Metabolismo Óseo
Metabolismo del calcio y el fósforo
– El metabolismo del calcio y fósforo es fundamental en el metabolismo óseo normal.
– El metabolismo de ambos está estrechamente interrelacionado. Éste está afectado por los niveles séricos de ambos elementos, a través de mecanismos de feedback, así como una compleja regulación de hormonas y vitaminas asociadas, principalmente la hormona paratiroídea (PTH), calcitonina y vitamina D activa.
| METABOLISMO DEL CALCIO Y FÓSFORO | ||||
|---|---|---|---|---|
| Elemento | Función en el sistema músculo-esquelético | Requerimientos / Absorción | Almacenamiento | Distribución |
| Calcio | – Permite la función de músculos y nervios, así como el proceso de coagulación, entre otras funciones. | – Los requerimientos varían según edad y condiciones fisiológicas de mayor demanda, en un rango en el adulto de 700 a 2000 mg/día (ver tabla aparte…) – Se absorbe en el duodeno a través de transporte activo (transportadores dependientes de ATP) y en el yeyuno por difusión pasiva. – Absorción en dudodeno es regulada por la vitamina D activa (calcitriol o 1,25(OH)2-vitamina D3 ). – Los riñones reabsorben el 98% del calcio. |
– Más del 99% se encuentra en los huesos. – Aprox. 400 mg de calcio son liberados desde los huesos diariamente. – El balance de calcio es positivo usualmente durante las primeras tres décadas de la vida. |
– El calcio sérico se encuentra en las formas libre y unido a albúmina, aproximadamente en partes iguales. – Los reguladores primarios del calcio sérico son la hormona paratiroidea (PTH) y la vitamina D activa (calcitriol o 1,25(OH)2-vitamina D3 ). |
| Fósforo | – Componente fundamental de la matriz ósea inorgánica del tejido óseo (a través de la hidroxiapatita y fosfato de calcio). – Sistemas enzimáticos e interacciones moleculares (ej.: ATP, ADN, ARN) |
– Los requerimientos son de 1000 a 1500 mg/día. – Los riñones reabsorben el fósforo, y parte de éste es excretado en orina. |
– Cerca del 85% se encuentra en los huesos. | – Mayoría del fósforo sérico está libre. |
| REQUERIMIENTOS DE INGESTA DIARIA DE CALCIO SEGÚN EDAD O CONDICIÓN FISIOLÓGICA | |
|---|---|
| Edad | Cantidad (mg/día) |
| Niños 0-3 meses | 400 |
| Niños 6-12 meses | 600 |
| Niños 1-5 años | 800 |
| Niños 5-10 años | 800 |
| Adolescentes y adultos jóvenes (11-24 años) | 1200 |
| Adultos (25 a 65 años) | 800 |
| Adultos mayores (más de 65 años) | 800 |
| Embarazadas / Mujeres lactantes | 1200 |
| Mujeres postmenopáusicas con terapia de reemplazo hormonal | 1000 |
| Mujeres postmenopáusicas sin terapia de reemplazo hormonal | 1200 |
| Pacientes con proceso de consolidación de fractura de huesos largos | 1500 |
| Atletas mujeres euestrogénicas | 1000 |
| Atletas mujeres hipoestrogénicas | 1500 |
| REGULACIÓN DEL METABOLISMO DEL CALCIO Y FÓSFORO | |||
|---|---|---|---|
| Hormona paratiroídea (PTH) | Vitamina D activa (calcitriol o 1,25(OH)2-vitamina D3 ) | Calcitonina | |
| Función | – Activa los osteoblastos, los cuales estimulan los osteoclastos para reabsorber tejido óseo. – Produce liberación de calcio por los osteocitos. – A nivel renal aumenta la reabsorción de calcio y disminuye la de fósforo. |
– Estimula la absorción intestinal de calcio. – Estimula a los osteoclastos (aumentando la reabsorción ósea). |
– Inhibe a los osteoclastos (disminuyendo la reabsorción ósea). – Aumenta la excreción renal de calcio. |
| Secreción / Síntesis | Péptido secretado por paratiroides (células principales paratiroídeas) |
