Resumen Breve
Este video explica el metabolismo del calcio y el fósforo, destacando sus funciones esenciales en el cuerpo y cómo las hormonas regulan sus niveles en sangre. Se discuten las fuentes de calcio y fósforo, su distribución en el organismo, y los mecanismos hormonales que mantienen la homeostasis de estos minerales, incluyendo la paratohormona, la calcitonina y la vitamina D. También se aborda el papel de otras hormonas como la insulina, la hormona del crecimiento y los estrógenos, así como la influencia de la actividad física en la salud ósea.
- El calcio y el fósforo son cruciales para diversas funciones biológicas, incluyendo la contracción muscular, la señalización celular y la estructura ósea.
- Las hormonas paratiroidea, calcitonina y vitamina D son los principales reguladores de los niveles de calcio y fósforo en sangre.
- El mantenimiento del equilibrio de calcio y fósforo es esencial para la salud ósea y la prevención de enfermedades como la osteoporosis.
Introducción al Metabolismo del Calcio y Fósforo
El video comienza explicando la importancia del metabolismo del calcio y el fósforo en el cuerpo humano. Se destaca que el calcio regula la secreción hormonal, es esencial para la contracción muscular (uniéndose a la troponina en el músculo esquelético y a la calmodulina en el músculo liso), y es un componente estructural clave de los huesos y dientes. Además, interviene en la conducción nerviosa, actúa como cofactor enzimático y segundo mensajero, y es importante en la coagulación sanguínea como factor IV. El fósforo, por su parte, es un componente estructural de los ácidos nucleicos y fosfolípidos, actúa como cofactor enzimático, forma parte de los huesos y dientes, y funciona como buffer en el organismo.
Distribución y Regulación del Calcio y Fósforo
Se explica que, aunque los huesos son el principal depósito de calcio y fósforo, es crucial regular sus niveles en sangre para mantener la homeostasis. Las hormonas clave en esta regulación son la paratohormona (producida por la paratiroides), la calcitonina (producida por la tiroides) y la vitamina D. Estas hormonas actúan sobre los huesos, el sistema digestivo y los riñones para regular la absorción, excreción y reabsorción de calcio y fósforo. La mayor parte del calcio (98-99%) se encuentra en los huesos, mientras que solo una pequeña fracción está en el líquido extracelular, que es la que regula las funciones biológicas. Los valores normales de calcio en sangre son de 8 a 10 mg/dL. De manera similar, el fósforo se encuentra principalmente en los huesos (85%), con una pequeña porción en el líquido extracelular, y sus valores normales en sangre son de 3 a 4 mg/dL.
Formas de Calcio y Fósforo en el Líquido Extracelular
En el líquido extracelular, el calcio se presenta en tres formas: ionizado (50%), unido a aniones (9%) y unido a proteínas (41%). Solo el calcio ionizado es metabólicamente activo. El fosfato, por su parte, se encuentra en equilibrio entre las formas de fosfato monoácido y diácido, con valores normales de 3 a 4 mg/dL en adultos y de 4 a 5 mg/dL en niños. El equilibrio entre estas formas se ve afectado por el pH del medio: en un medio acidificado, aumenta la proporción de fosfato diácido, mientras que en un medio alcalinizado, aumenta la proporción de fosfato monoácido.
Balance de Calcio y Glándulas Paratiroides
Se detalla el balance diario de calcio, donde se ingieren aproximadamente 1000 mg, de los cuales solo se absorben 350 mg. El resto se excreta en las heces, junto con el calcio secretado en los jugos gastrointestinales. En el líquido extracelular, hay alrededor de 1300 mg de calcio, con un intercambio constante entre el hueso (formación y resorción) y los riñones (filtración y reabsorción). Es crucial mantener este balance para evitar la desmineralización ósea y la osteoporosis. Las glándulas paratiroides, ubicadas detrás de la tiroides, son responsables de producir la paratohormona. Estas glándulas contienen células principales (que producen la paratohormona) y células oxífilas (de función desconocida). La secreción de paratohormona está controlada por los niveles de calcio, vitamina D y fósforo en sangre.
