Metabolismo e Endocrinologia Teórica: 7 Tema: Regulação hormonal da homeostasia do cálcio Regulação da secreção de aldosterona e efeitos na célula alvo Avaliação da função endócrina Data: 06/04/2011 7.1 Regulação hormonal da homeostasia do cálcio Quase todo o cálcio consumido é excretado, e 99% daquele que permanece no organismo encontra-se nos ossos, formando cristais de hidroxiapatite com o fosfato. No entanto, é essencial uma regulação fina dos níveis de cálcio livre, para os manter dentro de um intervalo estrito. Isto deve-se à permanente remodelação do osso: os osteoclastos activos reabsorvem osso formando lacunas, que são preenchidas pelos osteoblastos. Na reabsorção há libertação de cálcio e na formação há fixação de cálcio. Para além disso, quando a concentração de cálcio no líquido extracelular desce abaixo do normal, o sistema nervoso torna-se progressivamente mais excitável, devido ao aumento da permeabilidade da membrana neuronal aos iões sódio, permitindo o fácil início dos potenciais de acção, o que pode causar contracções musculares tetânicas. Para haver resbsorção de matriz óssea, os osteoclastos (que são derivados dos macrófagos) têm de ser diferenciados de pré-osteoclasto para osteoclasto e depois activados. Tudo isto é realizado através do sistema RANK/RANKL/OPG, sistema esse que depende também dos osteoblastos, de forma a assegurar o equilíbrio entre reabsorção e formação do osso. O complexo RANK-RANKL liga o pré-osteoclasto ao osteoblasto (o RANK está presente nos pré-osteoclastos e o RANKL nos osteoblastos), diferenciando o pré-osteoclasto em osteoclasto. A osteoprotegerina também se liga ao RANKL, mas com maior afinidade, impedindo a formação do complexo, e portanto a diferenciação dos osteoclastos. A activação dos osteoclastos é feita pelas integrinas. 1 As hormonas que têm um papel essencial na regulação do cálcio são a hormona paratiroideia (PTH) e o calcitriol (ou 1,25-diidroxicolecalciferol - forma activa da vitamina D), que aumentam a calcémia, e a calcitonina, que diminui a calcémia. A PTH é uma hormona proteica que é formada nas células principais das glândulas paratiróides e não está regulada pelo eixo hipotálamo-hipófise. Fica armazenada nas células da paratiróide e é libertada quando a calcémia diminui. Está sempre a ser sintetizada, sendo que o principal de regulação é pós-tradução: quando não há hipocalcémia, é degradada entre o complexo de Golgi e os retículos de excreção, devido à sinalização por parte dos sensores membranares de cálcio; quando há hipocalcémia, os sensores não são activados e a degradação diminui. A sua transcrição diminui com o aumento de calcitriol. Nas células, a PTH liga-se a um receptor membranar que pode estar associado a proteínas Gs ou G, que activam a fosfolipase C. Incluem-se nas suas acções: Ossos: aumenta a reabsorção óssea, levando os osteoblastos a expressar o RANKL. Rins: aumenta da reabsorção de cálcio activando os canais de cálcio do tubo distal; diminui a reabsorção de fosfato (para que não se formem precipitados de fosfato de cálcio), degradando um tipo de transportador de fosfato presente no tubo proximal; aumenta a síntese de calcitriol estimulando a acção da 1α-hidroxilase, hormona que cataliza a reacção de formação do calcitriol. O calcitriol diminui a síntese de PTH, aumenta a reabsorção óssea, aumenta absorção de cálcio nos intestinos e ainda aumenta a reabsorção renal de cálcio e fosfato. O seu principal efeito é a absorção intestinal de cálcio, ao aumentar, durante cerca de 2 dias, a formação da proteína de ligação do cálcio nas células epiteliais intestinais. Essa proteína permanece nas células durante várias semanas após a remoção do calcitriol do organismo, causando, assim, um efeito prolongado sobre a absorção de cálcio. Outras hormonas que regulam a hipocalcémia são: androgénios, estrógénios, prolactina, glicocorticóides e citocinas inflamatórias. A calcitonina é uma hormona proteica produzida nas células parafoliculares ou células C da tiróide Tem um efeito regulador da hipercalcémia que passa pela diminuição da reabsorção óssea, aumento da fixação de cálcio nos ossos e aumento da excreção de cálcio nos rins e intestinos. No entanto, a calcitonina exerce um efeito muito fraco sobre a concentração plasmática de cálcio no ser humano adulto. Isto deve-se, em primeiro lugar, ao facto de que qualquer redução inicial da concentração de íões cálcio causada pela calcitonina leva, dentro de poucas horas, a um poderoso estímulo da secreção de PTH, que anula quase por completo o efeito da calcitonina. Em segundo