Homeostasis del fosfato, el calcio y el magnesio

Definitions & Key takeaways

Phosphate, calcium, and magnesium are essential minerals that play important roles in various bodily functions, including bone health, nerve function, and muscle contractions. The body maintains a delicate balance or "homeostasis" of these minerals through a complex interplay of hormones, enzymes, and other regulatory mechanisms.

Phosphate plays a role in bone and teeth formation, and in the synthesis of DNA and RNA. Calcium is also essential for the formation of bones and teeth, muscle contractions, and nerve function. Magnesium is important for the formation of bones and teeth, and for muscle contractions and nerve function. Imbalances in these minerals can lead to various health problems such as osteoporosis, kidney stones, and muscle weakness or cramps.

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El fosfato es un ion negativo simbolizado como PO4, mientras que el calcio, de símbolo químico Ca, y el magnesio, Mg, son iones positivos En el organismo, alrededor del 85% del fosfato, junto con el 99% del calcio y alrededor del 60% del magnesio, se encuentran en la matriz óse El fosfato y el calcio se combinan para formar fosfato de calcio, que constituye la matriz ósea dura de los huesos y los dientes, y el magnesio ayuda a fortalecerl Hablemos a continuación específicamente del fosfato.
El 15% restante de fosfato se encuentra casi por completo en el líquido intracelular, o LIC, mientras que únicamente menos del 0,5% se encuentra en el líquido extracelular, o LEC Ahora bien, la mayor parte del LEC está formada por plasma y, en el plasma, el 90% del fosfato circula libremente, mientras que el 10% está unido a las proteínas plasmáticas.
Las concentraciones plasmáticas de fosfato oscilan entre 2,5 y 4,5 miligramos por decilitro. El fosfato es un componente de los nucleótidos que forman el ADN y el ARN, de las moléculas de alta energía, como el trifosfato de adenosina, y de los productos metabólicos intermedio Además, el fosfato actúa como tampón para el hidrógeno.
El fosfato proviene de la dieta, y su ingesta diaria recomendada es de aproximadamente 1 gramo al día. Está presente en el pollo, el pavo o el cerdo.
Una vez ingerido, el fosfato se absorbe en el tubo digestivo hacia el torrente sanguíneo y luego se desplaza hacia los lugares en que es necesario, como hueso; el resto se excreta.
Analicemos el manejo del fosfato por los riñones. Los riñones están formados por un número ingente de nefronas, cada una de ellas integrada por un corpúsculo renal y un túbulo renal El corpúsculo renal, a su vez, está integrado por el glomérulo, que es un pequeño grupo de capilares, y la cápsula de Bowman que lo rodea.
La sangre llega al glomérulo por la arteriola aferente, que es una rama de la arteria renal, y sale del glomérulo a través de las arteriolas eferentes.
Estos vasos actúan como si fueran un filtro de café, permitiendo que todo, excepto los eritrocitos y las proteínas, pase del torrente sanguíneo a la cápsula de Bowman, que está conectada al túbulo renal.
El líquido resultante se llama filtrado. Al salir del glomérulo, las arteriolas eferentes se dividen en capilares por segunda vez, formando los vasos peritubulares, que envuelven los segmentos del túbulo renal: el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle en forma de U, que tiene una rama descendente y otra ascendente, el túbulo contorneado distal y el túbulo colector.
A medida que el filtrado pasa por el túbulo renal, los iones como el fosfato, el calcio y el magnesio se filtran desde los capilares hacia el lumen del túbulo, y se reabsorben desde el lumen hacia los capilares, según la cantidad de sodio en el torrente sanguíneo.
El fosfato del plasma que no está unido a las proteínas, concretamente alrededor del 90%, será filtrado por los capilares glomerulares A continuación, en el túbulo contorneado proximal (TCP), se reabsorbe el 70% del fosfato filtrado.
Se convierte así en un cotransportador de fosfato de sodio situado en las células del túbulo proximal. Ahora bien, el fosfato tiene en realidad un transporte máximo, abreviado como Tm.
