Parathormona y calcitonina: hormonas antagonistas
El mantenimiento del nivel de iones $Ca^{2+}$ en la sangre depende en gran medida del equilibrio de dos hormonas peptídicas.
La parathormona (PTH) es secretada por las glándulas paratiroides y aumenta el nivel de calcio en la sangre a través de tres vías:
- En el tejido óseo: estimula la movilización de $Ca^{2+}$, provocando su liberación al torrente sanguíneo.
- En los riñones: potencia la reabsorción de iones de calcio en los túbulos distales.
- En el intestino: actúa de forma indirecta al activar la formación de calcitriol en los riñones, lo que a su vez estimula la absorción de $Ca^{2+}$.
La secreción de PTH se regula mediante un mecanismo de retroalimentación negativa: tan pronto como aumenta la concentración de calcio en la sangre, se inhibe la producción de la hormona.
La calcitonina es un polipéptido compuesto por 32 residuos de aminoácidos con un enlace disulfuro. Es sintetizada por las células parafoliculares (células C) de la glándula tiroides y las células C de las glándulas paratiroides. A diferencia de la PTH, reduce el nivel de calcio: inhibe su liberación de los huesos y estimula su excreción urinaria. La secreción de calcitonina aumenta en la hipercalcemia y disminuye cuando hay deficiencia de calcio.
Biosíntesis y mecanismo de acción del calcitriol
La forma activa de la vitamina $D_3$ —el calcitriol ($1,25(OH)_2D_3$)— se sintetiza a partir del colesterol. Una menor parte de los precursores se ingiere con los alimentos, pero la ruta principal comienza en la piel.
Etapas de conversión (esquema «Piel-Hígado-Riñones»):
- Piel: El 7-dehidrocolesterol, bajo la acción de la luz ultravioleta, se convierte de manera no enzimática en colecalciferol. En este proceso se rompe el anillo B del núcleo esteroideo, formando una estructura de secoesteroide (se acumula un grupo hidroxilo en la posición 3).
- Hígado: Bajo la acción de la 25-hidroxilasa, el colecalciferol se hidroxila en el átomo de carbono 25, dando lugar al calcidiol (dos grupos -OH: 3, 25).
- Riñones: Ocurre la etapa limitante de la velocidad. La enzima $1\alpha$-hidroxilasa añade un tercer grupo hidroxilo, formando el calcitriol (tres grupos -OH: 1, 3, 25).
La parathormona y los niveles bajos de $Ca^{2+}$ activan la enzima renal, mientras que el propio calcitriol la inhibe (retroalimentación negativa).
El calcitriol es transportado por la sangre mediante una proteína portadora. Al penetrar en las células diana (por ejemplo, los enterocitos), se une al receptor intracelular, interactúa con la cromatina y modifica la velocidad de traducción. Como resultado, se sintetizan proteínas que aseguran la absorción de calcio y fosfatos.
Alteración de la concentración de calcio en plasma
Del nivel de calcio dependen el umbral de excitabilidad de las células nerviosas y musculares, el funcionamiento de las bombas de calcio y la actividad de numerosas enzimas.
- La hipocalcemia (disminución del nivel de $Ca^{2+}$) provoca un aumento de la excitabilidad neuromuscular. Clínicamente, esto se manifiesta con hiperreflexia, convulsiones y laringoespasmo.
- La hipercalcemia (aumento del nivel de $Ca^{2+}$), por el contrario, causa una disminución de la excitabilidad neuromuscular. Son posibles trastornos neurológicos graves: psicosis, estupor y coma.
Patologías de las glándulas paratiroides
El hiperparatiroidismo se produce por una secreción excesiva de PTH (por ejemplo, debido a un tumor o hiperplasia de las glándulas).
- Patogenia: movilización excesiva de calcio y fosfatos desde el hueso, potenciación de la reabsorción de calcio y de la excreción de fosfatos por los riñones.
- Cuadro de laboratorio: hipercalcemia, hipofosfatemia (en sangre) e hiperfosfaturia (en orina).
