El calcio en las vias de señalizacion y el metabolismo celular
Autor: Lic. Armando Chamizo Avello | Publicado:  30/07/2012 | Endocrinologia y Nutricion , Articulos | |
El calcio en las vias de señalizacion y el metabolismo celular .1

El calcio en las vías de señalización y el metabolismo celular

Lic. Armando Chamizo Avello. Profesor Asistente. Departamento de Morfofisiología
Keisel Rodríguez Lezcano
Azwifaneli Tshishonga
Yansel Rodríguez Ramírez

Universidad de Ciencias Médicas de Cienfuegos

Resumen

Se realizó una revisión bibliográfica para actualizar los conocimientos sobre las funciones del calcio en el metabolismo celular y las vías de transducción de señales metabólicas. Se actualizaron los resultados de las investigaciones sobre los procesos del metabolismo celular y la participación del calcio en los mismos, ya sea como ligando o efector alostérico de numerosas proteínas y enzimas, o como segundo mensajero, así como otros procesos, entre ellos el transporte de iones, los mecanismo de adhesión celular y el acoplamiento excitación contracción. Asegurando el papel del calcio como efector alostérico o ligando de numerosas proteínas con variadas e importantes funciones, tanto a nivel celular como a nivel de organismo.

Palabras clave: calcio; homeostasis del calcio; receptores; transducción de señales; hormonas; adhesión celular; vitamina D; proteínas de membrana; proteínas enlazadoras de calcio; canales iónicos, citoesqueleto; matriz

Introducción

Generalidades

El ion calcio (Ca2+) tiene un papel de pivote en la fisiología y la bioquímica de los organismos y en la célula. Desempeña un papel importante en las vías de transducción de señales, donde actúa como segundo mensajero, en la secreción de neurotransmisores por las neuronas, en la contracción de todos los tipos de células musculares y en la fertilización. Muchas enzimas y proteínas requieren iones calcio para su función, siendo ejemplos notables las proteínas de la cascada de la coagulación. El calcio extracelular es importante también en el mantenimiento de la diferencia de potencial en las membranas de los tejidos excitables y en la formación del hueso.

Los niveles de calcio en mamíferos se regulan de forma muy controlada, en un proceso en el que el hueso actúa como sitio principal de almacenamiento del mineral. Los iones Calcio (Ca2+) son liberados del hueso en el torrente sanguíneo bajo condiciones controladas. El calcio es transportado a través del torrente en forma de iones, disueltos, o enlazado a proteínas tales como la seroalbúmina. La hormona paratiroides, que es secretada por la glándula de igual nombre, regula la resorción de Calcio (Ca2+) desde el hueso, la reabsorción en el riñón hacia la circulación, y aumenta la activación de la vitamina D3 a calcitriol. Este último, que constituye la forma activa de la vitamina D3, promueve la absorción de calcio desde los intestinos y la movilización de los iones desde la matriz del hueso. La calcitonina secretada desde las células parafoliculares de la glándula tiroides también afecta los niveles de calcio al oponerse a la hormona paratiroides; sin embargo, su significado fisiológico en el hombre aún está en duda.

El calcio en el metabolismo.

Los niveles adecuados de calcio en el organismo se mantienen por medio de la homeostasis del mismo. Estos procesos son muy importantes por la variedad de funciones que tiene este mineral en el hombre. Los trastornos de la homeostasis del calcio conducen a la hipercalcemia o a la hipocalcemia, ambas con importantes consecuencias para la salud.

1 Localización y cantidad de calcio

El calcio es el mineral más abundante en el cuerpo humano. La cantidad promedio en el adulto es de 1 kg, 99% del cual está en el esqueleto en forma de sales de fosfato de calcio. El fluido extracelular (FEC) contiene aproximadamente 22.5 mmol, de los cuales alrededor de 9 mmol está en el suero. Aproximadamente 500 mmol de calcio se intercambian entre el hueso y el fluido extracelular (FEC) en un periodo de veinticuatro horas. [1]

