11 - bioquimica clínica - metabolismo mineral e ósseo

11 - bioquimica clínica - metabolismo mineral e ósseo

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VALTER T. MOTTA Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações

Metabolismo Mineral e Ósseo

Volume 1

vanços significativos tem sido realizados nestes últimos anos no estudo do metabo- lismo ósseo e mineral, aumentando consideravel- mente a compreensão da patofisiologia das desordens ósseas. Junto a isto, ocorreu um grande in- cremento na tecnologia laboratorial permitindo a melhora nas determinações do cálcio total e ionizado, fosfato, magnésio, fosfatase alcalina total, hormônio paratireóideo intacto (PTH), metabólitos da vitamina D, proteína liberadora de hormônio paratireóideo (PTHrP), marcadores do metabo- lismo ósseo (osteocalcina, fosfatase alcalina ós- seo-específica, pró-peptídios do colágeno, hidroxiprolina urinária, hidroxilisina-glicada urinária, piridinolina, deoxipiridinolina, sialo-proteína óssea e fosfatase ácida tartarato-resistente). O tecido ósseo é composto:

Sais minerais inorgânicos cristalinos.

(75% do peso seco). São compostos por fosfato de cálcio e carbonato de cálcio (força de compres- são). Os minerais estão presentes como uma mistura de cristais de hidroxiapatita

sio, sódio, potássio, hidróxido, fluoreto, estrôncio, zinco, rádio, cloreto e sulfato. A deposição destes sais complexos fortalece grandemente a estrutura óssea.

Matriz orgânica. (25% por cento do peso seco). É formada por 94% de fibras de colágeno, com

cias não-colagenosas) que incluem líquido extra- celular, albumina, mucoproteína, sulfato de condroitina, ácido hialurônico, osteocalcina (proteína

G1a), lipídios e pequenos peptídios além de 1% de citrato.

Mesmo na vida adulta, o osso está em estado dinâmico (acredita-se que ao redor de 3-5% da massa óssea esteja passando por uma remodelação ativa a qualquer tempo). Os processos de formação e reabsorção óssea são controlados por várias influências hormonais e metabólicas. O osso é formado pela ação de osteócitos e osteoclastos, cuja atividade é refletida no nível de fosfatase dominantemente, como resultado da ação de osteoclastos e ordinariamente envolve a dissolução de ambos, minerais e matriz orgânica.

São necessárias pelo menos três células especializadas no osso para a síntese, a modelagem e remodelagem desse tecido:

§ Osteoblastos: células mesenquimais com intensa capacidade secretora, são responsáveis pela produção de cadeias protéicas ricas em aminoácidos como prolina, hidroxiprolina etc., precursores de colágeno para a formação de osteóide – o precursor não-calcificado do osso

– nos locais superficiais de crescimento ou remodelagem. Além disso, secretam fatores de crescimento locais sob influência do GH e fosfatase alcalina óssea, relacionadas com o processo de mineralização do osso talvez através da neutralização de um inibidor da deposição mineral (pirofosfato). Geralmente, são encontrados no interior das lacunas ósseas, e também na região subperiostal entre osso cortical e o periósteo. A membrana plasmática dos osteoblastos são ricos em fosfatase alcalina, cuja atividade é um índice de formação óssea. Os osteoblastos tem receptores para o hormônio paratireoideo (PTH), 1, 25- diidroxivitamina D (1, 25(OH)2D) e estrogênio, mas não para a calcitonina. O estímulo do

PTH, 1, 25(OH)2D, hormônio de crescimento e

144 Bioquímica Clínica: Princípios e Interpretações estrogênio induz os osteoblastos a produzir o fator de crescimento “insulin like” I (EG-1), que tem papel importante na regulação e modelagem óssea local.

§ Osteoclastos: células gigantes e multinucleadas relacionadas com a absorção – lise óssea com finalidade de reparação de uma fratura ou mobilização de íons cálcio – realizadas continuamente, porém sob o controle do hormônio paratireiodeo (PTH), que estimula a secreção de enzimas proteolíticas e ácidos orgânicos (lactato e cítrico), que digerem e solubilizam a matriz óssea calcificada. Os osteoclastos possuem uma ação oposta aos osteoblastos, reabsorvendo a matriz óssea.

Estão presentes entre 1 a 4% das superfícies ósseas.

