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Le métabolisme 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. Calcium (Ca 2+) et phosphate (Pi) =principaux constituants os (65% poids)

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Le métabolisme Phospho-calcique

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Presentation Transcript

  1. 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

  2. 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

  3. 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

  4. 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

  5. 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%)

  6. 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

  7. 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

  8. 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)

  9. Régulation du métabolisme phospho-calcique Excrétion urinaire Résorption osseuse Ca P SANG Accrétion osseuse Urines Réabsorption tubulaire Sécrétion intestinale Absorption intestinale Ingestion Feces Intestin

  10. 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

  11. Glandes parathyroïdes

  12. 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

  13. 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

  14. 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)

  15. 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

  16. 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

  17. 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

  18. 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

  19. 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

  20. 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

  21. 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

  22. 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

  23. Le 1,25-dihydroxycholécalciférol cholestérol Eclairement lumineux Peau 7-déhydrocholestérol UV T° 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

  24. 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

  25. 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

  26. 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

  27. 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

  28. 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

  29. 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

  30. 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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