– La vitamina D es una prohormona esteroidal cuyas formas principales son D2 (ergocalciferol) y D3 (colecalciferol). – Derivan principalmente de la síntesis en la piel a través de la acción de rayos UV (90%) y en menor cantidad a través de la dieta. – La forma activa de la vitamina D es la vitamina D3 con doble hidroxilación en posiciones 1 y 25 (calcitriol o 1,25(OH)2-vitamina D3). – Una parte menor se hidroxila en 24,25 y pasa a ser inactiva. – La doble hidroxilación se produce de forma sucesiva en el hígado y luego en los riñones (túbulos proximales). |
Péptido secretado por tiroides (células claras parafoliculares) |
| Factores que estimulan la secreción / producción | ↓ Calcio sérico | ↑ PTH ↓ Calcio sérico ↓ Fósforo sérico |
↑ Calcio sérico |
| Factores que inhiben la secreción / producción | ↑ Calcio sérico ↑ Vitamina D activa |
↓ PTH ↑ Calcio sérico ↑ Fósforo sérico |
↓ Calcio sérico |
| Efecto en hueso | ↑ Actividad osteoclástica ↑ Precursores osteoclásticos |
↑↑↑ Actividad osteoclástica | ↓ Actividad osteoclástica |
| Efecto en intestino | Actúa indirectamente en el intestino a través del ↑ de vitamina D activa en los riñones | ↑↑↑ Absorción intestinal de calcio y fósforo | – |
| Efecto en riñones | ↑ Vitamina D activa (hidroxilación) ↑ Reabsorción renal de calcio ↑ Excreción renal de fósforo |
– | – |
| Efecto neto en calcio sérico y fósforo sérico | ↑ Calcio sérico ↓ Fósforo sérico |
↑ Calcio sérico ↑ Fósforo sérico |
↓ Calcio sérico de forma transitoria |
| EFECTOS DE OTRAS HORMONAS EN EL METABOLISMO DEL CALCIO Y FÓSFORO | |||
|---|---|---|---|
| Hormona | Efecto neto | Mecanismo | Recomendaciones |
| Estrógenos | ↓ Pérdida ósea ↓ Formación ósea (al estar ligados los mecanismos de reabsorción y síntesis) |
↓ Reabsorción ósea | – Se recomienda suplementación si se inicia 5-10 años después del inicio de la menopausia. – Para disminuir el riesgo de cancer endometrial se debe combinar con terapias cíclicas de progestágenos. – Algunos regímenes de terapia de reemplazo hormonal pueden aumentar el riesgo de enfermedades cardiovasculares y cáncer de mama. – Se recomienda que la terapia de reemplazo hormonal se complemente con bifosfonatos. |
| Corticoesteroides | ↑ Pérdida ósea ↓ Formación ósea No afectan la mineralización |
↓ Absorción intestinal de calcio ↓ Síntesis de colágeno y actividad osteoblástica |
– Terapias crónicas de bajas dosis y con días alternativos pueden reducir los efectos secundarios |
| Hormonas tiroídeas | ↓ Pérdida ósea ↑ Formación ósea |
↑ Reabsorción ósea ↑ Síntesis de colágeno, actividad osteoblástica y crecimiento de condrocitos |
– El metabolismo óseo normal requiere de un equilibrio de las hormonas tiroídeas. – El hipotiroidismo está asociado a osteoporosis. – Al contrario, altas dosis de T4 (tiroxina) pueden suprimir la función tiroídea y provocar también osteoporosis. |
| Hormona del crecimiento (asociada a insulina y somatomedinas) |
↑ Balance de calcio | ↑ Absorción intestinal | |
Masa ósea
Masa ósea y edad
– El peak de la masa ósea ocurre entre los 16 a 25 años.
– Es mayor en hombre que en mujeres.
– Después del peak hay una pérdida de 0,3 a 0,5% cada año.
– En mujeres post menopáusicas este proceso se acelera. Desde los 6 a 10 años post menopausia la pérdida es de 2 a 3% anual.
– La pérdida de la masa ósea afecta en mayor medida al hueso trabecular (esponjoso) que al cortical.
– Las paredes corticales se adelgazan con la edad y mecánicamente son más frágiles y menos flexibles.
– Los huesos largos con la edad van aumentando progresivamente el diámetro del canal endomedular dada la pérdida del grosor de sus corticales a partir de la reabsorción de su cara interna.
– Sin embargo se produce compensatoriamente un aumento en la formación de hueso en la superficie externa periostal, aunque esta compensación es levemente menor que la reabsorción que se produce paralelamente en la superficie interna.
