Sistema endocrino
6. Metabolismo del calcio e del fosfato,
ormone paratiroideo, calcitonina,
vitamina D
Prof. Carlo Capelli
Fisiologia Generale e dell’Esercizio
Facoltà di Scienze Motorie,
Università di Verona
Obiettivi
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Metabolismo del calcio e del fosforo e vitamina D: distribuzione
corporea e plasmatica del calcio e del fosforo
Azioni fisiologiche del calcio e del fosforo
Ricambio gornaliero del calcio, tessuto osseo e omeostasi del
calcio e del fosfato, formazione e rimodellamento del tessuto
Osseo, massa ossea e età
Metabolismo del calcio - il paratormone, sintesi e secrezione di
PTH, metabolismo del calcio e PTH, PTH-tessuto osseo-reneintestino
La vitamina D, 2, la vitamina D, D3 e concentrazione di Ca++
Calcitonina e metabolismo calcio e fosforo
Distribuzione corporea e plasmatica del calcio
e del fosforo
•  Il calcio legato alle proteine
plasmatiche NON è filtrabile
Azioni fisiologiche del calcio e del fosforo
Ricambio gornaliero del calcio
•  Il calcio è regolato a
livello intestinale e renale:
la quantità di calcio
assorbita e secreta a
livello intestinale varia in
funzione dell’apporto
dietetico e della necessità
dell’organismo (ne
assumo una quota fissa,
non una % fissa)
Tessuto osseo e omeostasi del calcio e del fosfato
•  Tessuto osseo: è il principale deposito di
calcio e fosfato nell’organismo.
•  Porzione minerale: Idrossiapatite:
Ca10(PO4)6 (OH)2
•  La porzione minerale è 1/5 del volume e
1/2 del peso dell’osso
•  Matrice organica: Fibre collagene e
proteoglicani
Formazione e rimodellamento del tessuto
osseo
•  La formazione ed il riassorbimento del
teesuto osseo sono continui
•  (RIMODELLAMENTO del 100% in un anno nel
bambino e del 18% nell’adulto)
•  Osteoblasti: sintetizzano e depositano
collagene, questo forma la matrice ossea
(OSTEOIDE) sulla quale si deposita la
frazione minerale (i cristalli di
idrossiapatite)
•  Perchè il processo funzioni le
concentrazioni di calcio e fosfato
ematiche devono essere “normali”
Massa ossea e età
•  La massa ossea aumenta in
funzione dell’età fino ai 20-30
anni (la velocità di formazione
supera la velocità di riassorbimento)
•  Il picco di massa ossea è
maggiore nei maschi che nelle
femmine (la pendenza è maggiore
in M che in F).
•  A 30-50 anni la formazione è
uguale al riassorbimento
•  Dopo i 50 anni la velocità del
riassorbimento supera quella di
formazione: la perdita di massa
ossea è maggiore nelle femmine
che nei maschi (pendenza
maggiore in F che in M)
Metabolismo del calcio - Il Paratormone
•  L’ormone paratiroideo (PTH) è una proteina
(84 aa) derivata da un pro-ormone che deriva, a
sua volta da un pre-pro-ormone
•  Sintetizzato dalle cellule principali della
paratiroide
Sintesi e secrezione di PTH
•  Sono stimolate dalla
diminuzione della
concentrazione della quota
ionizzata del calcio plasmatico
- ipocalcemia
•  Sono inibite dall’aumento
della concentrazione della
quota ionizzata - ipercalcemia
Metabolismo del calcio e PTH
•  Il PTH è un ormone con tre organi
bersaglio: intestino, rene e osso
•  La stabilità della calcemia è assicurata dal
PTH tramite un’azione diretta a livello
dell’osso e del rene e tramite un’azione
indiretta a livello dell’intestino tramite la
vitamina D3.
