EXPLORATION       BIOCHIMIQUE DU    METABOLISME PHOSPHO-          CALCIQUEPr. L. CHABAACours de biochimie clinique - Année...
PLAN  I- METABOLISME DU CALCIUM ET DU PHOSPHORE:      A- Le calcium      B- Phosphore      C- la composition de l’os      ...
Le phosphore intervient :       • dans l’activation de certaines molécules comme les oses-phosphates       • mise en réser...
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• calcium ionisé: excitabilité neuromusculaire • Calcium non ultrafiltrable: lié à l’albumine, sensible aux variations de ...
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D.4- Autres hormones1. Le cortisol freine la minéralisation de l’os et la synthèse de la trame   protéique, diminue l’abso...
Le prélèvement:    Sang: - tube sec (sérum)          - Tube contenant de l’héparinate de lithium ( Plasma)          - Evit...
Paramètres                               Méthodes de dosageCalcium:                           Spectrophotométrie d’absorpt...
II- ANOMALIES DU METABOLISME                      PHOSPHO-CALCIQUEA- VARIATIONS PATHOLOGIQUES DU CALCIUMA.1- HYPERCALCEMIE...
NEOPLASIQUES                            NON NEOPLASIQUES• Tumeur solides (cancer du sein,            PTH augmentée :cancer...
1- Hypocalcémies extraparathyroïdiennes:       - Les défauts dapport en calcium (assez rare dans les pays européens)      ...
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PLAN
I- METABOLISME DU CALCIUM ET DU PHOSPHORE:
A- Le calcium
B- Phosphore
C- la composition de l’os
D- Régulation du métabolisme phospho-calcique
II- EXPLORATION :
A- Explorations statiques
B- Explorations dynamiques
III- PATHOLOGIES DU MÉTABOLISME PHOSPHO-CALCIQUE
A- Variations de la calcémie
B- Variations de la phosphorémie

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  1. 1. EXPLORATION BIOCHIMIQUE DU METABOLISME PHOSPHO- CALCIQUEPr. L. CHABAACours de biochimie clinique - Année universitaire 2010 – 2011 OBJECTIFS Assimiler le métabolisme phosphocalcique et sa régulation. connaître les principales conditions pré-analytiques pour prescrire et interpréter un bilan phosphocalcique Connaître le bilan biochimique de base et les tests complémentaires pour porter le diagnostic étiologique dun désordre phosphocalcique. Assimiler les principaux désordres du métabolisme phosphocalcique avec leur étiologies les plus importantes. 1
  2. 2. PLAN I- METABOLISME DU CALCIUM ET DU PHOSPHORE: A- Le calcium B- Phosphore C- la composition de l’os D- Régulation du métabolisme phospho-calcique II- EXPLORATION : A- Explorations statiques B- Explorations dynamiques III- PATHOLOGIES DU MÉTABOLISME PHOSPHO-CALCIQUE A- Variations de la calcémie B- Variations de la phosphorémie INTRODUCTIONLe calcium et le phosphore dans l’organisme : • constituent lessentiel de la charge minérale du squelette. • exercent au niveau cellulaire et membranaire des fonctions importantes car lorganisme nhésite pas à puiser dans le squelette pour réguler leurs taux sanguins.Le calcium, sous sa forme ionisée intervient : • dans lexcitabilité neuromusculaire • comme second messager intracellulaire • dans lactivation de nombreux systèmes enzymatiques (Coagulation). 2
  3. 3. Le phosphore intervient : • dans l’activation de certaines molécules comme les oses-phosphates • mise en réserve de l’énergie (ATP) • régulation enzymatique : modification covalente • composition de molécules complexes: acides nucléiques, phospholipides… I- METABOLISME PHOSPHO-CALCIQUEA- LE CALCIUMA. 1- Le cycle du calcium: • le calcium absorbé par voie intestinale est distribution dans l’organisme • Équilibre entre les entrées et les sorties • Équilibre entre l’accrétion et la résorption du calcium au niveau osseux 3
  4. 4. Alimentation (25 mmol/24h) Pool échangeable Accrétion 10 mmol (30 mmol) 8 mmol/24 h P Os l 25 moles a Liquides 4 mmol s m a extra-cellulaires Résorption 8 mmol/24 h Élimination fécale Élimination urinaire (19 mmol/24h) (0.1 mmol/kg/24h) Alimentation équilibrée Entrées = sortiesA. 2- Besoins calciques:• Adulte: 10 mmol/jour (400 mg)• Besoins augmentés en période de croissance (30 mmol/j), chez la femmeenceinte, qui allaite ou ménopausée (100 mmol/j).• La calcium est apporté essentiellement par les laitages. certaines eauxminéralesA. 3- Absorption intestinale:• Duodénum en milieu acide• Augmentée en présence de Na+, lactose, citrate• Diminuées: phytates, oxalates, graisses 4
