Le métabolisme Phospho-calcique

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Le métabolisme Phospho- calcique

V. Gayrard Physiologie

Ecole Nationale Vétérinaire De Toulouse 23, Chemin Des Capelles

31076 Toulouse

ECOLE

NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E

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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

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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

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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

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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

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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

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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

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Phosphore sérique

Pi sérique

HPO

₄^2-

(80%)

H₂PO₄^- (20%) _PO

43-

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

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

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Ingestion

Intestin

Ca P

SANG

Urines

Feces

Accrétion osseuse Résorption osseuse

Excrétion urinaire

Absorption intestinale Sécrétion intestinale Réabsorption tubulaire

Régulation du métabolisme

phospho-calcique

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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

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Glandes parathyroïdes

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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

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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

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Sécrétion De PTH

Concentrations plasmatiques libre Ca²⁺ (mmol/l)

5 100

PTH (% maximum)

PHT max

PHT min

1 1.1 1.2 1.3 1.4

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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

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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

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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

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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

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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

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Réabsorption rénale des phosphates

HPO₄^2-

filtré

Tube

contourné proximal

Tube contourné distal

Branche

ascendante de l’anse de Henle

80%

10%

90% HPO₄^2- réabsorbé

Glomérule

Réabsorption

- PTH -

PTH

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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

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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

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Le 1,25-dihydroxycholécalciférol

Peau

cholécalciférol (vit D3) cholestérol

7-déhydrocholestérol

Eclairement lumineux

UV T°

25-hydroxycholécalciférol (25(OH)D3)

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

Foie

Rein

^PTH

+

Aliment

1-hydroxylase

Phosphate

vitD-Binding Protein plasma Absorption

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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

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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

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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

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25-OH cholécalciférol 25 hydroxylase

Cholécalciférol (Vit D3) 7-Déhydrocholestérol

UV

PTH Glandes parathyroïdes

 minéralisation

 Calcium Absorption

TD  Ca plasma

1,25 (OH)2 D3 1 hydroxylase

 résorption

 Résorption osseuse

 Ca excretion

 P excretion

Régulation hormonale du

calcium plasmatique

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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

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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