JOSSELIN Hélène JOUANNO Louis-Marie Le 27/10/10 Physiologie
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JOSSELIN Hélène JOUANNO Louis-Marie Le 27/10/10 Physiologie locomotrice, Métabolisme phosphocalcique, Dr Le Rumeur Métabolisme Phosphocalcique Introduction Petite partie du système endocrinien Concerne la croissance et le renouvellement de l’os Métabolisme phosphocalcique sous la dépendance de : - Hormones thyroïdiennes - Hormones parathyroïdiennes - Vit D - Hormone de croissance Ce métabolisme ne dépend pas du système hypothalamo-hypophysaire. Les métabolismes du phosphore et du calcium sont étroitement liés car leur variations sont étroitement corrélées et que dans certaines conditions du phosphate de calcium se forme et se précipite. Ces sels sont trouvés sous forme de cristaux d’hydroxyapatite sur la matrice collagène de l’os : ce qui assure la texture de l’os. Le taux des 2 ions est régulé par : - Parathormone PTH - Vit D Les hormones ont comme point d’impact : - Reins - Intestins - Os I-Calcium Ion intra et extra cellulaire important, indispensable à un grand nombre de fonctions : - Coagulation sanguine - Activation de nombreux enzymes - 2nd messager de certaines hormones - Contraction musculaire (participation dans l’excitabilité) Sa concentration dans les fluides est très régulée. Page 1 sur 9 On retrouve : - 1Kg dans l’os chez l’adulte ce qui représente 99% du calcium de l’organisme (sous forme d’hydroxyapatite) - 1% (1g) dans les cellules (beaucoup dans les tissus excitables comme le cœur) - 0,1% important au niveau fonctionnel : 0,1g (2,5mmol dans liquides extra cellulaires) 0,1g (2,2-2,6mmol/L dans le plasma sanguin) Dans le plasma sanguin : - Calcium ultra filtrable (libre) : 60% du calcium dont 55% ionisé (part la plus importante) 5% complexé sous forme de citrate de calcium - Calcium lié aux protéines 40% Albumine 30% Globuline 10% Il y a sans arrêt des va et vient entre les compartiments. Le bilan calcique est donc dû à un échange dynamique entre les compartiments où se trouve le calcium. Bilan calcique : - 18% de la masse osseuse est renouvelée tous les ans chez l’adulte (environ 10% chez sujet âgé) Il y a un échange continuel de calcium et de phosphore entre le plasma et l’os. Le bilan est établi entre l’ingestion et l’excrétion de calcium. - Ingestion : Les aliments apportent 1g de calcium par jour soit 25mmol. - Absorption du calcium dans le duodénum et jéjunum de façon active par des pompes à calcium ATP dépendant. Absorption est augmentée avec : • La PTH • La vit D • L’hormone de croissance (GH) Absorption diminuée par le cortisol. - Excrétion : Fécale : 0,8g /jour (18-22mmol/jour) Page 2 sur 9 Urinaire : 0,1-0,2g/jour (3-7mmol/jour) Le renouvellement du calcium s’effectue tous les jours, il n’est pas très économique mais physiologique. Les os relarguent et réutilisent 0,3g de calcium par jour. Les reins filtrent 10g/jour et réabsorbent plus de 90% du calcium filtré. Chez l’adulte, le bilan calcique est équilibré (nul) : Calcium absorbé=excrété Chez l’enfant, le bilan doit etre positif : Calcium absorbé>excrété Il y a donc un turn over du calcium. II- phosphore-phosphate Elément très important, intervient dans : - Synthèse de l’ATP (3groupements phosphate) - Synthèse des acides nucléiques (transcription ADN) - Synthèse des phospholipides (composants de toutes les membranes cellulaires) - Activateur de beaucoup d’enzymes - Phosphorylation à la base de la signalisation cellulaire - Tampon phosphate dans le plasma sanguin Phosphate : - 85% dans l’os - 0,3-1,3mmol/l soit 30 a 45 mg/L