Esto significa que, en algún momento, los cotransportadores de fosfato de sodio se saturan de fosfato. Cuando esto ocurre, se alcanza el valor Tm y se excreta el fosfato restante en el lumen.
Hablemos a continuación del calcio. El 1% del calcio que no está en los huesos se encuentra en el líquido intracelular y extracelular, concretamente en el plasma.
La concentración de calcio en el plasma es de unos 5 a 10 miliequivalentes por litro y puede encontrarse en tres formas: alrededor del 40% del calcio plasmático está unido a proteínas como la albúmina, el 10% está enlazado con aniones como el fosfato o el citrato y el 50% restante se encuentra en la forma ionizada o libre.
El calcio es esencial para la contracción muscular, la actividad enzimática y la coagulación de la sangre. También ayuda a liberar neurotransmisores de las neuronas, así como hormonas de las glándulas endocrinas.
El calcio procede asimismo de los productos lácteos, como la leche, el queso y el yogur, y la ingesta diaria recomendada es de aproximadamente 1 gramo al día.
Una vez ingerido, se absorbe en el torrente sanguíneo y, al igual que ocurre con el fosfato, en su mayor parte se desplaza al hueso.
El resto circula por el torrente sanguíneo libremente o unido a proteínas plasmáticas o aniones como el fosfato o el citrato, y una parte es excretada por los riñones.
Así, dentro de los riñones, el calcio plasmático no ligado es filtrado por los capilares glomerulares hacia la cápsula de Bowman y entra en el túbulo renal.
En la TCP, se reabsorbe alrededor del 67% del calcio filtrado, que es exactamente el mismo porcentaje que la reabsorción de sodio en la TCP.
No es una coincidencia, ya que los estudios sugieren que la reabsorción de calcio puede ser secundaria a la de sodio y agua en el TCP, pero el mecanismo exacto aún no está claro.
Como resultado, si la reabsorción de sodio se inhibe, la de calcio también se inhibirá y cuando la reabsorción de sodio es alta, como en el caso de la deshidratación, también aumenta la de calcio.
En la rama ascendente gruesa se reabsorbe alrededor del 25% del calcio filtrado, también estrechamente acoplado a la reabsorción de sodio.
En la rama ascendente gruesa se encuentra el cotransportador sodio-potasio-cloruro, o NKCC2, que reabsorbe el sodio, el potasio y el cloruro en el torrente sanguíneo.
Así pues, transportan un sodio hacia la célula, por su gradiente de concentración, lo que promueve el movimiento de un potasio y dos cloruros también hacia la célula.
La Na/K ATPasa bombea 3 iones de sodio al líquido intersticial a cambio de dejar entrar dos iones de potasio en la célula para mantener la baja concentración de sodio en el interior de la misma.
Finalmente, tanto el cloruro como el potasio se mueven desde la célula de nuevo hacia el lumen de la rama ascendente gruesa, a través de canales especiales en el lado apical de las células que simplemente "filtran" estos iones de forma pasiva.
El movimiento pasivo del potasio genera un gradiente electroquímico (también llamado diferencia de potencial positivo del lumen) que aumenta la reabsorción de calcio y magnesio a través de una vía paracelular, lo que significa que estos iones no utilizan ningún canal, sino que se cuelan entre dos células epiteliales y vuelven al torrente sanguíneo.
Por último, el túbulo distal reabsorbe alrededor del 8% del calcio y es aquí donde la reabsorción de calcio se afina. En el túbulo distal, la reabsorción de calcio no está acoplada a la reabsorción de sodio, y está regulada por una hormona llamada PTH, fabricada por las glándulas paratiroideas del cuello De hecho, tanto la homeostasis del calcio como la del fosfato están reguladas por la PTH.
Así, cuando los valores de calcio en sangre disminuyen, se estimula la secreción de PTH. La PTH actúa en 3 órganos.
En el hueso activa los osteoclastos, que son las células que descomponen el tejido óseo, y como resultado, el calcio y el hidrogenofosfato se liberan en el torrente sanguíneo La PTH también aumenta la absorción intestinal del calcio.