– Es por esto que en los huesos largos se observa con la edad un aumento progresivo del diámetro interno (canal endomedular) y diámetro externo (diámetro total) a pesar de que sus paredes corticales van disminuyendo de grosor.
Masa ósea, menopausia y bifosfonatos
– Desde la menopausia, los procesos de formación ósea y de reabsorción se aceleran, predominando el segundo.
– También se produce un balance negativo de la ingesta de calcio ya que disminuye la absorción intestinal y aumenta la excreción urinaria del mismo.
– Al aumentar la formación ósea, aumenta el marcador sérico fosfatasa alcalina.
– Al aumentar la reabsorción, aumentan los marcadores urinarios hidroxiprolina y piridinolina (productos de degradación del colágeno).
– Se recomienda terapia hormonal de reemplazo a las pacientes con alto riesgo de osteoporosis (disminución de la densidad y masa ósea), la cual disminuye tanto la reabsorción como la formación ósea. El efecto neto es un aumento de la densidad ósea.
– El uso de bifosfonatos está indicado en los pacientes con osteoporosis, los cuales inhiben la reabsorción osteoclástica por lo que como efecto neto también aumentan la densidad ósea.
– Los bifosfonatos se dividen en dos grupos según la presencia de grupos nitrogenados. Los bifosfonatos nitrogenados son más de 1000 veces más potentes en su actividad reabsortiva.
– El mecanismo de los bifosfonatos nitrogenados (más potentes) es bloquear la farnesil pirofosfato sintetasa. Ej.: zoledronato, risedronato, alendronato.
– El mecanismo de los bifosfonatos no nitrogenados (menos potentes) es metabolizar un ATP no funcional produciendo apoptosis. Ej.: etidronato
– En columna los bifosfonatos disminuyen la tasa de fusión en modelo animal por lo que se recomienda suspender temporalmente los bifosfonatos después de cirugías que requieran osteosíntesis, sin embargo no están contraindicados después de cirugías protésicas de rodilla y cadera.
Condiciones que alteran la masa ósea
– Las condiciones que alteran la masa ósea pueden ser fisiológicas (ej.: actividad física con carga) o patológicas (ej.: mieloma).
– Los mecanismos de cada condición son muy variables, pero pueden resumirse en que producen aumento neto o disminución neta de la masa ósea.
– En ambas situaciones varían el depósito y retiro de tejido óseo según la actividad de los osteoblastos y osteoclastos.
| EJEMPLOS DE CONDICIONES ASOCIADAS A CAMBIOS EN LA MASA ÓSEA | |||
|---|---|---|---|
| Aumento neto de la masa ósea | Disminución neta de la masa ósea | ||
| Aumento del depósito (↑ actividad de osteoblastos) |
Disminución del retiro (↓ actividad de osteoclastos) |
Disminución del depósito (↓ actividad de osteoblastos) |
Aumento del retiro (↑ actividad de osteoclastos) |
| – Actividad física con carga – Crecimiento – Flúor – Electricidad |
– Actividad física con carga – Estrógenos – Testosterona – Calcitonina – Ingesta de vitamina D – Ingesta de calcio |
– Reposo físico – Desnutrición – Alcoholismo – Enfermedades crónicas – Hipercortisolismo – Envejecimiento normal |
– Reposo físico – Hiperparatiroidismo – Hipercortisolismo – Hipertiroidismo – Menopausia (déficit de estrógenos) – Déficit de testosterona – Mieloma – Linfoma – Déficit de ingesta de calcio – Envejecimiento normal |
Enfermedades del metabolismo óseo
– Las enfermedades del metabolismo óseo constituyen un conjunto de patologías que afectan la resistencia del tejido óseo, habitualmente causadas por desórdenes en los niveles de calcio, fósforo, vitamina D y cambios en la estructura, masa y/o densidad ósea.
– La más común de estas enfermedades es la osteoporosis, que consiste en la disminución de la masa y densidad ósea de forma primaria o secundaria.