•  Il PTH influenza contemporaneamente
anche il metabolismo del fosfato inorganico
PTH-tessuto osseo-rene-intestino
•  Favorisce il riassorbimento osseo
•  attivazione degli osteoclasti (azione indiretta mediata dalle citochine liberate dagli
osteoblasti, i soli ad avere recettori per PTH e D3)
•  inibizione degli osteoblasti e della sintesi di matrice organica osteoide
•  Riduce la clearance renale del calcio-aumenta quella dei fosfati
•  stimola il riassorbimento del calcio nel TCD e nel tratto ascendente spesso
dell’ansa di Henle
•  esercita anche un’azione indiretta mediante il calcitriolo che stimola nelle
cellule tubulari renali la sintesi di una proteina vettrice del calcio
•  riduce il riassorbimento nel TCP di fosfati (fosfaturia)
•  Stimola l’assorbimento intestinale del calcio
•  Azione indiretta tramite vitamina D3
Concentrazioni di C++ e fosfato dopo infusione
di PTH
•  Aumento della
concentrazione
plasmatica di calcio
•  Diminuzione della
concentrazione
plasmatica del
fosfato
1. La vitamina D
•  La vitamina D3
(colecalciferolo) è prodotta
nella cute in presenza di raggi
UV a partire dal 7-deidrocolesterolo
•  Vitamina D2
(ergocalciferolo) di origine
alimentare
•  A livello del fegato e del rene
i pro-ormoni D2 e D3
vengono trasformati nella
forma attiva per
idrossilazione in posizioni 1,
24 e 25
•  (patologie epatiche o renali possono
influire negativamente sul
metabolismo di calcio e fosfato)
2. La vitamina D
•  A livello del fegato e del
rene i pro-ormoni D2 e D3
vengono trasformati nella
forma attiva per
idrossilazione in posizioni 1,
24 e 25
•  A livello renale, il PTH
stimola l’enzima renale 1idrossilasi che trasforma il
25-(OH)D3 in 1,25diidrossicalciferolo o
calcitriolo
•  L’idrossilasi epatica è stimolata dagli
estrogeni; quella renale è anche
stimolata dalla ipocalcemia e dalla
ipofosfatemia
D3 e concentrazione di Ca++
•  L’ipocalcemia stimola la
secrezione di PTH
•  PTH stimola la sintesi di
1,25(OH)2D3
La vitamina D - sinossi
24, 25 OH
attività
biologica
ridotta
1, 25 OH
attività
biologica
elevata
Calcitonina
•  Ormone prodotto dalle cellule C della
tiroide (cellule parafollicolari)
•  Azione antagonista del PTH a livello del
tessuto osseo per quanto concerne il
calcio
•  inibisce riassorbimento del calcio
mentre il PTH lo favorisce)
•  agonista per quanto riguarda il
riassorbimento del fosfato (lo inibisce
così come il PTH)
•  La sua secrezione aumenta se aumenta la
concentrazione plasmatica di calcio:
effetto IPOCALCEMIZZANTE
•  la calcitonina diminuisce anche la
concentrazione plasmatica del fosfato
•  Importanza fisiologica controversa
Metabolismo calcio e fosforo - Sinossi
PTH: (Ca++ )p e (HPO4 -- )p RENE e OSSO
1-25OH-D: (Ca++ )p e (HPO4 -- )p INTESTINO e OSSO
Rene: regolazione rapida; Intestino: regolazione lenta:
risposte compensatorie per difendere la massa ossea
Fisiopatologia
•  Iperparatiroidismo: (tumore benigno di una o + ghiandole paratiroidi)
•  Iperproduzione di PTH.
•  Ipercalcemia e Ipofosfatemia
•  Calcolosi renale
•  Massivo riassorbimento osseo: fratture, dolore, deformità
•  Ipercalcemia: alterazioni della trasmissione nervosa, astenia muscolare,
diminuzione della motilità intestinale
•  Ipocalcemia: alterazioni della trasmissione nervosa, intorpidimento,
parestesie, contrazioni tetaniche della muscolatura di mani, piedi e laringe
(pericolosa)
•  Rachitismo: carenza di D3 (osteomalacia nell’adulto)
Tetano ipocalcemico della mano
Metabolisomo osseo e sistema endocrino
•  17!-estradiolo (estrogeno) regola il bilancio tra processo di neoformazione e
rassorbimento osseo
•  osteoporosi da post menopausa con riduzione dell’altezza (e cifosi) per riduzione dello
spessore vertebrale
•  perdita in proporzioni uguali di minerali e matrice organica Fragilità delle ossa e alto
rischio di fratture (specie nelle ossa lunghe: femore)
•  Allettamento e voli spaziali provocano osteoporosi: la formazione dell’osso dipende dal carico
applicato: se questo diminuisce il riassorbimento può superare la formazione
•  L’ eccesso di glucocorticoidi (sindrome di Cushing ) riduce i livelli plasmatici di calcio e
può portare ad osteoporosi (facilitano il riassorbimento dell’osso)
•  GH e le somatomedine favoriscono sia l’escrezione di calcio che il suo assorbimento
intestinale
•  Gli ormoni tiroidei possono portare a ipercalciemia e osteoporosi
Bibliografia
Fisiologia dell’Uomo, autori vari, Edi.Ermes, Milano
Capitolo 16.4: Sistema endocrino - Paratiroidi