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Le métabolisme phosphocalcique

Section II.16

I. Structure et métabolisme de l’os.


L’os contient 99 % du calcium de l’organisme et 80-85 % du phosphore de l’organisme.

C’est un immense réservoir de calcium et de phosphate sous forme de complexes phosphocalciques, en équilibre avec les formes circulantes de ces deux éléments.

On trouve également dans l’os des sels minéraux (surtout l’hydroxyapatite), une matrice organique constituée de fibres de collagène et de substance fondamentale, et des cellules (ostéoblastes, ostéocytes et ostéoclastes).

Le tissu osseux est en continuel remodelage. La formation de l’os relève de l’activité des ostéoblastes et est sous le contrôle de la phosphatase alcaline. La résorption osseuse relève de l’activité des ostéoclastes.

II. Métabolisme du calcium et des phosphates.


A. Calcium.


Chez l’adulte normal, les concentrations plasmatiques en calcium sont maintenues dans des fourchettes bien limitées : 2,25 à 2,62 mmol/L (90 à 105 mg/L). Ces valeurs sont remarquablement constantes.

50 % du calcium total dans la circulation existe sous forme ionisée Ca2+.

40 à 45 % circule lié aux protéines, essentiellement l’albumine.

5 à 10 % circule sous forme de complexes : bicarbonate, citrate, phosphate.

Le calcium ionisé Ca2+ constitue la fraction biologiquement active.

Toute variation des protéines et en particulier de l’albumine affecte le taux de calcium lié aux protéines et donc le taux de calcium total, sans affecter le taux de Ca2+.

Le Ca2+ augmente dans l’acidose et diminue dans l’alcalose.

L’absorption intestinale du calcium est facilitée par la 1,25-dihydroxyvitamine D. Elle est gênée par la présence de grandes quantités de phosphates, d’acides gras, d’oxalates, et par la présence de phytates (céréales).

Il se perd 6 mmol/j de calcium dans les sécrétions intestinales, et 2,5 à 6 mmol/j sont éliminés par voie rénale. Le calcium est filtré au niveau des glomérules puis réabsorbé en partie au niveau tubulaire sous l’influence de la parathormone.


B. Phosphates.


Dans le sérum, le phosphate inorganique est intéressant. Il est diffusible et en partie dissocié. Ces valeurs de référence sont 0,95 à 1,25 mmol/L.

Suivant le pH, l’acide phosphorique donne différents ions : PO43-, HPO42-, H2PO4-. Dans le sang à pH 7,4, on trouve 20 % d’ H2PO4- et 80 % d’ HPO42-.

Le taux de phosphate augmente dans l’acidose.

III. Tests biologiques utiles pour l’étude des désordres calciques.


A. Parathormone sérique.


La PTH est un polypeptide de 84 acides aminés sécrété par les cellules principales des glandes parathyroïdes.

L’activité biologique réside dans les 34 acides aminés N-terminaux.

Le principal facteur contrôlant la sécrétion de PTH est le Ca2+ plasmatique. Une baisse du Ca2+ stimule le relargage de PTH.


La PTH vise à augmenter le Ca2+ dans les liquides extracellulaires.

Il y a deux sites d’action immédiats : l’os et le rein.

Elle favorise aussi de façon indirecte l’augmentation du Ca2+ en augmentant son absorption par augmentation de la synthèse du 1,25-dihydroxycalciférol.

Sur l’os, elle stimule l’activité des ostéoclastes d’où libération rapide de calcium, phosphate et hydroxyproline.

Sur le rein, elle augmente la réabsorption tubulaire du calcium et l’excrétion du phosphate.


Mode d’action de la PTH : elle active l’adénylate cyclase au niveau des organes-cibles d’où production d’AMPc. Au niveau du rein, cette activité est très importante : le dosage de l’AMPc néphrogénique met en évidence l’activité de la PTH au niveau rénal.


Le dosage de la PTH permet la discrimination des hyperparathyroïdies primaires.

Il est très intéressant dans les hypercalcémies associées à une pathologie tumorale.

Il est important en cas de pathologies rénales.




La PTH agit au niveau de l’intestin, de l’os et du rein, et est hypercalcémiante et hypophosphorémiante (rein > os).