  5. 5. • Absorption passive para-cellulaire: • fonction du gradient de concentrations de calcium entre la lumière intestinale et le plasma. • régulée par la PTH • Absorption active cellulaire, hormono-dépendante: • le calcium rentre par la bordure en brosse, traverse le cytosol puis passe dans le sang par l’intermédiaire d’une ATPase Ca/Mg dépendante. • transport par la CaBP (calcium binding protéine) • régulation par la 1,25 di OH Vit D3: • ↑ entrée intracellulaire du Calcium, • Active l’ATPase Ca/Mg dépendante • Synthèse de la CaBPA. 4- Répartition dans l’organisme: • 99 % se trouvent dans l’os sous forme de cristaux d’hydroxyapatite • 1% : tissus mous et liquides extracellulaires Calcium plasmatique 2.4 mmol/L Calcium ultrafiltrable (60 %) Calcium non ultrafiltrable Calcium ionisé Ca lié aux protéines (50 %) C Formes de calcium dans le sang 5
  6. 6. • calcium ionisé: excitabilité neuromusculaire • Calcium non ultrafiltrable: lié à l’albumine, sensible aux variations de pH: • Acidose →↓liaison Ca-Alb→↑Ca ionisé et inversement • Calcium complexé: phosphates, bicarbonates, citrates et sulfatesA. 5- Elimination: • Fécale: calcium non absorbé, Calcium des sucs digestifs • Urinaire: 10 mmol/24h • Glomérule: Ca ultrafiltrable • Réabsorption maximale au niveau du tube proximal • Hense de henlé et tube distal: calcium résiduelB- LE PHOSPHORE B. 1- Besoins :• 1 g/j, besoins augmentés pendant la croissance• Aliments riches en phosphates: produits laitiers, viandes, œufs et céréales B. 2- Absorption:• Jéjunum et iléon• 65 % des phosphates ingérés• Absorption passive para-cellulaire, fonction du gradient deconcentration en phosphates entre la lumière intestinale et le plasma.• Absorption active, dépendante de la 1,25 dihydroxy-vitamine D3• augmente si les apports sont augmentés 6
  7. 7. B. 3- répartition dans l’organisme: • 85 % se trouvent dans l’os sous forme de cristaux d’hydroxyapatite • 14 % : cellules des tissus mous • 1% : liquides extracellulaires dont le plasma • Au niveau plasmatique: • Phosphates organiques: ATP • Phosphates inorganiques:dont 90 % sont ultra-filtrables et le reste lié à des protéinesB. 4- Élimination:• Fécale: phosphates non absorbé• Urinaire: • 90 % des phosphates (ultrafiltrables) filtrés sont réabsorbés, • TmPi: taux maximum de réabsorption 7
  8. 8. C- LA COMPOSITION DE L’OS l’os est un tissu conjonctif calcifié formé d’une matrice protéique dans laquelle sont inclus des cristaux de phosphate de calcium C. 1- le tissu ostéoïde: • Constitué essentiellement de collagène de type I, disposé en réseau au sein de la substance fondamentale • Autres protéines: ostéocalcine, ostéonectine BIOSYNTHESE DU COLLAGENE Chaînes polypeptidiques Procollagène (hélice) Peptides d’extension (PICP) télopeptides Tropocollagène Ponts désoxypyridinoline LYS HYL Ponts pyridinoline Fibrille de collagènePICP: propeptide C-trermial du procollagèneLYS: lysine / HYL: hydroxylysine 8
  9. 9. C. 2- la fraction minérale:• Constituée de cristaux hexagonaux disposés longitudinalement sur lesfibres de collagène• Chaque cristal est formé de trois couches: • Noyau:calcium difficilement mobilisable • Couche moyenne: calcium mobilisable • Couche périphérique aqueuse: échange avec le milieu extracellulaireC. 3- les cellules osseuses:Le remodelage osseux est assuré par trois types de cellules1. Les ostéoblastes: • édification du tissu osseux • Synthèse du collagène et des autres protéines • Minéralisation de l’os par la sécrétion des phosphatases alcalines2. Les ostéocytes: • Ostéoblastes emprisonnés dans la trame osseuse • Responsables d’accrétion et de résorption localisée3. Les ostéoclastes: • résorption par solubilisation des cristaux et hydrolyse du collagène 9
  10. 10. D- REGULATION DU METABOLISME PHOSPHO-CALCIQUE HORMONES SITES DE REGULATIONS PARATHORMONE INTESTIN CALCITONINE OS CALCITRIOL(VIT D) REIN Oestrogènes CortisolD.1- Régulation par la parathormone (PTH) Hormone synthétisée par les glandes parathyroïdes sous forme de précurseur (inactif) Protéolyse limitée → peptide mono caténaire de 84 acides aminés. Clivage hépatique et rénale → fragment N –terminal porteur de l’activité enzymatique (demi-vie sanguine est de 3-4min) Sa sécrétion inversement proportionnelle à la concentration en calcium. le taux de phosphates na aucune action sur la sécrétion de PTH. 10
