Ορμονικά συστήματα Ενδοκρινική ρύθμιση του ασβεστίου ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΖΩΩΝ 22/ 19 Ιουνίου 2014 Π.Παπαζαφείρη Ορμονικά συστήματα Ενδοκρινική ρύθμιση του ασβεστίου Η ανακύκληση των οστών Είδη κυττάρων Ορμόνες Ρύθμιση ασβεστίου και φωσφορικών

Οστά Τα οστά αποτελούνται από τρία είδη κυττάρων: Οστεοβλάστες ,Οστεοκύτταρα, Οστεοκλάστες Οι οστεοβλάστες και τα οστεοκύτταρα προέρχονται από πρωτόγονα μεσεγχυματικά κύτταρα, τα οστεοπρογενετικά κύτταρα. Σκελετικοί αυξητικοί παράγοντες ελκύουν αυτά τα κύτταρα, καθορίζουν τη διαφοροποίησή τους σε οστεοβλάστες και επάγουν την αύξησή τους. Οι οστεοκλάστες προέρχονται από τα ίδια πρόδρομα κύτταρα όπως τα μονοκύτταρα της κυκλοφορίας και τα μακροφάγα των ιστών.

Σχηματισμός των οστών Οι ενεργοποιημένοι οστεοβλάστες συνθέτουν και εκκρίνουν κολλαγόνο τύπου Ι που δημιουργεί ένα πλέγμα διατεταγμένο σε κανονικές σειρές. Το πρώτο οργανικό πλέγμα ονομάζεται οστεοειδές και πάνω σε αυτό εναποτίθενται ασβέστιο και φωσφόρος σε ακανόνιστη μορφή. Όταν δημιουργηθούν οι κρύσταλλοι υδροξυαπατίτη γύρω από τους οστεοβλάστες, αυτοί χάνουν την ικανότητα σύνθεσης και μετατρέπονται σε εσωτερικά οστεοκύτταρα. Έτσι, η οστεοβλαστική δραστηριότητα παρατηρείται μόνο στην επιφάνεια των οστών. Στα οστά υπάρχουν μικρά κανάλια με τα οποία τα εσωτερικά οστεοκύτταρα επικοινωνούν με τα επιφανειακά. Η επαφή επιτυγχάνεται με κυτταρικές προεκβολές που παρέχουν την επιφάνεια μεταφοράς του ασβεστίου.

2α. Σχηματισμός –ανακύκληση των οστών

Ορμονική ρύθμιση του ασβεστίου Το εξωκυτταρικό ασβέστιο έχει συγκέντρωση 2.5mM περίπου και μεταβάλλεται ελάχιστα: η καθημερινή διακύμανση είναι μικρότερη από 10%. Περίπου 50% του συνολικού ασβεστίου του πλάσματος είναι σε ιονική μορφή η οποία είναι η βιολογικά ενεργός. Περίπου 40% είναι δεσμευμένο σε πρωτεΐνες κυρίως αλβουμίνη, ενώ το υπόλοιπο 10% είναι σε διάφορες μη ιονικές μορφές. Η ισορροπία ανάμεσα στο ελεύθερο και το δεσμευμένο ασβέστιο εξαρτάται από το ρΗ του αίματος. Η αλκάλωση αυξάνει το δεσμευμένο σε πρωτεΐνες ασβέστιο ενώ η οξέωση έχει αντίθετη δράση.

Αλληλεπίδραση των ορμονών που ρυθμίζουν την τελική συγκέντρωση του ασβεστίου στο πλάσμα

κύτταρα C του θυρεοειδούς -Καλσιτονίνη Η καλσιτονίνη (CT, πεπτιδική ορμόνη που συντίθεται στα κύτταρα C του θυρεοειδούς) μειώνει τα επίπεδα του ασβεστίου στο πλάσμα ανταγωνιζόμενη τη δράση της παραθορμόνης (PTH) στα οστά. Σε κατώτερα ζώα που ζουν σε υδάτινο περιβάλλον με υψηλή συγκέντρωση ασβεστίου, αποτελεί σημαντικό ρυθμιστή των επιπέδων ασβεστίου. Βρίσκεται επίσης στο νευρικό ιστό όπου δρα σαν νευροτροποποιητής και σαν αναλγητικό.