Paratohormona y Calcitonina
La paratohormona es una hormona proteica producida en el retículo endoplasmático rugoso como pre-prohormona, que luego se procesa en el aparato de Golgi para convertirse en la forma activa de 84 aminoácidos. La calcitonina, producida por las células C de la tiroides, es una hormona proteica de 32 aminoácidos que reduce los niveles de calcio en sangre al inhibir la resorción ósea por los osteoclastos.
Vitamina D3
La vitamina D3, una vitamina liposoluble, se obtiene principalmente (90%) a través de la exposición a la luz solar y en menor medida (10%) a través de alimentos como aguacates, hongos y cítricos (vitamina D2), y alimentos de origen animal como huevo, leche, aceite de pescado y carne de pescado (vitamina D3). En la piel, la radiación ultravioleta convierte el 7-dehidrocolesterol en vitamina D3 inactiva, que luego se almacena en el hígado. En caso de necesidad, el hígado produce la enzima 25-hidroxilasa para transformar la vitamina D3 inactiva en 25-hidroxicolecalciferol, que luego pasa a los riñones. En los riñones, la enzima 1-alfa-hidroxilasa convierte el 25-hidroxicolecalciferol en calcitriol, la forma activa de la vitamina D3. Este proceso está regulado por la paratohormona.
Mecanismo de Acción de la Vitamina D3
La vitamina D3 activa actúa en los enterocitos uniéndose a receptores esteroides, formando un complejo que se une al receptor X retinoide y se trasloca al núcleo. En el núcleo, este complejo se une a secuencias específicas de ADN, permitiendo la transcripción de genes que codifican proteínas esenciales para la absorción de calcio. Estas proteínas incluyen proteínas de membrana que facilitan el ingreso de calcio, calbindina (que transporta el calcio a través del citoplasma), proteínas bomba que bombean el calcio al espacio intersticial, y proteínas que modifican las uniones intercelulares para permitir la absorción paracelular de calcio.
Regulación de Calcio y Fósforo por Hormonas
Se explica cómo la vitamina D3, la paratohormona y la calcitonina regulan los niveles de calcio y fósforo en el líquido extracelular. Ante una disminución de la calcemia, se libera paratohormona, que estimula la resorción ósea, la reabsorción renal de calcio y la producción de calcitriol. El calcitriol, a su vez, aumenta la absorción intestinal de calcio. En contraste, ante un aumento de la calcemia, se inhibe la paratohormona y se estimula la calcitonina, que inhibe la resorción ósea y la reabsorción renal de calcio, aumentando la excreción de calcio en la orina.
Regulación de Fosfato por Hormonas
Se describe cómo las hormonas regulan los niveles de fosfato en sangre. Ante un aumento de la fosfatemia, se libera paratohormona, que inhibe la reabsorción renal de fosfato, aumentando su excreción en la orina. El fosfato aumentado también inhibe la 1-hidroxilasa, disminuyendo la producción de calcitriol y, por lo tanto, la absorción intestinal de fósforo. Además, el aumento de fosfato libera fosfatoninas, que inhiben la reabsorción renal de fosfato. En contraste, ante una disminución de la fosfatemia, se inhibe la paratohormona, se estimula la 1-hidroxilasa, y el calcitriol aumenta la reabsorción renal y la absorción intestinal de fosfato.
Acción de Otras Hormonas y Factores en el Metabolismo Óseo
Se discute la acción de otras hormonas y factores en el metabolismo del calcio y el fósforo. La insulina y la hormona del crecimiento estimulan la producción de IGF-1, que aumenta la formación ósea. La actividad física inhibe la producción de esclerostina por los osteocitos, activando los osteoblastos y promoviendo la formación ósea. La paratohormona estimula indirectamente los osteoclastos a través de la citoquina RANKL, mientras que la calcitonina inhibe directamente los osteoclastos. Los estrógenos estimulan la producción de osteoprotegerina, que inhibe los osteoclastos y frena la resorción ósea.
