exploration du metabolisme phosphocalcique
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EXPLORATION DU METABOLISME PHOSPHOCALCIQUE. I – INTRODUCTION Dans tissus vivants Ca 2+ - Phosphates Ions interdépendants : tissu osseux = cristaux d’hydroxyapatite Ca 3 (PO4) 2 3 ,Ca(OH) 2. Régulation autonome Fonctions diverses - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
EXPLORATION DU METABOLISME PHOSPHOCALCIQUE
I – INTRODUCTIONDans tissus vivants - Ca2+
- Phosphates
Ions interdépendants : tissu osseux = cristaux d’hydroxyapatite
Ca3(PO4)23,Ca(OH)2
Régulation autonome
Fonctions diverses
- Ca2+ : conduction nerveuse, contraction musculaire, coagulation, perméabilité des membranes, activités enzymatiques, messager hormonal.
- P : échanges énergétiques, activités enzymatiques, équilibre acido-basique (tampon intracellulaire).
- sels phosphocalciques : fonctions mécaniques dans le squelette.
II – RAPPELS METABOLISME PHOSPHOCALCIQUE
1) Besoins Ca P
- adulte 900 ±100 mg 800 mg
- enfant de plus de 10 ans 1200 mg 1000 mg
Carence en Ca chez les jeunes filles.
2) Apports= alimentation
Ca PProduits laitiers (70%) ViandesFromages Poissons Eaux de boisson Jaunes d’oeufsPoissons, légumes, fruits secs Fromages
3) Absorption
Ca : environ 30% sous forme Ca2+
intestin grêle
(duodénum, jéjunum)
jonction
Absorption paracellulaire Absorption transcellulaire
Lumière intestinale
Surface basolatérale
ATPaseCa2+
Na+
Ca2+
Canaux calciques
Calbindine, calmoduline
vaisseau
calcitriol +
diffusion passive paracellulaire
diffusion active transcellulaire
- si apports élevés : absorption par voie passive mais inhibition voie active ( PTH et calcitriol )- si apports faibles : voie passive Ca2+ sanguin stimulation voie active ( PTH et calcitriol).
Absorption augmentée par :
- calcitriol = principal régulateur de l’absorption intestinale du Ca
- PTH dont synthèse dépend de la Ca2+
- stéroïdes sexuels
- hormone de croissance (GH)
- pH acide (solubilisation des sels calciques)
Absorption diminuée par :
- cortisol (activité anti-vitamine D)
- anions (oxalates, phytates) solubilité de Ca par formation de complexes insolubles)
- pH alcalin
intestin grêle : 80%
(duodénum, jéjunum, iléon)
diffusion passive : gradient de concentration
diffusion active (cotransporteur Na+/HPO42-)
stimulation par le calcitriol
Facteurs intervenant sur l’absorption
Ca et Mg l’absorption
calcitriol l’absorption
P
Milieux Ca P
Os 99% 85%
Intracellulaire1%
14%(Pi)
Extracellulaire 1% (Pi)
3) Répartition dans l’organisme
A - Les os
= assure stockage et régulation des taux sérique de Ca et P.
Fraction minérale ou inorganique du tissu osseux = cristaux d’hydroxyapatite Ca3(PO4)23,Ca(OH)2, carbonate d’apatite Ca3(PO4)23,CaCO3 + fibres de collagène
Ca et P échangeable résorption osseuse = ostéolyse = libère Ca et P
accrétion ou minéralisation osseuse = ostéogénèse = fixe les minéraux
Ostéolyse liée à l’activité des ostéoclastes permettant :- la libération d’hydroxyproline = constituant du collagène, de
pyridinoline et désoxypyridinoline = pontages inter- ou intra-monomères du collagène,
- la synthèse de phosphatase tartrate résistante Favorisée par PTH
Ostéogénèse liée à l’activité des ostéoblastes permettant : - la biosynthèse du collagène et de l’ostéocalcine
- la synthèse des phosphatases alcalinesFavorisée par Vitamine D et calcitonine
Ca : Plasma : 2,15 - 2,55 mmol/l sous différentes formes
Calcium diffusible et ultrafiltrable (60%):
50% forme libre ionisée (actif) =
5% forme complexée =
Ca2+
Ca3(PO4)2
Calcium non ultrafiltrable = Ca lié aux protéines 40%
(surtout à l’albumine) = réserve mobilisable en fonction du pH
pH acide = rupture liaison
Ca2+ = seul échangeable = 1,10 à 1,30 mmol/l
B – Le sang
GR = 3 à 4 mol/l
Variations de la calcémie en fonction :Variations de la calcémie en fonction :
- du taux de protéines:Si hypoalbuminémie Ca lié aux protéines sans modification du calcium ionisé. fausse hypocalcémie avec hypoalbuminémieCorrection par la formule:
- du pH: les variations aigues du pH modifications du Ca 2+ sans changement de la calcémie totale.