Καλσιτονίνη Είναι το μόνο πεπτίδιο που παράγεται σε σημαντικά ποσά στα κύτταρα C του θυρεοειδούς Στο κεντρικό νευρικό σύστημα, το γονιδιακό προϊόν –πεπτίδιο που σχετίζεται με την καλσιτονίνη (calcitonin gene related peptide) - φαίνεται να δρα σαν νευροδιαβιβαστής σε πεπτιδεργικούς νευρώνες

Η υποασβεστιακή δράση της καλσιτονίνης προκαλείται από την αναστολή της οστεόλυσης και της οστεοκλαστικής επαναρρόφησης ιδίως όταν αυτές έχουν διεγερθεί από την PTH. Συνεχής έκθεση στην καλσιτονίνη ελαττώνει τελικά τον αριθμό των οστεοκλαστών και αλλάζει τη μορφολογία τους. μηχανισμός δράσης

Παραγωγή, ρόλος της 1,25-(ΟΗ)2-D

Σύνθεση της βιταμίνης D (1,25-(ΟΗ)2-D)

Δέρμα, νεφρός -Βιταμίνη D Είναι στεροειδές που συντίθεται στο δέρμα Έχει μεγάλη σημασία για την παροχή ασβεστίου στον σχηματισμό των οστών και τη διατήρησή του μέσα στο πλάσμα σε φυσιολογικά επίπεδα. Οι σκελετικοί μύες είναι ένας άλλος στόχος αυτής της ορμόνης όπου επάγει την μεταφορά του ασβεστίου και την πρόσληψη από το σαρκοπλασματικό δίκτυο. Ένας επιπλέον ρόλος της ορμόνης αφορά στην ανοσοδιαμόρφωση.

Δέρμα, νεφρός -Βιταμίνη D δρα μέσω πυρηνικών υποδοχέων του εντερικού επιθηλίου.

παραθυρεοειδείς αδένες - παραθορμόνη

Μηχανισμός σύνθεσης και έκκρισης της παραθορμόνης

παραθυρεοειδείς αδένες - παραθορμόνη Δρα άμεσα στα οστά και τους νεφρούς και αυξάνει την εισροή ασβεστίου στο πλάσμα. Έμμεσα, αυξάνει επίσης την απορρόφηση ασβεστίου από το έντερο.

η παραθορμόνη δρα (μέσω αδενυλικής κυκλάσης) κυρίως στους οστεοβλάστες επάγοντας την έκφραση του RANKL (Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand)

Παράλληλοι οδοί ομοιόστασης για το ασβέστιο και το φώσφορο

Νεφρικές επιδράσεις της παραθορμόνης. Σε κάθε συγκέντρωση ασβεστίου στο πλάσμα, η παραθορμόνη μειώνει την ποσότητα ασβεστίου που αποβάλεται με τα ούρα και έτσι αντισταθμίζει την υπασβεστιαιμία, ενώ καταστολή της έκκρισης της παραθορμόνης αυξάνει την απέκκριση του ασβεστίου. Αντίθετα, η σχέση μεταξύ της απέκκρισης των φωσφορικών και των επιπέδων τους στο πλάσμα μετατοπίζεται από την παραθορμόνη προς την αντίθετη κατεύθυνση.

Η στέρηση των φωσφορικών ενεργοποιεί την παραγωγή της 1,25-(ΟΗ)2-D που διεγείρει την απορρόφηση των οστών και φωσφορικών από το έντερο. Η ταυτόχρονη αύξηση των επιπέδων ασβεστίου θα καταστείλει την έκκριση της παραθορμόνης και έτσι θα ελαττωθεί η απέκκριση των φωσφορικών. Η διπλή ορμονική δράση επιτρέπει επιλεκτικούς μηχανισμούς ελέγχου της συγκέντρωσης ασβεστίου και φωσφορικών στο πλάσμα.

Σύνοψη:Ομοιόσταση του ασβεστίου στο πλάσμα