Esquema general de la regulación del metabolismo del calcio y los fosfatos
La concentración de calcio y fosfatos en el líquido extracelular está regulada por tres hormonas: la parathormona, el calcitriol y la calcitonina. La parathormona y el calcitriol aumentan los niveles de calcio en el líquido extracelular, mientras que la calcitonina los disminuye. La acción coordinada de estos reguladores garantiza la estabilidad de la concentración plasmática de Ca²⁺ (rango normal de 2,2–2,6 mmol/l), necesaria para la contracción muscular, la conducción nerviosa, la coagulación sanguínea y la mineralización del tejido óseo.
Parathormona: síntesis y estímulos para su secreción
La parathormona (PTH) es una hormona polipeptídica sintetizada por las células principales de las glándulas paratiroides. El estímulo para su secreción es la disminución de la concentración de calcio ionizado en el líquido extracelular (nivel subumbral). Regla mnemotécnica: Parathormona — paratiroides — pnivel subumbral de calcio.
Los principales órganos diana de la parathormona son los huesos y los riñones; además, influye indirectamente en el intestino mediante la activación de la síntesis de calcitriol.
Efectos de la parathormona sobre los huesos y los riñones
En el tejido óseo, la PTH actúa a través del sistema de la adenilciclasa. Los receptores hormonales se encuentran en los osteoblastos; los osteoblastos activados liberan factores que estimulan los osteoclastos. Los osteoclastos provocan la resorción de la matriz ósea, lo que transfiere calcio y fosfatos del hueso al líquido extracelular.
En los riñones, la parathormona ejerce efectos dispares sobre los minerales:
- aumenta la reabsorción de calcio en los túbulos distales;
- disminuye la reabsorción de fosfatos, lo que incrementa su excreción urinaria;
- activa la enzima 1α-hidroxilasa, acelerando la síntesis de calcitriol.
La regulación separada del Ca²⁺ y los fosfatos tiene un sentido químico: si ambos iones aumentaran simultáneamente, precipitarían formando fosfato de calcio insoluble y se perdería el efecto de la hormona sobre el calcio ionizado.
Biosíntesis de calcitriol
El calcitriol es una hormona esteroidea y la forma activa de la vitamina D. Su precursor es el colesterol, que se convierte en 7-dehidrocolesterol. Etapas posteriores de la biosíntesis:
- En la piel, bajo la influencia de la radiación ultravioleta, el 7-dehidrocolesterol se convierte de forma no enzimática en colecalciferol (vitamina D₃). El término «vitamina» es históricamente convencional: una parte significativa del compuesto se sintetiza en el cuerpo y solo una fracción se obtiene a través de la dieta.
- En el hígado, la enzima 25-hidroxilasa convierte el colecalciferol en calcidiol (25-OH-D₃), la principal forma de transporte.
- En los riñones, bajo la acción de la 1α-hidroxilasa, el calcidiol se transforma en calcitriol (1,25-(OH)₂-D₃), que es la forma biológicamente activa.
La reacción renal es la etapa reguladora clave. Activadores de la 1α-hidroxilasa: la parathormona y los niveles bajos de calcio. Inhibidores: concentraciones elevadas de calcio y el propio calcitriol (retroalimentación negativa).
Calcitonina: antagonista de la parathormona
La calcitonina es un polipéptido de 32 aminoácidos con un enlace disulfuro. Es sintetizada por las células C parafoliculares de la glándula tiroides. El estímulo para su secreción es el aumento de la concentración de calcio en sangre.
Principales efectos de la calcitonina:
- inhibición de la acción de la parathormona sobre el tejido óseo mediante la supresión de la resorción ósea por parte de los osteoclastos;
- aumento de la excreción urinaria de calcio y fosfatos;
- en general, reducción de los niveles de calcio en el líquido extracelular.
Por lo tanto, la calcitonina actúa como un antagonista funcional de la parathormona.
Regulación integral de la calcemia
Cuando los niveles de calcio en sangre disminuyen, las glándulas paratiroides se activan → se libera parathormona → se incrementan la resorción ósea, la reabsorción renal de Ca²⁺ y la síntesis de calcitriol. El calcitriol estimula adicionalmente la absorción intestinal de calcio y fosfatos. Cuando los niveles de calcio aumentan, se secreta calcitonina, lo que inhibe la resorción ósea y potencia la excreción urinaria de calcio. Un desequilibrio prolongado de este sistema constituye el mecanismo patogénico clave de la osteoporosis, el raquitismo y el hiperparatiroidismo secundario en la insuficiencia renal crónica.
Puntos clave
- Los niveles de calcio y fosfatos están regulados por tres hormonas: parathormona, calcitriol y calcitonina.
- La parathormona es secretada por las glándulas paratiroides en respuesta a la disminución del Ca²⁺.
- La parathormona activa los osteoclastos a través de los osteoblastos, aumenta la reabsorción de Ca²⁺ y reduce la reabsorción de fosfatos en los riñones.
- El calcitriol se produce en tres etapas: piel → hígado (25-hidroxilasa) → riñones (1α-hidroxilasa).
- La 1α-hidroxilasa es una enzima reguladora clave; es activada por la PTH y concentraciones bajas de Ca²⁺, y es inhibida por el calcitriol.
- La calcitonina es sintetizada por las células C de la glándula tiroides en condiciones de hipercalcemia.
- La calcitonina inhibe la resorción ósea y potencia la excreción renal de calcio.
- Las alteraciones de este sistema son la base de la osteoporosis, el raquitismo y la osteodistrofia renal.