sous forme ionisée dans le plasma (H3PO4- - /H2PO4-; pKa=7,1-7,2), quantité un peu plus élevée chez l’enfant. - Ingestion : 1 à 1,5g/jour - Absorption : partie moyenne de l’intestin (jéjuno-iléon) Absorption est augmentée sous l’action de : o PTH o VitD o Hormone de croissance (GH) Page 3 sur 9 - Elimination : 1g par jour : o 70% par voie fécale o 30% par voie urinaire Ce n’est pas très économique, l’apport journalier et l’excrétion sont importants par jour. III-Rappel sur les différentes cellules de l’os. Elles interviennent dans l’absorption et le relargage du calcium et du phosphore. - Ostéoblaste : o Synthétise et secrète la matrice osseuse (constituant organique de l’os) et les enzymes de la calcification. o Intervient dans la minéralisation (calcification) o Secrète IGF-2 (Insulin Growth Factor 2) : hormone à action paracrine qui stimule les ostéoclastes Rq : sécrétion autocrine et paracrine, 2 formes de secrétions endocriniennes - Autocrine : cellule s’auto-stimulant par l’intermédiaire de ses propres secrétions - Paracrine : une cellule synthétise et excrète une hormone qui agit sur le type cellulaire voisin Dans l’os, mécanisme paracrine important. - Ostéoclaste : o Cellule géante de la surface des os o Résorption et remodelage de l’os o Décompose la substance organique de l’os o Effet augmenté par IGF-2 - Ostéocyte : o Cellule moins active dans la profondeur de l’os (dans les canaliculi) o Reçoit les messagers hormonaux car très près de la circulation Page 4 sur 9 IV-Les hormones phosphocalcique du métabolisme 1-La PTH - Elle est synthétisée par les glandes parathyroïdiennes (4) Glande de petite taille : 40-60 mg à la face post de la thyroïde Rq : on peut trouver des glandes accessoires à distance, dans le médiastin, dans la thyroïde ou encore à la partie post de l’œsophage (supplément de secrétions possible) - Ce sont des glandes très richement vascularisées. La PTH est un peptide de 84 Acides aminés après clivage du précurseur sécrété. 1-A- Action de la PTH - régule les concentrations de calcium et de phosphate sérique active la résorption de l’os par les ostéoclastes : o Directement o Par l’intermédiaire de l’IGF-2, dont la synthèse est augmentée par les ostéoblastes. Résultat final : - Augmentation de la libération de calcium et de phosphore qui rejoignent les compartiments plasmatiques Augmentation de l’excrétion par filtration rénale de calcium Augmentation de la réabsorption du calcium par les tubules rénaux La résultante dépend de l’équilibre entre ces 2 effets. - Augmentation de l’excrétion des phosphates - La PTH augmente le calcium et diminue le phosphate sérique, c’est un mécanisme important car ceci évite les précipités de phosphate de calcium dans le sang (ex : calculs rénaux) Page 5 sur 9 1-B-Régulation de la sécrétion de la PTH La sécrétion est continue par les glandes parathyroïdiennes avec une demi-vie très courte=5minutes. C’est très rare que la sécrétion soit continue car toutes les hormones hypothalamohypophysaires ont des pics de sécrétion (nocturne). Le régulateur est la calcémie (pas la phosphorémie). - L’hypercalcémie diminue la PTH : o diminution de la résorption osseuse o diminution de la réabsorption rénale o ce qui entraine un retour à la normale de la calcémie - L’hypocalcémie augmente la PTH : o augmentation de la résorption osseuse par les ostéoclastes o augmentation de la réabsorption rénale o ce qui entraine un retour à la normale de la calcémie Facteur locaux : L’hypercalcémie diminue la PTH donc diminution de l’IGF-2 dans les ostéoblastes à effet paracrine sur les ostéoclastes. La PTH favorise la synthèse de l’interleukine-1 dans les ostéoclastes. 