sécrètent des enzymes
protéolytiques
(protéases,hyaluronidases,collagénases) qui détruisent
le tissu osseux ; Les OSTEOCYTES participent à minima
à cette résorption.
CALCIUM et ACIDOSE
Ca2+
H+
H+
CaBP
NOYAU
Synthèse de
Ca BP
(ralentie)
ADN
ARNm
R
ARNr
1,25-(OH)2-D3
SANG
CELLULE INTESTINALE
LUMIERE
INTESTINALE
R= protéine réceptrice ARNr =ARNribosomal ARNm= ARNmessager Ca Bp protéine porteuse de calcium Na =Sodium
CALCIUM et ACIDOSE
L’ACIDOSE, provoquée par une maladie métabolique,un
régime inadapté (hyperprotéiné par exemple), des efforts
physiques,ralentit, voire inhibe l’action de la vitamine D,
VIA la synthèse de la protéine porteuse CaBP.
Les IONS CALCIQUES ne peuvent être transportés
suffisamment vers le sang et s’éliminent dans les selles:
Il s’en suit une tendance à l’HYPOCALCEMIE suivi de
la cascade de conséquences physiologiques et de son
retentissement sur l’os (ostéomalacie: défaut de
minéralisation OSSEUSE.
.
CALCIUM et ACIDOSE
.
CALCIUM et PARATHORMONE
LA PARATHORMONE a le rôle régulateur le plus puissant sur la CALCEMIE :
- Elle favorise le passage du calcium ionisé vers les secteurs extracellulaires
dont le sang par son action à partir de:
-de l’INTESTIN
- des REINS
-de l’OS
-et potentialisations DIVERSES
- C’est une hormone HYPERCALCEMIANTE ET PHOSPHATURIANTE
-
Le CALCIUM ionisé serait le chef d’orchestre , par son rôle FONDAMENTAL
dans le but de corriger le MANQUE ou l’EXCES initial de CALCIUM ionisé.
- l’HYPOCALCEMIE initiale STIMULE la PTH
- l’HYPERCALCEMIE initiale FREINE la PTH
-Alors que la PHOSPHATEMIE n’a pas d’effet DIRECT déclencheur sur un
mécanisme de freination ou de stimulation de la PTH.
CALCIUM et PARATHORMONE
LA PARATHORMONE agit sur toutes les types cellulaires du tissu
OSSEUX(OSTEOCLASTES,OSTEOBLASTES ,OSTEOCYTES)
-STIMULATION des OSTEOCLASTES aboutissant à la RESORPTION
- STIMULATION des OSTEOCYTES (ex-ostéoblastes)aboutissant à
l’augmentation des lacunes ostéolytiques périostéocytaires.
- INHIBITION de L’activité métabolique des OSTEOBLASTES : la phase de FORMATION osseuse succédant
à la résorption est RALENTIE .
-Le mécanisme de régulation CALCIQUE est un mécanisme rapide de
passage du calcium du milieu intra cellulaire OSSEUX au milieu EXTRACELLULAIRE:
en même temps il y a activation des lacunes périostéocytaires.
- Le remodelage OSSEUX par les cellules OSTEOCLASTIQUES
s’accompagnant aussi d’un modeste transfert CALCIQUE vers le milieu
EXTRACELLULAIRE est un mécanisme lent.
CALCIUM et OS
OSTEOBLASTES
v
v
v
v
v
v
v
Tissu ostéoide
v
v
v
v
v
v
v
v
Front de
Calcification
v
vv
OSTEOCLASTES
L’action de la PARATHORMONE sur le CALCIUM ,
s’exerce en 2 phases:
- Il fait d’abord rentrer le calcium dans les cellules
d’où un effet HYPOCALCEMIQUE initial et bref, du
à l’augmentation de perméabilité de membrane.
-Son effet stimulant sur l’ADENYL CYCLASE qui
conduit à l’AMP cyclique, entraine la sortie du calcium des
mitochondries vers le cytosol.
-l’effet HYPERCALCEMIQUE secondaire est du au
relargage du calcium par les mitochondries entrainant
une saturation calcique cytosolique et l’activation
de systèmes enzymatiques ostéoclastiques.
