Vitamina D, PTH ed omeostasi del calcio

Funzioni principali della vit D Stimolazione dell'assorbimento del calcio e del fosforo a livello intestinale; Regolazione, in sinergia con l'ormone paratiroideo, dei livelli plasmatici di calcio; Mantenimento di una adeguata mineralizzazione dello scheletro. Coinvolgimento in processi non legati all'omeostasi del calcio e del fosforo (differenziamento cellulare, funzione neuromuscolare...).

Vitamina D Il termine vitamina D indica due forme funzionalmente equivalenti: Colecalciferolo (vitamina D3), deriva dal colesterolo (origine animale) Ergocalciferolo (vitamina D2), deriva dall'ergosterolo (vegetali). La 1,25-(OH)2-D è la forma attiva della vitamina D.

Il precursore della vitamina D, il 7-deidrocolesterolo, viene sintetizzato dall'organismo e convertito nella pelle a colecalciferolo per azione della luce solare

Questa reazione dipende: dallo spessore e dalla pigmentazione della pelle; dalla qualità ed intensità delle radiazioni UV (sono efficaci per la sintesi solo le radiazioni comprese tra 290 e 315 nm); e, soprattutto, dalla superficie esposta e dalla durata dell’esposizione. Nel sangue la vitamina D è legata ad una proteina specifica (DBP) che la trasporta al fegato dove avviene la prima idrossilazione e quindi al rene (tubuli renali prossimali) per i passaggi metabolici successivi.

La sintesi è regolata con un meccanismo a feedback, dipendente soprattutto dal fabbisogno di calcio e fosforo dell’organismo (O2, NADPH, citP450, reduttasi) (RE) mitocondriale (O2, NADPH, Mg++, cit-P450, Fe-S, flavoproteina)

Regolazione della 1 a-idrossilasi renale Regolatori primari Regolatori secondari Ipocalcemia ( ) Estrogeni PTH ( ) Androgeni Ipofosfatemia ( ) Progesterone Calcitriolo ( ) Insulina Ormone della crescita Prolattina Ormone tiroideo

Segni precoci di carenza di vitamina D: diminuita concentrazione serica di calcio e fosforo (per diminuito assorbimento a livello intestinale) iperparatiroidismo secondario aumento dell'attività della fosfatasi alcalina nel siero. Convulsioni da ipocalcemia. Segni più tardivi: inadeguata mineralizzazione dello scheletro (rachitismo o osteomalacia) debolezza muscolare dolori e deformazioni ossee.

Tossicità Segni di intossicazione acuta e cronica (nausea, diarrea, poliuria, perdita di peso, ipercalcemia, ipercalciuria, nefrocalcinosi, ridotta funzione renale o calcificazione dei tessuti molli) nel corso di profilassi antirachitica, dopo somministrazione prolungata di alte dosi di vitamina D e livelli circolanti superiori a 100 ng/ml. Livello massimo consigliato 50µg/die (Comm. Europ. Comm., 1993).

Alimenti con quantità significative di vitamina D (1µg colecalciferolo=40UI) Olio di fegato di merluzzo: 210µg/100g; Pesci grassi: fino a 25µg/100g (salmone, aringa, ecc.); Fegato bovino: 0,5µg/100g (altre parti solo tracce); Burro: fino a 0,75µg/100g; Formaggi particolarmente grassi: fino a 0,5µg/100g; Uova circa 1,75µg/100g.

Livelli medi Livello medio di assunzione della vitamina D: circa 2µg/die Livello normale di 25-OH-D nel plasma: compreso tra 10 e 40ng/ml (non appaiono segni né di carenza né di tossicità). Livello in individui che non si espongono al sole: 6-8 ng/ml. Livello in adulti dopo prolungata esposizione al sole: 80ng/ml. Livelli di assunzione medi necessari: 10-15µg/die, non raggiungibili senza sintesi endogena o supplementazione.

Livelli di assunzione raccomandati L'esposizione alla luce solare dovrebbe essere più che sufficiente a coprire le richieste dell’organismo, purché sia sufficiente l'introduzione di calcio e di fosfato. Tuttavia l’apporto di vitamina D da raccomandare è quello necessario a mantenere la concentrazione di 25-OH-D nell’intervallo ottimale di 10-40 ng/ml. Un apporto giornaliero di 5-10µg/die e più porterebbe i livelli di 25-OH-D entro l'intervallo desiderato, anche quando la sintesi endogena è minima: nei neonati fra 6 e 11 mesi; nei bambini da 1 a 3 anni, specie se poco esposti al sole; nei bambini con più di 3 anni e adolescenti poco esposti al sole. in gravidanza e allattamento, specialmente in inverno e nel terzo trimestre di gravidanza; negli anziani, soprattutto se istituzionalizzati.

Regolazione della sintesi del PTH Il Calcio regola trascrizione, traduzione e stabilità del mRNA Il complesso vit D/recettore/VDRE inibisce la trascrizione del PTH Catepsine B e D nei granuli paratiroidei Endopeptidasi sulle cellule di Kupffer proPTH nei granuli paratiroidei riserve max per 1,5h nelle vescicole secretorie 34 Completa degradazione

La secrezione del PTH è inversamente correlata alla [Calcio] ematica Recettori del Ca++ sulle cellule paratiroidee accoppiati a proteine G stimolazione fosfolipasi C formazione di IP3 aumento di [Calcio] intracellulare secrezione di PTH Il PTH circolante diminuisce linearmente quando la [Ca++] è 7,5-10,5mg/dl, iperparatiroidismo se il [Ca++] ematico è >=10,5mg/dl

Fosforilazione proteica accoppiata a proteine G

Calmodulina e calcio

Il PTH modula l’omeostasi del calcio e del fosfato Il fosfato è controione del calcio nei cristalli di idrossiapatite; Viene perciò rimosso insieme al calcio dal tessuto osseo; Il PTH favorisce la clearance renale del fosfato; Quindi il PTH mentre fa' aumentare il calcio libero evita una sovrasaturazione di fosfato.

Il PTH agisce attraverso un recettore renale ed osseo Recettore/PTH attivazione adenilato ciclasi cAMP attivazione cascata chinasi risposta cellulare

La vit D agisce di concerto con l’ormone paratiroideo Il PTH favorisce anche la sintesi della vit D3

L’ipercalcemia blocca la produzione di PTH Alti livelli di calcio e fosfato favoriscono la mineralizzazione delle ossa CT= calcitonina (cellule C parafollicolari tiroide)