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Le métabolisme Phospho-calcique

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ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E. Le métabolisme Phospho-calcique. V. Gayrard Physiologie Ecole Nationale Vétérinaire De Toulouse 23, Chemin Des Capelles 31076 Toulouse. Introduction. Calcium (Ca 2+) et phosphate (Pi) =principaux constituants os (65% poids)

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le m tabolisme phospho calcique

ECOLE

NATIONALE

VETERINAIRE

T O U L O U S E

Le métabolisme Phospho-calcique

V. Gayrard

Physiologie

Ecole Nationale Vétérinaire De Toulouse

23, Chemin Des Capelles

31076 Toulouse

introduction
Introduction
  • Calcium (Ca2+) et phosphate (Pi) =principaux constituants os (65% poids)
  • Les os renferment  totalité calcium et phosphates de l’organisme
  • Rôle crucial des quantités mineures de calcium et phosphates dans le sang dans de nombreux processus biologiques
  • Importance régulation homéostasie calcium –phosphates
plan de l expos
Plan De L’exposé
  • I. Importance du calcium et du phosphore
  • II. Régulation endocrine du métabolisme phosphocalcique
  • 1. La parathormone
  • 2. La calcitonine
  • 3. La 1,25-dihydroxycholécalciférol
  • III. Homéostasie du calcium et du phosphore
r le physiologique du calcium
Rôle Physiologique Du Calcium
  • Sous forme de sels complexes (99%)
    • Fonctions mécaniques
      • Constitution du tissu osseux (cristaux d’hydroxyapatite)
  • Sous forme ionisée
    • Actions métaboliques:
      • Transmission des influx nerveux
      • Contraction muscles cardiaque, lisse et squelettique
      • Perméabilité membranes cellulaires
      • Processus de sécrétion cellules endocrines
      • Médiation action hormones
      • Coagulation sanguine
calcium s rique
Calcium sérique

Concentrations sériques  100 mg/ml (2.5mmol/l)

Calcium sérique

pH

Calcium non diffusible (lié aux protéines plasmatiques (50%)

Calcium diffusible (50%)

Calcium ionisé Ca2+ (45%)

Calcium complexé (sels de bicarbonate, citrate, phosphate, 5%)

Ca-albumine (80%)

Ca-globulines (20%)

calcium
Calcium
  • Concentration sérique Calcium ionisé Ca2+ = 1.2 mmol/l
  • = fraction biologiquement active et hormonalement contrôlée
  • Concentration cytosolique Ca2+ =100nmol/l
  • Gradient chimique en faveur entrée Ca2+ dans cellule via canaux calciques
  • Ca2+ intracellulaire (associé membrane mitochondries, RE): libération impliquée dans transduction signal
r le physiologique du phosphate
Rôle Physiologique Du Phosphate
  • Constitution du tissu osseux (85%)
  • Métabolisme cellulaire
    • Rôle tampon intracellulaire et urinaire des phosphates
    • Composition des acides nucléiques, phospholipides membranes
    • Source d’énergie chimique (ATP, GTP)
      • Stockage et libération d’énergie
      • Activation enzymes (PK)
      • Régulation de la glycolyse
phosphore s rique
Phosphore sérique

Pi sérique

  • Forme ionisée à PH7.4 (30mg/ml, 1mmol/l)

H2PO4- (20%)

PO43-

HPO42- (80%)

  • Concentrations intracellulaires: 1mmol/l, co-transport Na-P)
r gulation du m tabolisme phospho calcique
Régulation du métabolisme phospho-calcique

Excrétion urinaire

Résorption osseuse

Ca P

SANG

Accrétion osseuse

Urines

Réabsorption tubulaire

Sécrétion intestinale

Absorption intestinale

Ingestion

Feces

Intestin

r gulation du m tabolisme phospho calcique1
Régulation du métabolisme phospho-calcique
  • PTH: parathormone
    • Origine: parathyroïdes (2-4 selon espèces)
    • Polypeptide précurseur: Pré-Pro-PTH clivée en Pro-PTH, et, enfin, en PTH
  • 1,25-dihydroxyvitamine D ou 1,25-dihydroxycholécalciférol
effets de pth
Effets de PTH
  •  calcémie
  • Rôle protecteur clé /hypocalcémie
  • Effets directs sur les reins
  • Effets directs sur le tissu osseux
  • Effets via + synthèse 1,25-(OH)2 D3
r gulation s cr tion pth
Régulation sécrétion PTH
  • Facteur régulation=calcémie, + sécrétion PTH lors d’une diminution de la calcémie
  • Relation sigmoïde inverse entre concentration de calcium ionisé (Ca2+) plasma et sécrétion de PTH : taux de sécrétion maximale (PTH Max) et minimale (PTH Min), pente
s cr tion de pth
Sécrétion De PTH

PHT max

100

PTH (% maximum)