- Síntomas: debilidad muscular, disminución de la excitabilidad, dolores musculares, alto riesgo de fracturas (especialmente en la columna vertebral y las caderas) y formación de cálculos renales.
El hipoparatiroidismo es la insuficiencia de las glándulas paratiroides. El síntoma principal es una hipocalcemia pronunciada. Los pacientes sufren de ataques de espasmos tónicos (incluidos los espasmos del diafragma y de los músculos respiratorios), laringoespasmo y una alta conductividad neuromuscular.
Raquitismo: déficit de mineralización
El raquitismo es una enfermedad infantil en la cual el tejido óseo no se mineraliza adecuadamente debido a una deficiencia de calcio.
Causas:
- Deficiencia de vitamina $D_3$ en la dieta o alteración de su absorción en el intestino delgado.
- Falta de luz solar (disminución de la síntesis cutánea).
- Defectos genéticos de la enzima $1\alpha$-hidroxilasa o de los receptores de calcitriol.
Debido a la reducción de la absorción intestinal de calcio, su concentración en la sangre disminuye. Esto estimula la secreción de parathormona (desarrollándose un hiperparatiroidismo secundario), la cual comienza a movilizar calcio de los huesos.
Manifestaciones clínicas:
- Deformidad de los huesos largos y de las articulaciones (curvatura de las piernas).
- Afectación de los huesos del cráneo.
- «Tórax en quilla» (el esternón protruye hacia adelante).
- «Abdomen en bati o de batracio» (aumento y distensión abdominal).
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué proteínas específicas estimula el calcitriol en los enterocitos para garantizar la absorción de calcio?
El calcitriol estimula en las células diana (enterocitos) la biosíntesis de matriz de proteínas específicas a partir del ARNm. Al penetrar a través de la membrana plasmática y unirse al receptor intracelular, actúa sobre el aparato genómico, poniendo en marcha el proceso de traducción en los ribosomas del citoplasma. Las principales moléculas sintetizadas son:
- La calbindina, una proteína fijadora de $Ca^{2+}$ que potencia la absorción de calcio en el intestino.
¿Cómo influye la parathormona en la reabsorción de fosfatos en los túbulos renales?
La parathormona inhibe la reabsorción de fosfatos en los túbulos renales (en particular, en los distales). Dicha reducción en la reabsorción provoca una mayor excreción de fosfatos por los riñones. Como resultado, se desarrolla fosfaturia en el organismo. En estados con secreción excesiva de esta hormona (hiperparatiroidismo), la alta concentración de fosfatos e iones de calcio en la orina crea condiciones favorables para su cristalización y la formación de cálculos renales.
Memorice la secuencia de síntesis de la vitamina D activa mediante la sigla PPR: Piel → Rincón (Riñones) → Hígado... (Nota: Piel → Hígado → Riñones). El esteroide original se convierte en colecalciferol, luego en calcidiol y, finalmente, en calcitriol.
Preguntas de clases y exámenes
¿Dónde se encuentra la etapa limitante de la velocidad en la síntesis de calcitriol?
En los riñones. Es una reacción de hidroxilación que cuenta con la participación de la enzima 1α-hidroxilasa, la cual es estimulada por la parathormona y una baja concentración de calcio.
¿Cuáles son los signos de laboratorio del hiperparatiroidismo primario?
En los análisis de sangre se observa hipercalcemia e hipofosfatemia. En el análisis de orina se detecta hiperfosfaturia.
¿Por qué se desarrolla hiperparatiroidismo secundario en el raquitismo?
La deficiencia de vitamina D reduce la absorción intestinal de calcio. La caída del nivel de calcio en sangre desencadena la producción compensatoria de parathormona, la cual comienza a degradar el tejido óseo para restablecer el equilibrio.
Qué más repasar sobre el tema
- Mecanismo de interacción de los receptores intracelulares de calcitriol con la cromatina
- Regulación de la actividad de la 1α-hidroxilasa en los riñones
- Síntesis de la proteína precursora de alto peso molecular de la calcitonina
- Patogenia de la formación de cálculos renales en el hiperparatiroidismo
- Cuadro clínico del laringoespasmo en la hipocalcemia
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