Le m tabolisme 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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