2 Valores normales de calcio en la sangre

El nivel sérico de calcio se regula de manera muy ajustada en valores totales normales que oscilan de 2.2-2.6 mmol/L (9-10.5 mg/dL) y para el calcio ionizado de 1.1-1.4 mmol/L (4.5-5.6 mg/dL). La cantidad total de calcio varia con el nivel de la albúmina sérica, una proteína a la cual el calcio se enlaza. El efecto biológico del calcio está determinado por la cantidad de calcio ionizado, más que por la cantidad total de calcio. Los niveles de calcio ionizado no varían con los niveles séricos de albúmina, y por ende es útil medir el nivel de calcio ionizado cuando los valores séricos de albúmina no están dentro de intervalos normales, o cuando se sospecha que está presente un trastorno del calcio a pesar de que los valores de calcio total sean normales.

3 Órganos efectores en el control del calcio

3.1 Fuentes de calcio

Una dieta normal aporta alrededor de 25 mmol de calcio al organismo. De esta cantidad, alrededor del 40% (10 mmol) se absorbe en el intestino, y 5 mmol se expulsan por medio de las heces fecales, en total 5 mmol de calcio en un día. [2]

3.2 Excreción de calcio

Por el riñón se excretan 250 mmol por día en la por la orina, y se reabsorben 245 mmol, lo que provoca una pérdida neta en la orina de 5 mmol/d. Además, el riñón convierte la vitamina D en calcitriol, la forma activa que es más efectiva para la absorción intestinal. Ambos procesos son estimulados por la hormona paratiroides.

3.3 El papel del hueso en el control de la homeostasis del calcio

Aunque el flujo de calcio desde y hacia el hueso está en equilibrio, alrededor de 5 mmol se metabolizan en un día. El hueso funciona como un importante punto de almacenamiento de calcio, ya que contiene alrededor del 99% del total del cuerpo. La liberación de calcio desde el hueso está regulada por la hormona paratiroides. La calcitonina estimula el depósito de calcio en el hueso, aunque este proceso es mayormente independiente de esta hormona.
La disminución de calcio en la dieta puede ser un factor de riesgo del desarrollo de la osteoporosis. En varios trabajos se ha demostrado que el consumo de calcio promueve un mejor balance en el hueso, y esto a su vez disminuye el riesgo de osteoporosis. [3]

4 Interacciones del calcio con otros metabolitos

4.1 interacciones positivas potenciales

• La vitamina D es importante para la absorción intestinal de calcio, ya que incrementa el número de proteínas enlazadoras de calcio involucradas en la absorción de calcio a través de la membrana apical del enterocito en el intestino delgado. También promueve la reabsorción de calcio en los riñones.
• Boro

4.2 Interacciones negativas potenciales

• Ácidos grasos saturados de cadena larga, i.e. acido palmítico, que tienen un punto de fusión alto y que con suficiente calcio en el lumen intestinal, forman jabones insolubles con el mineral. [4]
• El sodio se une con el calcio [5]
• El acido fítico se une con el calcio [6].
• El acido oxálico se une con el calcio [7].
• La cafeína se une con el calcio [8].
• El cortisol se une con el calcio [9]
• Las proteínas y alimentos con pH bajo (las primeras favorecen la secreción de acido gástrico)

5 Algunos aspectos generales sobre la regulación de los niveles de calcio en el organismo.

El metabolismo del calcio es regulado principalmente por las acciones de 1,25-dihidroxicolecalciferol, la hormona paratiroides (PTH), la calcitonina y el intercambio directo con la matriz del hueso. Los niveles de calcio en el plasma son regulados por medio de mecanismos hormonales y no hormonales. Después de la ingestión de cantidades significativas de calcio, por ejemplo, un vaso de leche, el mecanismo de control a corto plazo que previene el pico en la concentración plasmática de calcio es la absorción por la matriz del hueso. Después de una hora, la hormona paratiroides (PTH) aumenta su liberación y no se producirá un pico durante aproximadamente unas 8 horas. [10]. En plazos prolongados, la hormona paratiroides (PTH) es un regulador muy potente del calcio plasmático y controla la conversión d vitamina D en su forma activa en el riñón. Las glándulas paratiroides están localizadas por detrás de la tiroides, y producen esta hormona en respuesta a la disminución de los niveles de calcio.


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