B. Métabolites de la vitamine D.


La vitamine D3 ou cholécalciférol provient de l’alimentation et de la conversion du 7-déhydrocholestérol au niveau de la peau sous l’effet des UV.

L’alimentation peut contenir de la vitamine D2 ou ergocalciférol qui provient d’une irradiation des stérols végétaux.

Ce sont des vitamines liposolubles absorbées au niveau du duodénum et du jéjunum. Elles sont stockées au niveau du tissu adipeux et du muscle.


Le composé actif est le dérivé dihydroxylé.

La vitamine D est transformée en 25-hydroxyvitamine D au niveau du foie.

La 25-hydroxyvitamine D est transformée en 1,25-dihydroxyvitamine D par la 1α-hydroxylase au niveau du rein.

Ce composé augmente l’absorption intestinale du calcium et du phosphate et augmente la résorption osseuse.




La 1,25-dihydroxyvitamine D agit au niveau de l’intestin et de l’os, et est hypercalcémiante et hyperphosphorémiante.






C. Calcitonine.


C’est un polypeptide de 32 acides aminés élaboré par les cellules parafolliculaires de la thyroïde en réponse à une hypercalcémie.


Elle tend à diminuer le taux plasmatique du calcium et du phosphate.

Elle bloque la résorption osseuse.

Au niveau rénal, elle inhibe la 1α-hydroxylase et augmente l’excrétion du calcium et du phosphate.


Elle est utilisée en pharmacologie pour traiter des maladies associées à une résorption osseuse accélérée.

C’est un indicateur de carcinomes de la thyroïde médullaire et de certains carcinomes du poumon.




La calcitonine agit au niveau de l’os et du rein et est hypocalcémiante et hypophosphorémiante.






D. PTHrp.


C’est le peptide lié à la PTH.

Il a une très grande homologie avec la partie N-terminale de la PTH.


C’est le principal facteur causal de l’hypercalcémie lors de phénomènes malins affectant en particulier le poumon, le rein et le sein.


E. Marqueurs non hormonaux du statut calcique.


1. AMPc néphrogénique.


Il reflète l’activité rénale de la PTH.

Il est utilisé pour le diagnostic de l’hyperparathyroïdie et pour le diagnostic différentiel des hypercalcémies.


2. PAL.


Elle permet l’évaluation du turn-over osseux.

Elle marche bien s’il n’y a pas de pathologies hépatiques ou gastro-intestinales.


3. Hydroxyproline urinaire.


Elle permet également l’évaluation du turn-over osseux.

Sa valeur diagnostique est limitée car son taux est influencé par le régime alimentaire.

Elle dérive du catabolisme du collagène.


4. Ostéocalcine.


C’est une protéine synthétisée exclusivement par les ostéoblastes de l’os et de la dentine.

Elle permet de classer les sujets souffrant d’ostéoporose établie.

Les taux d’ostéocalcine corrèlent assez bien avec la synthèse de la matière osseuse.

Ils sont augmentés dans l’hyperparathyroïdie et l’hyperthyroïdie.

Leur augmentation est inconstante dans les hypercalcémies d’origine maligne.

En période préménopausique, il y a une augmentation transitoire de l’ostéocalcine.

Chez les sujets avec une ostéoporose post-ménopausique, il y a augmentation de l’ostéocalcine mais avec de grandes variations interindividuelles.


5. Pyridinolines et désoxypyridinolines.


Ce sont des composés mesurés dans la circulation et issus de la dégradation du collagène (agents de pontage du collagène).

Ce sont les marqueurs les plus sensibles et les plus spécifiques de la résorption osseuse.

Elles sont formées au cours de la maturation extracellulaire du collagène.

Quand le collagène est métabolisé, elles sont excrétées dans les urines sans être métabolisées.

Elles sont relativement spécifiques des tissus :

- pyridinolines : cartilages, os, tendons, paroi des vaisseaux.

- désoxypyridinolines : os, dentine.

Elles reflètent exclusivement la dégradation du collagène mature.


6. Peptides d’extension du procollagène de type I.


Ils proviennent du clivage des extrémités N et C-terminales du procollagène I au cours de la maturation extracellulaire du collagène.

Ils seraient le reflet de la néosynthèse du collagène et donc des marqueurs de la formation osseuse.

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