KALSİYUM VE FOSFOR METABOLİZMASI Prof. Dr. Arzu Seven Kalsium homeostazında kemik depo görevindedir. İnsan vücudunda yaklaşık 1 kg. kalsium bulunur. İskelette bulunan kalsiumun % 99 u hidroksi apatit kristalleri halindedir. Kalanı yumuşak dokularda,dişte ve ECF de bulunur. Yenı kıtap p 68 fıg 1 Kemik dinamik bir dokudur,remodeling süreklidir.Sabit durumda,yeni kemik oluşumu ve kemik rezorpsiyonu arasında denge vardır. Total kalsium :8.8-10.4 mg/dl Dolaşımda kalsium 3 şekilde bulunur. Mb p339 fıg 25.2 Serum protein konsantrasyonu arttığında ( dehidratasyon,uzun venöz staz ),protein-bağlı Ca ve total Ca artar Serum protein konsantrasyonu düştüğünde ( K.C hastalığı,nefrotik sendrom,malnütriyon ),protein-bağlı Ca ve total Ca düşer (ionize Ca referans aralıkta kalır Klinik durumlarda ayarlanmış Ca hesaplanmalıdır Ayarlanmış Ca=ölçülen Ca (mmol/L)+0.02 (40-albumin(g/L) İonize Ca,hc.dışı Ca duyarlı reseptör(CaSR ) aracılığıyla dar bir aralıkta tutulur. CaSR,hc. Yüzeyindedir, G-protein kenetlidir,paraitiroid bez ,tiroid bez C hc ve böbrek tübüllerde bulunur. Kalsiyum ve fosfor metabolizmasını düzenleyen hormonlar Parathormon Kalsitonin 1,25 dihidroksikolekalsiferol (kalsitriol) PARATHORMON Preproparat hormon (115 amino asit ) proparat h. (90 amino asit ) Parat hormon (84 amino asit ) preproPTH da 25 amino asitlik hidrofobik amino terminal uzantı (lider/sinyal sekuens ) Hedef doku /organ → böbrek direkt kemik etki GİS → indirekt etki P341 fıg 25 4 MB Böbrek 1. distal tübüllerden kalsiyum geri emilimini 2. fosfat ve bikarbonat atılımı Kemik 1. resorbsiyona yol açar kalsiyum ve fosfor mobilizasyonunu 2. osteoblastlarda kollajen sentezini osteoklastlarda çözünürlüğü öncül hücrelerin osteoklast ve osteoblastlara dönüşümünü sağlar Kemiğin kalsiyum bağlama kapasitesini GİS Kalsitriol sentezini uyararak kalsiyum ve fosforun emilimini (barsaktan) arttırır. (renal 1 –hidroksilaz aktivasyonu ) En hızlı etki → BÖBREK En büyük etki → KEMİK PTH ın karboksi terminal segmentinde biyolojik fonksiyon yoktur. Katepsin B PTH ı 2 ye böler: PTH (1-34):biyolojik aktif amino uç PTH (35-84):inaktif karboksi uç Dolaşımda proPTH bulunmaz PTH ın periferik metabolizması K.C ve böbrekte gerçekleşir. Parathormon düzenlenmesi Serum iyonize kalsiyum düzeyi ↓→ PARATHORMON (-) feed ↑→ PARATHORMON back Kronik Mg eksikliği PTH salgılanmasını baskılar. Düşük kalsitriol seviyesi PTH sentezini engeller P340 MB fıg 25 3 PTH ın hücresel etkileri cAMP aracılıdır ( G protein-uyarılı adenil siklaz aktivasyonu ) PTH yanıt sistemi reseptör sayısında DOWN REGULASYON ve cAMP sonrası mekanizmayla DESENSİTİZASYON a tabidir. Yeni kit68 fıg 2 PATOLOJİ HİPOPARATİROİDİZM: 1. Primer bezlerin otoimmun yıkılımı 2.Sekonder cerrahi girişim PTH Serumda kalsiyum Serumda fosfat Nöromusküler irritasyon, kramplar, tetani , laringospazm , konvulsiyon PSÖDOHİPOPARATİROİDİZM: Genetik bouzkluk Hipokalsemi,hiperfosfatemi,PTH artışı Biolojik aktif PTH (+) Rezistans ( Gs gibi …) Boy kısalığı,kısa metakarpal/metadorsal kemikler PTH infüzyonuna yanıt olarak plazma/idrar cAMP de artışın olmaması tanıyı kesinleştirir HİPERPARATİROİDİZM: Sekonder hiperparatiroidizm,PTH artışı ve bezlerin hiperplazisi ile karakterizedir.