CALCIUM et PTH
Calcémie
insuffisante
PTH
Cytosol
Ca2+
Pompe
ATPase
Récepteur
Adénylcyclasique
Correction de
Adénylcyclase
l’hypocalcémie
AMPc
ATP
Protéine Kinase
(phosphorylation)
ADP
Entrée
Ca2+
Ca2+
Calmoduline
Activités
Enzymatiques
diverses
SANG
Pompe
ATPase
Sortie
CELLULE OSSEUSE
Résorption
osseuse
SANG
Mutations en
Ostéoclastes
Inhibition
Synthèses collagène
CALCIUM et PTH
Calcémie
insuffisante
Récepteur
Adénylcyclasique
PTH
Correction de
l’hypocalcémie
Adénylcyclase
Cytosol
Ca2+
Pompe
ATPase
AMPc
ATP
Protéine Kinase
(phosphorylation)
ADP
Entrée
Ca2+
Ca2+
Calmoduline
Activités
Enzymatiques
diverses
SANG
Pompe
ATPase
Sortie
CELLULE OSSEUSE
Résorption
osseuse
SANG
Mutations en
Ostéoclastes
(ODF et IL6)
Inhibition ostéoblastes
Synthèses collagène
(M-CSF)
PARATHORMONE ET REINS
Le déclenchement de la PTH succède à un CALCIUM ionisé insuffisant
-Le taux de CALCIUM ionisé déclencheur se situe aux alentours
de 90 Meq ou 3% en dessous de la valeur moyenne individuelle.
De même que le taux de PTH est freiné pour une valeur superieure
de 3% à la valeur moyenne individuelle.
-Le rôle de la PTH est de restaurer le calcium ionisé à sa valeur
habituelle mais d’abord son action peut débuter par une
accentuation de l’hypocalcémie,due à la pénétration intracellulaire du
CALCIUM, qui va activer le processus ENZYMATIQUES sollicités par
la PTH (protéines kinases,et pompes ATPases)
-Le REIN participe à la régulation HORMONALE du calcium en faisant
tampon entre les tissus mous,le liquide interstitiel et le plasma.
-Malgré cette particularité au début de son action la PTH reste une
hormone HYPERCALCEMIANTE.
PARATHORMONE ET REINS
-
Na+
Pôle
urinaire
Pôle
vasculaire
Tubule proximal
Lieu d’impact de
L’ADH (réabs eau) et de
L’aldostérone (Réabs
Active du sodium et
passive de l’eau
Réabsorption
Active Na+
Osmotique
H2O
Perméabilité
à l’eau faible
Glomérule
de malpighi
sodium
Branche
descendante
Chlore
Perméabilité
à l’eau et à
Na+
Tube
distal
Sécrétion de rénine
(Appareil
juxtaglomérulaire)
Chlore
Anse de
Henlé
Branche
ascendante
Imperméable
à l’eau.
Perméable au
Na+
Tube
collecteur
Lieu d’impact de
L’ADH (réabs eau) et de
L’aldostérone (Réabs
Active du sodium et
Passive de l’eau.
de l’ANP (inhibe la réabs
de Na+ donc favorise
l’élimination de l’eau)
PARATHORMONE ET REINS
Pôle
urinaire
Pôle
vasculaire
Tubule proximal
PTH Inhibition de la Réabsorption
proximale du sodium.
Réabsorption
Active Na+
Osmotique
H2O
Perméabilité
à l’eau faible.
PTH Réabsorption contrôlée
de calcium et inhibition de la
Réabsorption rénale du
Phosphore.
Glomérule
de malpighi
Branche
descendante
calcium
phosphore
Perméabilité
à l’eau et à
Na+
Baisse initiale
de la calcémie
Anse de
Henlé
Branche
ascendante
Imperméable
à l’eau.
Perméable au
Na+
Tube
collecteur
Augmentation de la
phosphaturie
NB: une hyperphosphatémie génerait l’élimination du calcium par l’os et engendrerait des précipitations phosphocalciques.L’hyperphosphatémie
n’est pas facteur déclenchant de la PTH
PARATHORMONE ET REINS
Pôle
urinaire
Pôle
vasculaire
Tubule proximal
PTH Inhibition de la Réabsorption
proximale du sodium.
Réabsorption
Active Na+
Osmotique
H2O
Perméabilité
à l’eau faible.
PTH Réabsorption contrôlée
de calcium et inhibition de la
Réabsorption rénale du
Phosphore.
Glomérule
de malpighi
Branche
descendante
Perméabilité
à l’eau et à
Na+
Baisse initiale
de la calcémie
Anse de
Henlé
Branche
ascendante
Imperméable
à l’eau.
Perméable au
Na+
Tube
collecteur
Augmentation de la
phosphaturie
NB: une hyperphosphatémie génerait l’élimination du calcium par l’os et engendrerait des précipitations phosphocalciques.