Acidose aigue: Ca 2+ par relargage du calcium lié à l’albumine.Alcalose aigue: Ca 2+ par fixation du calcium à l’albumine
Calcémiecorrigée = calcémie totalemesuré+(40- alb) x 0.025
P différentes formes :
70% = phosphate organique (phospholipides, phosphoprotéines) 30% Pi = 0,80 à 1,50 mmol/l = HPO4
2- = 80% H2PO4
- = 20% PO4
3- = traces
Mouvements du calcium dans l’organisme
200 mg
Pas de mouvement directs du P entre les compartimentsSi apports transfert tissu osseux vers cellules des tissus mous
1 Kg10 g 9,8 g
4) Excrétion rénale
Rôle régulateur de l’homéostasie phosphocalcique à court terme Le Ca
- filtration : Ca2+
- réabsorption = 96 à 99% : mécanisme passif lié à la réabsorption de Na+ et H2O
Calciurie = 2 à 7 mmol/24h
Facteurs influençant la réabsorption tubulaire du Ca Stimulation Inhibition- PTH - Hypermagnésémie- Calcitonine - Acidose métabolique- Diurétiques thiazidiques - Diurétiques osmotiques
(mannitol)- ADH - Insuline- Glucagon - Hyperhydratation extracellulaire- Déshydratation extracellulaire
Le P
filtration : Pi réabsorption : 90% = transfert actif (cotransporteur Na+/HPO4
2- énergisé par Na+/K+ ATPase
Phosphaturie : 15 à 30 mmol/24h
Taux de réabsorption tubulaire maximum de P = 0,80 à 0,95
facteurs le TRP le TRP - PTH - calcitriol- Acidose métabolique aigue - hormones de croissance- Corticoïdes - hormones thyroïdiennes- Calcitonine
III – REGULATION DU METABOLISME PHOSPHOCALCIQUE
1) PTH
Sécrétion : glandes parathyroides
Hormone de régulation de la calcémie :
récepteur CaSR sur la mb des cellules parathyroïdiennes
- hypercalcémie CaSR activé dégradation PTH et sécrétion PTH inactive
- hypocalcémie CaSR inactivé sécrétion PTH intacte
Action cellulaire sur des récepteurs de surface ( PT G) activation de l’adénylate cyclase (production d’AMPc) et de la phospholipase C (synthèse de diacylglycérol et d’inositol triphosphate)
cibles :
- os : action ostéolytique (activation des ostéoclastes)
- reins : réabsorption tubulaire Ca2+
réabsorption tubulaire PO43-
activité 1-hydroxylase synthèse calcitriol ( absorption intestinale)
Hypercalcémiante et hypophosphorémiante
Prépro-PTH =115AA
Pro-PTH = 90
PTH = 84 N-terminal
C-terminal
2) Le calcitriol = 1,25-diOH cholécalciférol = vit D3
Indispensable pour Ca dans fluides extracellulaires et minéralisation os
Origine : - exogène (jaunes d’œufs, poissons, lait)
- endogène : 7-déhydrocholestérol cholécalciférolUV
25-OH cholécalciférol
foie
1,25-diOH cholécalciférol
reins1-hydroxylase
25-hydroxylase
PTH
hypocalcémie
hypophosphorémie -
++++
Prolactine
H. De croissance
+Cibles :
- intestin : absorption Ca et P (activation synthèse calbindine et calmoduline)
- os : stimule les ostéoclastes et les ostéoblates favorisant la synthèse d’ostéocalcine et la minéralisation osseuse
- reins : réabsorption Ca et P
Hypercalcémiante et hyperphosphorémiante
3) Calcitonine
Sécrétion par les cellules parafolliculaires de la thyroïde
Cibles :
- os : se fixe sur les ostéoblastes, les active ainsi que l’accrétion du calcium (calcification) = stimule l’ostéogénèse
se fixe sur des récepteurs spécifiques de la membrane des ostéoclastes synthèse d’AMPc inhibant les actions destructrices
- reins : réabsorption Ca et P
Hypocalcémiante et hypophosphorémiante
intestin
os rein
parathyroïdes
PTH
Libération Ca et P
+
1-OHase
Réabsorption Ca
Réabsorption P
+
+
-
Absorption Ca et P
+calcitriol
-
Régulation de la calcémie et de la phosphatémie par les hormones calciotropes
Si Ca2+ sécrétion PTH
Si Pi sécrétion calcitriol