§ Osteócitos: segundo alguns autores, estado de

“repouso” das células ósseas, os osteócitos encontram-se instalados nas criptas ósseas onde seriam estimuladas por fatores humorais locais ou sistêmicos a diferenciar-se rumo à atividade blástica (crescimento e reparação) ou à atividade clássica/lítica (reabsorção, mobilização, iônica). Os osteócitos sintetizam pequenas quantidades de matriz para manter a integridade óssea.

Bibliografia consultada

DI DIO, Renato; BARBÉRIO, José Carlos; PRADAL, Mario Giovani; MENEZES, Ana Maria Soares. Procedimentos hormonais. 4. Ed. São Paulo : CRIESP, 1996.

KOAY, Evelyn S. C.; WALMSLEY, Noel. A primer of chemical pathology. Singapore : World Scientific, 1996. p. 8-102.

LARA, G. M.; HERMANN, A. R.; HAGEMANN, M. A. Marcadores bioqímicos do metabolismo ósseo: princípios básicos – uma revisão. Newslab 36:126-36, 1999.

cálcio está presente em três compartimentos principais: esqueleto, tecidos moles e líquido extracelular. Aproximadamente, 9% de cálcio do organismo está localizado no esqueleto, primaria-

mente, na forma de hidroxiapatita, que é uma rede de cristal composto de cálcio, fósforo e hidróxido. O cálcio restante desempenha numerosas e signi- ficativas funções não relacionadas à estrutura óssea. As funções fisiológicas do cálcio nos diferentes compartimentos são:

§ Cálcio intracelular. Condução neuromuscular, manutenção do tono normal e na condução e relaxamento do músculo esquelético e cardí- aco; síntese glandular e na regulação das glândulas exócrinas e endócrinas; na preservação meabilidade, particularmente, em termos do intercâmbio de sódio e potássio; metabolismo do glicogênio; processo da visão; e os eventos celulares envolvendo a ligação do cálcio com a proteína calmodulina.

ção do potencial de membrana plasmática.

§ Cálcio do esqueleto. É o principal local de armazenamento e mobilização de cálcio para o “pool” extracelular e intracelular. O osso é

cesso combinado de reabsorção e formação óssea.

Parte do cálcio ingerido (200 a 1500 mg/d), é absorvida por um processo ativo, principalmente no duodeno e é favorecido em pH ácido (em pH alcalino o íon forma compostos insolúveis). A vitamina D é essencial neste processo. O cálcio existente no plasma humano normal apresenta-se sob três formas distintas:

em Ca2+ ligado às proteínas plasmáticas, especialmente à albumina.

níveis constantes por um complexo sistema de controle envolvendo o PTH.

§ Cálcio complexado (5-10% do total) com uma variedade de ânions como o citrato, fosfato, lactato, bicarbonato e outros íons.

As distribuições relativas das três formas são modificadas como resultado de variação no pH sangüíneo ou do teor das proteínas plasmáticas. Aumentos de 0,1 unidade de pH diminuem o cál- cio ionizado em 0,16 mg/dL. Reduções do pH aumentam o cálcio ionizado na mesma proporção anterior.

A manutenção da homeostase do cálcio en- volve a participação de três órgãos maiores - o intestino delgado, os rins e o esqueleto. A glân- dula mamária durante a lactação é também im- portante, assim como a placenta e o feto durante a gestação.

tidos homeostaticamente durante anos de ingestão variável de cálcio, através de um equilíbrio eficaz entre a formação e destruição óssea e a absorção e excreção do cálcio. Vários compostos estão envolvidos na regula- tam também os níveis de fosfatemia. Os dois principais controladores da homeostase do cálcio são o hormônio paratireoideo e a vitamina D. Outras substâncias também contribuem em menor grau: calcitonina, hormônios tireoideos, esteróides

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Figura 1.1 Principais respostas hormonais na redução do teor de cálcio plasmático.

adrenais, prostaglandinas, fator ativador dos osteoclastos e proteína PTH-relacionada.

Hormônio paratireóideo (PTH). É secretado pela células principais da glândula paratireóide em resposta a hipocalcemia ou hipomagnesemia.

Os teores de PTH exibem uma variação diurna, estando elevado nas primeiras horas da manhã (ao redor das 9 h). As ações do PTH são:

Ca plasmático diminuido

Paratiróides estimulado pela caída do no plasma Ca

PTH plasmático

Liberação de PTH

Osso Rim

Intestino Delgado

Teor 1:25 DHCC plasmático

Efeito de retroalimentação negativa pelo aumento do do plasma.Ca

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