L’hyperphosphatémie n’est pas facteur déclenchant de la PTH
PARATHORMONE ET INTESTIN
-La REABSORPTION du CALCIUM ionisé répond à la fois à des
phénomènes PASSIFS et ACTIFS par Stimulation de la pompe
Calcium ATPase au niveau tubules rénaux.
La réabsorption du CALCIUM ionisé est dépendante des
mouvements des PHOSPHATES dans l’os et le rein et de
l’intestin.
-La PTH favorise la double hydroxylation du cholecalciférol
et aboutit au calcitriol (vit D) qui favorise l’absorption du Calcium
et du phosphate au niveau du tube digestif.
- quand la régulation du calcium est adéquate tous les secteurs
s’ajustent dans cette régulation pour adapter le seuil de calcium
ionisé.
PARATHORMONE ET VAISSEAUX
La PTH a un effetVasodilatateur par stimulation des récepteurs PTH2
- le CALCIUM a aussi un rôle dans la coagulation sanguine et
lors de déficit en Protéine S et C,le calcium se dépose,cristallise,
et peut être responsable de dépôts intravasculaires de calcium,avec
de produits phosphocalciques pouvant entrainer de façon rare des nécroses
cutanées.
Ce phénomène est appelé CALCIPHYLAXIE et peut être rencontré chez les
dialysés avec HYPERPARATHYROIDIE non contrôlée.
- Au cours de l’arteriosclérose et le diabête même avec une fonction rénale
simplement limitée,on peut voir apparaitre des arteriolopathies
calcifiantes
-Dans l’ATHEROSCLEROSE les calcifications sont sur l’intima des vaisseaux.
-Dans la MEDIACALCOSE les calcifications sont la MEDIA des artères
musculaires (dialysés et sujets agés)
LA THYROCALCITONINE
La THYROCALCITONINE fait partie des hormones participant à la
BIOSYNTHESE de l’OS et qui abaisse la CALCEMIE .
Hormone découverte en 1964 ,dont le rôle n’est plus considéré comme majeur pour
la biosynthèse osseuse.
Les patients THYROIDECTOMISES ne présentent pas particulierement
d’ostéoporose ,hormis sous surdosage d’HORMONES THYROIDIENNES;
LA CALCITONINE est encore utilisée dans la prévention de la perte osseuse,la
maladie de PAGET(ostéolyse), l’HYPERCALCEMIE maligne.
LA THYROCALCITONINE
Depuis sont apparus (années 90 les DIPHOSPHONATES pour le traitement de
l’OSTEOPOROSE,et de la maladie de PAGET,ainsi que l’HYPERCALCEMIE
MALIGNE(engendrée par les tumeurs)
Les DIPHOSPHONATES peuvent induire une diminution de la CALCEMIE
Certains ne sont indiqués que depuis peu (2005) dans l’hypercalcémie MALIGNE
alors que la CALCITONINE l’est depuis des années.
D’autres HORMONES ont un rôle dans la BIOSYNTHESE OSSEUSE ,mais ne sont
pas indiquées dans la PERTE OSSEUSE ou l’HYPERCALCEMIE maligne.
LA THYROCALCITONINE
La THYROCALCITONINE : Polypeptide de 32 Acides aminés (protéine) Sécrétée
par les CELLULES PARAFOLLICULAIRES de la Thyroide (Appelées cellules C)
Elle est probablement sécrétée aussi par des cellules ectopiques (extrathyroidiennes)
car chez les THYROIDECTOMISES il reste toujours une sécrétion résiduelle de
CALCITONINE.
La THYROCALCITONINE pour son action sur la CALCEMIE agit sur 3 SITES:
-Action OSSEUSE: inhibe les ostéoclastes
-Action RENALE: réduit la réabsorption tubulaire du CALCIUM,du
PHOSPHORE de façon proportionnelle à la dose.
-Action INTESTINALE: elle diminuerait l’absorption CALCIQUE de façon
proportionnelle à la dose.
-Sa REGULATION est seule sous la dépendance de la CALCEMIE:
- L’augmentation de la CALCEMIE augmente la calcitonine
- La Baisse de CALCEMIE inhibe la libération de
CALCITONINE à partir des granules de stockage
LA THYROCALCITONINE
cellulesC
TCT
Réduction de
La réabsorption
Du calcium urinaire
Calcémie
Magnésémie
Diminution de L’
Activité des ostéoclastes
Réduction de
L’absorption
du calcium alimentaire

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