– Estas enfermedades se tratarán en detalle en las secciones… En la siguiente tabla se entrega un visión general de ellas.
| ENFERMEDADES DEL METABOLISMO ÓSEO (Resumen) | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Condición patológica | Enfermedades | Causa | Hallazgos clínicos | Hallazgos de laboratorio | Hallazgos radiográficos |
| Hipercalcemia (aumento del calcio sérico) |
Hiperparatiroidismo | Sobreproducción de PTH (ej.: adenoma paratiroídeo) |
Cálculos renales, hiperreflexia | – Ca ↑ y P →/↓ – FA →/↑ – PTH ↑ – Vit D activa →/↑ – Ca urinario ↑ |
Osteopenia, osteitis fibrosa quística |
| Síndromes familiares | Sobreproducción de PTH (ej.: neoplasia endocrina múltiple) |
Anormalidades endocrinas y renales | Osteopenia | ||
| Metástasis óseas | Activación de los osteoclastos por células tumorales | Dolor, fractura en hueso patológico | – Ca ↑ y P →/↑ – FA →/↑ – PTH →/↓ – Vit D activa →/↓ – Ca urinario ↑ |
Lesiones destructivas óseas (habitualmente osteolíticas) |
|
| Hipocalcemia (disminución del calcio sérico) | Hipoparatiroidismo | Subproducción de PTH (ej.: idiopática) |
Irritabilidad neuromuscular, cataratas | – Ca ↓ y P ↑ – FA →/↓ – PTH ↓ – Vit D activa ↓ – Ca urinario ↓ |
Calcificación de ganglios basales |
| Pseudo-hipoparatiroidismo | Anomalías en receptores de PTH | Metacarpianos y metatarsianos cortos, obesidad | – Ca ↓ y P ↑ – FA → – PTH →/↑ – Vit D activa ↓ – Ca urinario ↓ |
Braquidactilia, exostosis | |
| Osteodistrofia renal | ↓ Excreción de fósforo secundario a insuficiencia renal crónica | Anormalidades renales | – Ca ↓/→ y P ↑↑ – FA ↑ – PTH ↑↑ – Vit D activa ↓ – Ca urinario – |
Columna torácica “en jersey de rugby” | |
| Disminución de la mineralización ósea | Raquitismo (niños) y Osteomalacia (adultos) por déficit nutricional de vitamina D | Déficit de ingesta de vitamina D | Deformidades óseas, hipotonía | – Ca ↓/→ y P ↓ – FA ↑ – PTH ↑ – Vit D activa ↓ – Ca urinario ↓ |
“Rosario raquítico”, fisis anchas, fracturas |
| Raquitismo (niños) y Osteomalacia (adultos) por pseudo-deficiencia de vitamina D | Defecto en la hidroxilación renal de la vitamina D3 | – Ca ↓ y P ↓ – FA ↑ – PTH ↑ – Vit D activa ↓↓ – Ca urinario ↓ |
Mineralización disminuida | ||
| Raquitismo (niños) y Osteomalacia (adultos) por resistencia a la vitamina D | ↓ Reabsorción renal de fósforo | – Ca ↓ y P ↓ – FA ↑ – PTH ↑ – Vit D activa ↑↑ – Ca urinario ↓ |
|||
| Hipofosfatasia (déficit de la enzima fosfatasa alcalina) |
Alteración genética que disminuye la síntesis de la enzima fosfatasa alcalina de los osteoblastos | – Ca ↑ y P ↑ – FA ↓↓ – PTH → – Vit D activa → – Ca urinario → |
|||
| Disminución de la masa y densidad ósea | Osteoporosis | Disminución de la densidad y masa ósea de causa primaria o secundaria | Hiperxifosis, fracturas | – Ca y P → – FA → – PTH → |
Fracturas vertebrales compresivas |
| Alteraciones de la estructura ósea | Enfermedad de Paget | Trastorno de etiología genética o viral que produce un aumento en la reabsorción y formación ósea, asociado a una remodelación alterada | Deformidades, dolor, insuficiencia cardíaca, fracturas | – Ca y P → – FA depende de etapa de la enfermedad. – PTH → |
Arquitectura ósea alterada, vértebras “en marco” o “huesos de marfil” |
| Osteopetrosis | Trastorno genético que produce disminución de la reabsorción ósea por disfunción de los osteoclastos | Hepatoespleno-megalia, anemia | – Ca y P → – FA ↑ – PTH → |
Huesos densos, conocidos como “huesos de mármol” | |
Ca: calcio sérico P: fósforo sérico FA: fosfatasa alcalina →: normal ↑: aumentado ↓: disminuido