lugar, no adulto, a velocidade diária de absorção e de deposição de cálcio é muito pequena, e até mesmo quando a velocidade de absorção é reduzida e a deposição e aumentada pela calcitonina, o efeito observado continua a ser muito pequeno sobre a concentração plasmática de íões cálcio. Por outro lado, o efeito nas crianças é mais pronunciado, devido à rápida ocorrência de remodelação óssea. Na verdade, a calcitonina não é essencial para a vida ex-uterina, pois a hipercalcémia pode ser regulada simplesmente pela ausência de PTH. 2 7.2 Regulação da secreção de aldosterona e efeitos na célula alvo – Sistema renina-angiotensina-aldosterona A diminuição da osmolaridade e da pressão arterial levam os rins a produzir renina. Esta cliva o angiotensinogénio proveniente do fígado, formando angiotensina I, que se transforma em angiotensina II pela acção da enzima conversora de angiotensina I, presente no endotélio dos vasos pulmonares. A angiotensina II tem um efeito vasoconstritor muito forte e ainda aumenta a reabsorção de Na+ e de H2O nos rins (aumentando a volémia), estimula a libertação pelo cérebro de ACTH (hormona adrenocorticotrópica) e vasopressina (que provoca vasoconstrição), e aumenta a produção de aldosterona no córtex das glândulas supra-renais. A aldosterona é um mineralocorticóide que se liga a receptores Célula da zona glomerulosa do córtex da supra‐renal intra-celulares e aumenta a permeabilidade das células do ducto colector ao sódio, aumentando a sua reabsorção, o que faz com que haja também maior reabsorção de água devido às diferenças de concentrações. Ainda aumenta a excreção de potássio. 7.3 Avaliação da função endócrina Os parâmetros utilizados na avaliação de alterações na homeostasia do cálcio são o cálcio ionizado, o fosfato plasmático, os níveis plasmáticos de PTH e a fosfatase alcalina. Em caso de hipocalcémia espera-se maiores níveis de PTH, o que, se não acontecer, indica que a hiocalcémia pode ser resultado da falta de PTH. A avaliação do eixo hipotálamo-hipófise-tiróide é feita pela medição dos níveis de T3, T4 e TSH. Num hipotiroidismo primário (causado por disfunção da tiróide) observa-se défice de T3 e T4 e excesso de TSH. Num hipotiroidismo secundário (causado por disfunção da hipófise), observa-se défice de T3, T4 e TSH. Dado que não é possível determinar os níveis de TRH, para diagnosticar um hipotiroidismo terciário (causado por disfunção do hipotálamo), administra-se TRH e observa-se os níveis de TSH: o hipotiroidismo é terciário se aumentarem, e secundário se se mantiverem. Também se mede os níveis dos anticorpos antitiroideus, porque as causas mais frequentes de hipo e hipertiroidismo são doenças autoimunes. 3 O hipertirodismo pode dever-se, entre outros, a: doença de Graves (auto‐imune), adenoma tóxico, carcinoma, indução por fármacos, tumor hipofisário produtor de TSH (secundário), e o hipotiroidismo a: tiroidite de Hashimoto (auto‐imune), fármacos ou cirurgia (hipotiroidismo Iatrogénico), para além das disfunções da tiróide, hipófise e hipotálamo. Para a avaliação da função supra-renal, mede-se hormonas ou metabolitos de degradação das hormonas, presentes na urina 24h (é importante medir os níves de um dia inteiro devido aos ritmos circadianos de secreção das hormonas). O citosol é o mais importante, mas observa-se também aldosterona e ACTH, entre outros. Os testes realizados podem ser: Teste de estimulação com CRH: espera-se, numa resposta normal, o aumento de ACTH e de cortisol. Teste de estimulação com análogo de ACTH: espera-se o aumento de cortisol e de aldosterona. Teste de supressão com dexametasona: testa resposta aos efeitos da retroalimentação negativa dos glicocorticóides; espera-se uma diminuição de cortisol. Teste de estimulação com metirapona: inibe a síntese de cortisol e espera-se, portanto, o aumento de ACTH. Para avaliar o do excesso de produção de catecolaminas nas supra‐renais (por exemplo por suspeita de feocromocitoma), determina-se os níveis de hormonas ou metabolitos de degradação das hormonas como: adrenalina, dopamina, noradrenalina, cromogranina A, metanefrinas, normetanefrinas, ácido homovanílico e ácido vanilmandélico. Algumas causas da hiperfunção das glândulas supra-renais são: síndrome de Cushing, doença de Cushing (secundária a tumor hipofisário produtor de ACTH em excesso), hiperplasia congénita da supra‐renal, tumores da supra‐renal e hiperaldosteronismo; algumas causas da sua hipofunção são: insuficiência primária da supra‐renal (Doença de Addison), insuficiência secundária da supra‐renal e hipoaldosteronismo secundário. 4