III – EXPLORATION DU METABOLISME PHOSPHOCALCIQUE
A – Explorations biologiques de première intention
Sérum : - Ca = 2,15 à 2,55 mmol/l
- P = 0,8 à 1,5 mmol/l
- TRP = 100 x (1- Cl P/Cl crea) = 0,80 à 0,95
- PAL = 30 à 130 UI/l
Urines : - Ca = 2 à 7 mmol/24h
- P = 15 à 30 mmol/24h
B - Explorations biologiques de deuxième intention
Sérum : - Ca2+, PTH, vitamine D, calcitonine
- marqueurs de la formation osseuse : ostéocalcine, PAL osseuse, sous-produits de la synthèse collagénique = peptides d’extension C- et N- terminaux du procollagène de type I (PICP et PINP)
- marqueurs de la résorption osseuse : posphatase acide tartrate résistante, fragments peptidiques des extrémités C- et N- terminales des molécules de collagène (CTX et NTX).
Urines : - AMPc (témoin indirect de l’activité de PTH)
- marqueurs de la résorption osseuse : produits de dégradation du collagène = hydroxyproline et molécules de pontage (PYR et DPD) C- et N-télopeptides (CTX et NTX).
C – Explorations fonctionnelles
-Test de charge à la PTH : réactivité des récepteurs à la PTH par le dosage de l’AMPc
Si réponse + = hypoparathyroïdie vraie
Si réponse - = pseudohypoparathyroïdie
- Test de charge en Ca
- Scintigraphie osseuse
- Scintigraphie des parathyroïdes (recherche d’une tumeur)
IV – VARIATIONS PATHOLOGGIQUES
A – Variations de la calcémie
1) Hypercalcémies
Ca > 2,60 mmol/l avec taux de protides normal
Mécanismes :
- absorption intestinale
- réabsortion tubulaire
- ostéolyse
Etiologies
Hyperparathyroïdie primitive = Production excessive et inappropriée de PTHPathologie féminine( 6 contre 1)Le plus souvent asymptomatique3ème pathologie endocrinienne ( après diabète et thyroïde). 80% cas adénome simple, 3% adénomes multiples, 15% hyperplasie glandulaire, 2% carcinomeDiagnostic: biologique
Sérum : Hypercalcémie, hypophosphorémie PTH très Calcitriol PAL
Urines : Hypercalciurie Hyperphosphaturie AMPc
Si doute test de charge calcique ( PTH reste élevée)
Cancers
Localisés au squelette : myélome multiple ou métastases osseuses de cancers primaires (sein, prostate) ostéolyse
Diagnostic: biologiqueSérum : Hypercalcémie par ostéolyse locale ou sécrétion de « PTH like ou rP related polypeptide» (cancers larynx, poumons, utérus, rein)
PTH Calcitriol
Urines : Hypercalciurie
Autres causes- Hypervitaminose D ( absorption intestinale de Ca)- Sarcoïdose = maladie de système ( synthèse de calcitriol)- hyperthyroïdie ( résorption osseuse)- Immobilisation prolongée ( ostéogénèse)
Ca 2+ > 2.6 mmol/l
40%
60%
Cancers: 50%Autres causes : 10%
CaU N ou CaU CaU
Intoxication vit DIntoxication vit D
normaleélevée basse
2) Hypocalcémies
Ca < 2,10 mmol/l avec taux de protides normal
Mécanismes :
- Sécrétion ou résistance des organes cibles de la PTH
- Déficit en vitamine D
- Résistance des organes cibles de la vitamine D
Etiologies
- Isuffisance parathyroidienne : PTH
Diagnostic: biologique
-sérum : calcémie
phosphatémie
PTH
-Urines : calciurie
AMPc
- Origine non parathyroïdienne
Résistance des cellules cibles à la PTH = pseudohypoparathyroïdie(os, reins). PTH
Déficit ou résistance à la vitamine D : rachitisme (enfant) ou ostéomalacie (adulte)
Perturbations du métabolisme de la vitamine D par :
- malabsorption
- absence d’hydroxylation hépatique ou rénale
- carence d’exposition au soleil
IRC avec rétention P hyperphosphatémie hypocalcémie sécrétion PTH synthèse calcitriol absorption intestinale de Ca aggravation hypocalcémie Syndrome néphrotique : fuite vitamine D avec sa protéine de transport, hypoprotidémie.