PHT min

5

1.1

1.2

1.3

1.4

1

Concentrations plasmatiques libre Ca2+ (mmol/l)

r gulation fine du calcium
Régulation fine du calcium
  • PTHmax: réserve des parathyroïdes (hypocalcémie aiguë)
  • PTH min n\'est jamais nul, même en présence de calcémies très élevées
  • Réponse accentué à l’hypocalcémie
  • Récepteur membranaire au Ca couplé à une protéine G (mutation gène récepteur: hypercalcémie familiale)
  • De faibles variations concentrations extracellulaires Ca modifient concentrations cellules parathyroïde
r gulation du m tabolisme phospho calcique pth
Régulation du métabolisme phospho-calcique: PTH
  • Contrôle instantané concentrations Ca2+ fluides extracellulaires
  • Liaison récepteurs os, reins: augmentation calcémie
  • Rétrocontrôle négatif Ca2+ plasmatique sur la sécrétion de PTH
  • Hypercalcémie: PTH, inactivation PTH via dégradation intracellulaire
r gulation expression g ne pth
Régulation expression gène PTH
  • Calcium
    •  calcémie : Inhibition de l’ expression PTH
  • Forme active vitamine D :1,25-dihydroxycholécalciférol [1,25-(OH)2 D3]
    • Inhibition de l’expression PTH
effets pth
Effets PTH
  • Reins:
    • Augmentation réabsorption tubulaire calcium
    • Diminution réabsorption tubulaire des phosphates ( phosphaturie)
    •  secondaire de la calciurie (hypercalcémie induite par PTH)
    •  activité 1-hydroxylase tube contourné proximal
      •  synthèse 1,25-(OH)2 D3
      •  secondaire de l’absorption intestinale de Ca
r absorption r nale calcium
Réabsorption rénale calcium

Tube contourné distal

10%

+ PTH

Glomérule

50-60%

Ca filtré

<5%

Tube contourné proximal

20-25 %

Réabsorption Ca

Branche ascendante de l’anse de Henle

98% Ca réabsorbé

r absorption r nale des phosphates
Réabsorption rénale des phosphates

Tube contourné distal

10%

- PTH

Glomérule

- PTH

HPO42- filtré

80%

Tube contourné proximal

Réabsorption

Branche ascendante de l’anse de Henle

90% HPO42-réabsorbé

effets pth sur le tissu osseux
Effets PTH sur le tissu osseux
  • Récepteurs à PTH: ostéoblastes
  • Induction de la libération d’un facteur activateur des ostéoclastes par les ostéoblastes et réduit l’activité de synthèse de ces derniers
  • Les ostéoblastes diminuent de volume, permettant la fixation des
  • Multiplication des ostéoclastes, accroissement de leur activité lytique et et libération rapide de calcium
la calcitonine
La calcitonine
  • Origine: cellules parafolliculaires ou cellules C thyroïde
  • Stimulus sécrétion: hypercalcémie
  • Hypocalcémiante, hypophosphatémiante
  • Diminution de la résorption osseuse: diminution de l’activité des ostéoclastes
  • Rôle physiologique =?
  • Utilisation thérapeutique
le 1 25 dihydroxychol calcif rol
Le 1,25-dihydroxycholécalciférol

cholestérol

Eclairement lumineux

Peau

7-déhydrocholestérol

UV

Absorption

Aliment

cholécalciférol (vit D3)

vitD-Binding Protein plasma

Foie

25-hydroxycholécalciférol (25(OH)D3)

+

PTH

Rein

1-hydroxylase

Phosphate

1,25-dihydroxycholécalciférol [1,25-(OH)2 D3] Calcitriol

le 1 25 dihydroxychol calcif rol r gulation
Le 1,25-dihydroxycholécalciférol: régulation
  • Passage UV peau
    • Influence angle incidence éclairement solaire (moment journée, saison, latitude)
    • Influence couverture nuageuse, pollution
    • Rôle adaptatif absence mélanine Nd européens
  • PTH + synthèse 1,25-(OH)2-D3
synth se de vitamine d3 chez les oiseaux
Synthèse de vitamine D3 chez les oiseaux
  • Peau recouverte de plumes
  • Apport de précurseur vitamine D3 via circulation sanguine et concentration dans la glande uropygienne
  • Application sécrétions glande sur les plumes durant le graissage et exposition aux UV
  • Ingestion de la matière exposée aux UV et de vitamine D3
actions de la vitamine d
Actions de la vitamine D
  • Récepteur nucléaire
  • Expression récepteur par la plupart des tissus: différenciation et fonctionnement cellules
  • Effet physiologique le plus significatif: régulation absorption intestinale calcium
  •  absorption intestinale phosphates
  • Diminution transcription gène PTH
action de la vitamine d sur le tissu osseux
Action de la vitamine D sur le tissu osseux
  •  résorption osseuse
  •  synthèse collagène
  • Stimulation de la différenciation ostéoclastes
  • Rôle majeur: réalisation d’un micro environnement favorable à la minéralisation osseuse
r gulation hormonale du calcium plasmatique

PTH

Régulation hormonale du calcium plasmatique

Glandes

parathyroïdes

7-Déhydrocholestérol

UV

Cholécalciférol (Vit D3)

 Ca excretion

 P excretion

25 hydroxylase

 Résorption osseuse

25-OH

cholécalciférol

 résorption

1,25 (OH)2 D3

1 hydroxylase

 minéralisation

 Calcium

Absorption

 Ca plasma

TD

hom ostasie du calcium augmentation de la calc mie repas
Homéostasie du calcium: Augmentation de la calcémie (repas)

 PTH

rein

Os:  libération Ca, P

  • P

urine

 Ca

urine

 1-hydroxylase

 1,25-(OH)2-D3

Intestin:

 Absorption Ca P

 Cal plasmatique

hom ostasie du calcium diminution de la calc mie allaitement
Homéostasie du calcium: Diminution de la calcémie (allaitement)

 PTH

rein

Os:  libération Ca, P

 P

urine

 Ca

urine

1-hydroxylase

 1,25-(OH)2-D3

Intestin:

Absorption Ca P

 Cal plasmatique

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