Por último, en los riñones, la PTH se une a un receptor especializado en la superficie de las células de los túbulos distales, lo que desencadena una vía de señalización intracelular que termina por aumentar la reabsorción de calcio.
Para regular la excreción de fosfato, la PTH inhibe el cotransportador de fosfato de sodio en el TCP, disminuyendo la reabsorción de fosfato y aumentando la excreción urinaria de fosfato, también llamada fosfaturia.
La homeostasis del calcio, en particular, también está regulada por otras dos moléculas: la calcitonina, producida por las células parafoliculares de la tiroides, y la vitamina D.
La calcitonina hace exactamente lo contrario que la PTH, por lo que disminuye los valores de calcio en plasma y aumenta la excreción renal de calcio.
Por último, la vitamina D favorece la absorción del calcio en el intestino, por lo que aumenta los valores plasmáticos de calcio.
Por último, unas palabras sobre el magnesio. El 40% del magnesio que no está en los huesos se distribuye en los músculos y otros tejidos blandos.
Solo un 1% del magnesio, o un intervalo normal de 1,4 a 2 miliequivalentes por litro, se encuentra en el plasm Al igual que ocurre con el calcio, el magnesio plasmático total puede dividirse en tres partes: alrededor del 20% del magnesio está unido a las proteínas, al que se suma el magnesio enlazado con aniones como el fosfato y el citrato y el magnesio libre, ionizado.
El magnesio actúa como cofactor en numerosas reacciones enzimáticas. Algunos ejemplos de reacciones incluyen la descomposición de la glucosa y la grasa, la producción de antioxidantes como el glutatión, enzimas y proteínas, la síntesis de ADN y ARN, así como la regulación de la producción de coles terol.
Debido a su papel crucial en las reacciones enzimáticas, el magnesio ayuda a mantener el buen funcionamiento de los nervios y los músculos, incluido el músculo cardíaco, por lo que los síntomas de la deficiencia de magnesio incluyen espasmos musculares y arritmias cardíacas.
El magnesio se obtiene de alimentos como la col rizada, el aguacate y los plátanos, y la ingesta diaria recomendada es de unos 400 miligramos al día.
Desde el tubo digestivo pasa al torrente sanguíneo y circula unido o no a las proteínas plasmáticas; en parte también se excreta.
Analicemos el manejo del magnesio en los riñones. Alrededor del 80% del magnesio del plasma puede ser filtrado por los capilares glomerulares, ya que el 20% está unido a las proteínas y no puede filtrarse En el TCP, se reabsorbe alrededor del 30% del magnesio filtrado.
Se cree que es un proceso pasivo promovido por la reabsorción de sodio. En la rama ascendente gruesa, alrededor del 60% del magnesio filtrado se reabsorbe por vía paracelular.
##Resumen Como breve resumen... El fosfato, el calcio y el magnesio se encuentran principalmente en la matriz ósea.
El calcio y el fosfato constituyen la matriz ósea, y el magnesio la refuerza. Las concentraciones plasmáticas de fosfato oscilan entre 2,5 y 4,5 miligramos por decilitro.
El fosfato se reabsorbe principalmente en el TCP mediante el cotransportador de fosfato de sodio. Los valores plasmáticos de calcio son de unos 5 a 10 miliequivalentes por litro.
El 60% del calcio se reabsorbe mayoritariamente en el TCP a través de un mecanismo estrechamente acoplado a la reabsorción de sodio, mientras que el 25% se reabsorbe en la rama ascendente gruesa por una vía paracel ular.
Tanto el calcio como el fosfato están regulados por la PTH, que aumenta la excreción de fosfato y la reabsorción de calcio.
El calcio está regulado asimismo por la calcitonina, que disminuye la reabsorción de calcio, y la vitamina D, que favorece la absorción de calcio en el intestino Las concentraciones plasmáticas de magnesio son de aproximadamente 1,4-2 miliequivalentes por litro.
Alrededor del 30% del magnesio filtrado se reabsorbe en el TCP, el 60% en la extremidad ascendente gruesa a través de una vía paracelular y solo el 5% en el túbulo distal