2-La Calcitonine On a longtemps cru que c’était une hormone hypocalcémiante mais erreur, elle n’intervient pas dans le métabolisme phosphocalcique. 3-La Vitamine D Elle est considérée comme une hormone. Elle est apportée par l’alimentation (œufs-poisson) mais est surtout formée dans la peau sous l’effet des UV. Page 6 sur 9 Cette synthèse se fait à partir d’un précurseur dans les cellules de la peau : 7-Déhydrocholesterol - Sous l’effet des UV il est transformé en Vit D3=cholécalciférol (vitamine naturelle inactive) Il est véhiculé par le sang jusqu’au foie Le foie va former alors le 25-Hydroxycholécalciferol Ensuite le foie relargue cette molécule dans la circulation le rein termine le travail. On a donc formation du : 1,25-Dihydrixycholécalciferol = calcitriol = Vitamine D active L’enzyme responsable de la réaction est la 1-α-hydroxylase OU 24-25Dihroxycholécalciferol (forme inactive) L’enzyme de la réaction est la 24-hydroxylase - Le calcitriol est déversé dans le sang et véhiculé par un transporteur sérique. 3-A- Action de la vitamine D - Elle augmente l’absorption intestinale de calcium par action directe sur la muqueuse intestinale. Elle agit par les récepteurs nucléaires. Elle traverse la membrane phospholipidique et se fixe aux récepteurs nucléaires de la même famille que les récepteurs aux stéroïdes ou hormones stéroïdiennes. Elle favorise la transcription et la traduction des protéines transportrices du calcium. Par ce biais, augmentation de l’absorption du calcium par la muqueuse intestinale car il y a plus de pompes. 3-B-Régulation En dehors de l’apport alimentaire, Taux plasmatique de la Vit D est régulé par : o Hypocalcémie o Hypophosphatémie Induit l’augmentation de la production de l’enzyme rénale 1-α-hydroxylase qui synthétise le calcitriol (forme active de la Vit D) Page 7 sur 9 En cas d’hypercalcémie, augmentation de l’autre enzyme (24-hydroxylase) qui augmente la production de la forme inactive de la Vit D. La PTH augmente la production de la Vit D par le rein. V- Physiopathologie des métabolisme phosphocalcique hormones du On traite l’excès et l’insuffisance. 1- PTH 1-A- Excès : - induit une hypercalcémie et hyperphosphaturie excès observé dans : o tumeurs bénignes des parathyroïdes o malabsorption du calcium o insuffisance rénale chronique qui diminue la Vit D, qui en retour fait augmenter la sécrétion de PTH (augmentation du calcium plasmatique et de l’excrétion de phosphate) Tout ceci provoque la résorption osseuse (os fragilisé) et la formation de calculs rénaux avec déposition de cristaux de phosphate de calcium. 1-B- Insuffisance : - induit une hypocalcémie et hyperphosphémie Causes : o Accidents de chirurgie de la thyroïde o Idiopathique (on ne connait pas la cause) le plus souvent 1-C- Résistance à la PTH : - Induit une Hypocalcémie et hyperphosphatémie Page 8 sur 9 2- la Vitamine D 2-A- Insuffisance : - chez l’enfant : provoque rachitisme déficit du remodelage et de la croissance osseuse augmentation de l’épaisseur du cartilage de conjugaison (cartilage mou et peu calcifié avec os déformés) - chez l’adulte : provoque ostéomalacie 1 symptôme : douleurs dans les os (os partiellement fracturé avec densité réduite s’accompagnant d’une myopathie proximale avec faiblesse musculaire profonde dans les muscles de la hanche et des épaules) er 2-B- Excès : Provoque : - Intoxication par excès de prise journalière - Hypercalcémie par absorption excessive de calcium - Risque de tétanie - Rend irritable Page 9 sur 9
