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Le métabolisme Phospho- calcique V. Gayrard Physiologie Ecole Nationale Vétérinaire De Toulouse 23, Chemin Des Capelles 31076 Toulouse ECOLE NATIONALE.

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1 Le métabolisme Phospho- calcique V. Gayrard Physiologie Ecole Nationale Vétérinaire De Toulouse 23, Chemin Des Capelles Toulouse ECOLE NATIONALE VETERINAIRE T O U L O U S E

2 Introduction Calcium et phosphore =principaux constituants os (65% poids) Les os renferment totalité calcium et phosphore de lorganisme Rôle crucial des quantités mineures de calcium et phosphore dans le sang dans de nombreux processus biologiques Importance régulation homéostasie calcium – phophates

3 Plan De Lexposé 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 dhydroxyapatite) 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 Calcium non diffusible (lié aux protéines plasmatiques (50%) Ca-albumine (80%) Ca-globulines (20%) Calcium ionisé Ca 2+ (45%) Calcium complexé (sels de bicarbonate, citrate, phosphate, 5%) Concentrations sériques 100 mg/ml (2.5mmol/l) Calcium diffusible (50%) pH

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 Phosphore Constitution du tissu osseux (85%) Métabolisme cellulaire Rôle tampon intracellulaire et urinaire des phosphates Composition des acides nucléiques, phospholipides membranes Source dénergie chimique (ATP, GTP) Stockage et libération dénergie Activation enzymes (PK) Régulation de la glycolyse

8 Phosphore sérique Pi sérique HPO 4 2- (80%) H 2 PO 4 - (20%) PO 4 3- Forme ionisée à PH7.4 (30mg/ml, 1mmol/l) Concentrations intracellulaires: 1mmol/l, co- transport Na-P)

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

10 Régulation du métabolisme phospho-calcique: PTH PTH: parathormone Origine: parathyroïdes (2-4 selon espèces) Polypeptide précurseur: Pré-Pro-PTH clivée en Pro-PTH, et, enfin, en PTH PTH circulante: mélange d'hormone intacte et de fragments provenant de la protéolyse (inactivation) de PTH

11 Glandes parathyroïdes

12 Effets de 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 labsorption intestinale de Ca

13 Réabsorption rénale calcium Ca filtré Tube contourné proximal Tube contourné distal Branche ascendante de lanse de Henle 50-60% % 10% 98% Ca réabsorbé <5% Glomérule Réabsorption Ca + PTH

14 Réabsorption rénale des phosphates HPO 4 2- filtré Tube contourné proximal Tube contourné distal Branche ascendante de lanse de Henle 80% 10% 90% HPO 4 2- réabsorbé Glomérule Réabsorption - PTH

15 PTHR Ostéoblaste Ostéoclaste Précurseur ostéoblaste Précurseur ostéoclaste Actions cataboliques 1.Activation ostéoclastes 2.Développement ostéoclastes 3.Digestion matrice 4.Inhibition synthèse collagène 5.Inhibition développement ostéoblastes Actions anaboliques 6. Stimulation via résorption et libération résultante facteurs croissance (IGFI, TGF- ) 7. Stimulation libération IGFI collagène protéases IGFI Effets de PTH sur le tissu osseux

16 Régulation sécrétion PTH Facteur régulation=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 et « set- point »

17 Sécrétion De PTH Concentrations plasmatiques Ca 2+ (mmol/l) PTH (unités arbitarires) Ca set-point PHT max PHT min

18 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 lhypocalcémie Récepteur membranaire au Ca couplé à une protéine G (mutation gène récepteur: hypercalcémie familiale) De faibles variations concentrations extracellulaires Ca modifient concentrations cellules parathyroïde

19 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

20 Régulation expression gène PTH Calcium Hypocalcémie expression PTH Forme active vitamine D :1,25- dihydroxycholécalciférol [1,25-(OH)2 D3] Inhibition de lexpression PTH Phosphates expression PTH (effets direct et indirect)

21 Régulation nombre cellules parathyroïdes Prolifération cellules parathyroïdes en cas de: Hypocalcémie prolongée Déficit de 1,25-(OH)2 D3 Hyperphosphatémie Modification de la capacité de sécrétion maximale

22 La calcitonine Origine: cellules parafolliculaires ou cellules C thyroïde Stimulus sécrétion: hypercalcémie Hypocalcémiante, hypophosphatémiante Diminution de la résorption osseuse: diminution de lactivité des ostéoclastes Rôle physiologique =? Utilisation thérapeutique

23 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

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 dun micro environnement favorable à la minéralisation osseuse

28 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

29 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

30 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

31 Autres Hormones HormoneAction GH + formation osseuse (via IGFI) Hormones thyroïdiennes + résorption osseuse Oestrogènes Androgènes + formation osseuse (transformation des ostéoclastes en ostéoblastes) Glucocorticoïdes - absorption intestinale Ca ( PTH) + résorption osseuse - Formation osseuse

32 Conclusion Maintien calcémie Hormones régulatrices: PTH, 1,25- dihydroxyvitamine D Régulation PTH par Ca et par 1,25- dihydroxyvitamine D PTH: réabsorption Ca, réabsorption Pi, augmente résorption osseuse Vitamine D: synthèse au niveau peau (UV), hydroxylation (foie, reins), régulation par PTH 1,25-dihydroxyvitamine D: absorption intestinale Ca


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