İlerleyici böbrek yetmezliği olanlarda görülür 25 (OH )D3 ün 1,25 (OH)2D3 e dönüşümü az,barsaktan Ca emilimi etkisiz, kompansatuar sekonder PTH salgılaması (normokalsemi amaçlı ) PTH-ilişkili protein (PTHrP) 3 izoform şeklinde (139,141 ve 173 amino asit ) Yapısal ve fonksiyonel olarak PTH a benzer Fetus Ca homeostaz ve iskelet gelişmesinde önemli Malignanci ilişkili hiperkalsemide (HCM) önemli KALSİTONİN Tiroid bezinin parafoliküler C hücreleri Polipeptid yapılı (32 amino asit ) Etkileri: Kemik → resorbsiyonu↓ Kemik dokusundan kalsiyum ve fosfor kaybını ↓ Serum kalsiyum ↓ Serum fosfor↓ Böbrek kalsiyum ve fosforun tübüler geri emilimini renal klirens Etkileri parathormonun zıt yönünde ! Serum iyonize kalsiyum↑→ kalsitonin↑ Serum iyonize kalsiyum ↓→ kalsitonin↓ Gastrointestinal hormonlar→ kalsitonin (gastrin,glukagon,sekretin…) Tiroidin medüller karsinomunda kalsitonin önemli bir tümör belirteci D VİTAMİNİ Ciltte UV radyasyonla sentezlenir. D2 vitamini (ergokalsiferol) ciltte ergosterolden UV radyasyonla sentezlenir. D3 vitamini (kolekalsiferol ) ciltte 7-dehidrokolesterolden UV radyasyonla sentezlenir (enzim gerektirmeyen fotoliz reaksiyonu ) D3 vitamini ve metabolitleri plazmada D vitamin-bağlayıcı protein (DBP ) e bağlı olarak taşınırlar. Mb p342 fıg 25.5 KALSİTRİOL Karaciğer ER kullanan Mg 2+ monooksijenaz O2 (25 hidroksilaz) NADPH Böbrek Mg 2+ O2 kompleks NADP monooksijenaz cytP450 (1 hidroksilaz) ferroredoksin red. ferroredoksin 25-hidroksilasyon K.C de endoplazmik retikulumda gerçekleşir. Hız sınırlayıcı basamak K.C de depo şekli Dolaşımdaki seviyesi K.C. deposunu yansıtır 25-OH D3 ün önemli bir kısmı enterohepatik dolaşıma katılır safraince barsakta geri emilim 1 α hidroksilaz aktivitesi,hipofosfatemi,hipokalsemi,D vit.eksikliği,kalsitonin,büyüme hormonu,prolaktin ve östrojenle uyarılır. Böbrek tübüller,kıkırdak,barsak ve plasentada bulunan 24-hidroksilaz ile inaktif 24,25 (OH )2 D3 oluşur. Dolaşımdaki 24,25 (OH)2D3 ile 1,25 (OH )2 D3 arasında ters ilişki vardır. 1,25 (OH)2D3,kalsitriol,kendi üretiminin önemli birdüzenleyicisidir. Yüksek kalsitriol seviyesi böbrek 1 α hidroksilaz aktivitesini baskılar,24hidroksilaz aktivitesini uyarır. D vitamini prohormon olarak kabul edilir. Ligand-protein kompleksi çekirdeğe taşınır.1,25 (OH)2 D3 gen ekspresyonunu uyararak Ca metabolizmasını etkiler. Düzenlenmesi serum kalsiyum ve fosfor düzeyleri parathormon Ca2+ parathormon 1 hidroksilaz kalsitriol Barsak villüs Osteoblast Böbrek distal tübül sitozolde reseptör (steroid h.) Barsak aktif taşıma mekanizması ile kalsiyum ve fosfor emilimini Kemik osteokalsin yapımını Kemik dokusundan mineral ve matriks mobilizasyonu Böbrek kalsiyum ve fosforun renal atılımını kısıtlar. PATOFİZYOLOJİ RİKETS Hipokalsemi,hipofosfatemi,mineraliza syonu bozuk kemik yapısı ve ilişkili iskelet bozuklukları ile karakterize En sık rastlanan sebep :vitamin D eksikliği 2 tip D vitamini –bağımlı rickets vardır: Tip 1:genetik otozomal resesif, 25(OH)D3 ün 1,25 (OH )2 D3 e dönüşümünde kusur Tip 2:otozomal resesif DNA-bağlayıcı domainde tek bir amino asidde değişiklikfonksiyonsuz reseptör Erişkinde D vitamin eksikliği OSTEOMALAZİ ye yol açar. Ca ve fosfor emilimi düşükekstra selüler Ca ve fosfor seviyeleri düşük zayıf ve kırılgan kemik