Le métabolisme Phospho-calcique

V. GayrardPhysiologieEcole Nationale Vétérinaire De Toulouse23, Chemin Des Capelles31076 Toulouse

ECOLENATIONALEVETERINAIRE

T O U L O U S E

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’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

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 sérique

Calcium sérique

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

Ca-albumine (80%)

Ca-globulines (20%)

Calcium ionisé Ca2+ (45%)

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

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

Calcium diffusible (50%)

pH

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

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 sérique

Pi sérique

HPO42- (80%)

H2PO4- (20%) PO4

3-

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

•Concentrations intracellulaires: 1mmol/l, co-transport Na-P)

Ingestion

Intestin

Ca PSANG

Urines

Feces

Accrétion osseuse

Résorption osseuse

Excrétion urinaire

Absorption intestinale Sécrétion intestinale

Réabsorption tubulaire

Régulation du métabolisme phospho-calcique

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

Glandes parathyroïdes

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

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

Sécrétion De PTH

Concentrations plasmatiques libre Ca2+ (mmol/l)

5

100

PT

H (

% m

axim

um)

PHT max

PHT min

1 1.41.1 1.2 1.3

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

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

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

Reins: Augmentation réabsorption tubulaire calcium secondaire de la calciurie (hypercalcémie

induite par PTH) Diminution réabsorption tubulaire des

phosphates ( phosphaturie) activité 1-hydroxylase tube contourné

proximal synthèse 1,25-(OH)2 D3 secondaire de l’absorption intestinale de Ca

Réabsorption rénale calcium

Ca filtré

Tube contourné proximal

Tube contourné distal

Branche ascendante de

l’anse de Henle

50-60%

20-25 %

10%

98% Ca réabsorbé

<5%

Glomérule

Réabsorption Ca

+ PTH

Réabsorption rénale des phosphates

HPO42-

filtréTube

contourné proximal

Tube contourné distal

Branche ascendante de

l’anse de Henle

80%

10%

90% HPO42- réabsorbé

Glomérule

Réabsorption

- PTH

- PTH

Effets PTH sur le tissu osseux

Récepteurs à PTH: ostéoblastes Faibles concentrations de PTH: effet

anabolique, augmentation de la densité osseuse

Augmentation de la sécrétion de PTH: augmentation de l’activité des ostéoclastes

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-dihydroxycholécalciférol

Peau

cholécalciférol (vit D3)

cholestérol

7-déhydrocholestérol

Eclairement lumineux

UVT°

25-hydroxycholécalciférol (25(OH)D3)

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

Foie

ReinPTH +

Aliment

1-hydroxylasePhosphate

vitD-Binding Protein plasma

Absorption

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

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 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 stimulation de la calcification du tissu

ostéoïde

25-OHcholécalciférol

25 hydroxylase

Cholécalciférol (Vit D3)

7-DéhydrocholestérolUV

PTH

Glandesparathyroïdes

minéralisation

CalciumAbsorption

TD Ca plasma

1,25 (OH)2 D31 hydroxylase

résorption Résorption osseuse

Ca excretion P excretion

Régulation hormonale du calcium plasmatique

Homéostasie du calcium: Augmentation de la calcémie (repas)

PTH

Os: libération Ca, P

Cal plasmatique

1-hydroxylase 1,25-(OH)2-D3

P urine

Ca urine

rein

Intestin: Absorption Ca P

Homéostasie du calcium: Diminution de la calcémie (allaitement)

PTH

Os: libération Ca, P

Cal plasmatique

1-hydroxylase 1,25-(OH)2-D3

P urine

Ca urine

rein

Intestin: Absorption Ca P