Ca < 2.1 mmol/l
Ca 2+ionisé < 1.1mmol/l
•Post chirurgicale++
• Fonctionnelle par carence en Mg
• Idiopathique
Origine extra- parathyroïdienne
B - Variations de la phosphorémie
1) Hyperphosphorémie : > 1,5 mmol/l (sans hémolyse)
Mécanismes :
- DFG
- réabsorption rénale
- apports
Etiologies
-IR : filtration glomérulaire
-Maladies endocriniennes : hypoparathyroïdie ( PTH)et diabètes graves
( consommation du P par défaut d’utilisation du glucose : oses phosphates)
- Affections diverses : fractures multiples, intoxication par vitamine D.
Hyperphosphorémie > 1,5 mmol /L
Clairance créatinine
Diminuée
Filtration glomérulaire
IR
normale
calcémie
normale
Surcharge exogène:Apports oraux ou IV de P.Laxatifs riche en PSurtout qd IR associée
diminué
Surcharge endogène:
Sd lyse tumorale
Hémolyse aigue
rhabdomyolyse
Augmentation réabsorption tubulaire
Calcémie
Hypoparathyroidie PTH
2 – Hypophosphorémies
Phosphorémie < 0,8 mmol/l
Mécanismes :
- réabsorption tubulaire
- absorption intestinale
Etiologies
- Hyperparathyroïdie : PTH réabsorption tubulaire de P
- Déficit en vitamine D : origine nutritionnelle, entéropathie avec atrophie de la muqueuse intestinale (hypovitaminose D), rachitisme vitamino-résistant (résistance périphérique des organes cibles de la vitamine D)
-Syndrome de Fanconi ou diabète phosphoglucoaminé (défaut de réabsorption Pi, Glu, AA, HCO3
-).
Hypophosphorémie < 0,8 mmol /l
phosphaturie
augmentée diminuée
Perte rénale Origine extrarénale
calcémie
augmentée
HPT primitive Tubulopathie:
sd fanconi
normale
• Insuffisance d’apport
• Carence en vit D
• Chélateurs du P
• Transfert P ds milieu intracellulaire:
•Perf de glucose de nutrition parentérale
•Insulinothérapie
•Alcalose respiratoire aigue
VI – Perturbations métaboliques de l’os
A – Ostéomalacie
= défaut de minéralisation du tissu ostéoïde;
Etiologie = carence en vitamine D.
Biologie
-Hypocalcémie associée ou non à une hypophosphorémie- Hypocalciurie associée ou non à une hypophosphaturie-PAL et ostéocalcine
B- Ostéoporose
= involution progressive de l’os (partie osseuse et minérale)
Etiologies :
-Ménaupose (cessation de sécrétion des oestrogènes)
- apports calciques et de la synthèse du calcitriol chez les sujets âgés
- maladie de Cushing (hypersécrétion de cortisol et traitement prolongé par les corticoïdes)
- immobilisation prolongée
Biologie
Sérum : calcémie souvent normale
Urines : calciurie
hydroxyproline, CTX et NTX, PYR et DPD
C – Maladie de Paget
= remodelage osseux excessif
Biologie
Sérum : PAL
PAL osseuse
PIPC et PINP
Urines : hydroxyproline
NTX