  11. 11. Fonctions biologiques: action hypercalcémiante et hypophosphorémiante1. au niveau osseux : favorise la résorption ostéocalcique - Pour des concentrations physiologiques, la résorption est suivie dune formation osseuse secondaire : elle contribue ainsi au bon équilibre de la structure osseuse et de la fonction métabolique de maintien de la calcémie. - Par contre, pour des concentrations élevées de PTH , la résorption lemporte conduisant à une destruction progressive de los (insuffisants rénaux). 2- au niveau rénal : triple action - augmente la réabsorption du calcium filtré au niveau du TCD - diminue celle du phosphore au niveau du TCP. - stimule la synthèse de 1-25 dihydroxyvitamine D3 (TCP) 3- au niveau intestinal : action indirecte par stimulation de la synthèse du calcitriol. 11
  12. 12. D.2- Régulation par la calcitonine• Peptide de 32 aa synthétisé par les cellules C(parafolliculaires) de lathyroïde sous forme de pro-hormone• Sécrétion est stimulée par lhypercalcémie mais aussi dautres hormonescomme la gastrine et le glucagon.• Laction de la calcitonine sexerce : • au niveau osseux : elle inhibe la résorption ostéocalcique • au niveau rénal : •elle diminue la réabsorption du calcium filtré et du phosphore. • Elle a en plus une action freinatrice sur la transformation rénale du 25 hydroxyvitamine D3. Action hypocalcémiante et hypophosphorémianteD.3- Régulation par le calcitriol ou 1,25 dihydroxyvitamineD3D.3.1- BiosynthèseSynthétisée à partir de la vitamine D3 apportée par lalimentation ou àpartir du 7-déhydrocholestérol de la peau sous laction des UV. 12
  13. 13. Alimentation Cholestérol 7 α OH Cholestérol (peau) UV Cholécalciférol(vit D3) ↓Ca et P Foie 25 OH ase PTH, GH, prolactine 25 OH vit D3 + Rein 1 α OH ase ↑Ca et P Calcitonine - 1 α,25 di OH vit D3D.3.2- Fonctions biologiques- au niveau osseux : - favorise la résorption ostéoclastique de los ancien, fournissant le calcium et le phosphore nécessaires à la minéralisation du tissu ostéoïde nouveau. - elle exerce un effet permissif indispensable sur la PTH (action ostéolytique).- au niveau intestinal : favorise labsorption du calcium et duphosphore,- au niveau rénal : augmente faiblement la réabsorption tubulaire ducalcium et du phosphore.Au total, elle favorise le turn-over osseux et la minéralisation. 13
  14. 14. D.4- Autres hormones1. Le cortisol freine la minéralisation de l’os et la synthèse de la trame protéique, diminue l’absorption intestinale du calcium2. La GH facilite l’ossification par augmentation de l’absorption intestinale,3. Les hormones sexuelles augmente la minéralisation de l’os et la synthèse de la trame protéique et augmentent l’Absorption du calcium,4. Les hormones thyroïdiennes augmentent le renouvellement osseux et la croissance des os longs. II- EXPLORATION DU METABOLISME PHOSPHO-CALCIQUE 14
  15. 15. Le prélèvement: Sang: - tube sec (sérum) - Tube contenant de l’héparinate de lithium ( Plasma) - Eviter l’hémolyse Urines de 24 heures A- EXPLORATION STATIQUE Sang UrinesParamètres mmol/L mg/L Paramètres mmol/j mg/jCalcémie 2,2-2.6 90-105 Calciurie 2, 5-10 100-300Calcium ionisé 1.17-1.30 45-52Phosphatémie 0.8-1.45 25-45 Phosphaturie 20 - 45 650-1400 Marqueurs du remodelage osseuxPhosphatase alcaline hydroxyprolinuriePropeptide C-terminal du procollagène I PyridinolinesOstéocalcine Télopeptides C et N-terminaux Facteurs de régulations du métabolisme phospho-calciquePTH AMPc totalCalcitonine AMPc néphrogénique25 OH Vit D3AMPc 15
  16. 16. Paramètres Méthodes de dosageCalcium: Spectrophotométrie d’absorption atomique Sérum ou plasma hépariné Potentiométrie Urine de 24 heures ColorimétrieCalcium ionisé PotentiométriePhosphates (plasma, urines) ColorimétriePhosphatase alcaline Colorimétrie B- EXPLORATION DYNAMIQUEEpreuve à la PTH exogène : Ce test consiste en ladministration de PTH. Ilpermet de différencier lhypoparathyroïdie dans la laquelle la sécrétion dePTH est diminuée et la pseudohypoparathyroïdie où il existe une insensibilitédes organes cibles à la PTH associée à une sécrétion normale.Test de PAK : Ce test est utilisé chez les sujets présentant une hypercalciurieavec lithiase rénale détiologie non étiquetée. Il consiste à comparer lacalciurie de base à une calciurie après administration de calcium et permet dedifférencier une hypercalciurie dorigine rénale ou digestive. 16
  17. 17. II- ANOMALIES DU METABOLISME PHOSPHO-CALCIQUEA- VARIATIONS PATHOLOGIQUES DU CALCIUMA.1- HYPERCALCEMIES Calcémie > 2,55 mmol/l associée à une protidémie normale. Signes cliniques: - digestifs (anorexie, nausées, vomissements) - neurologiques (asthénie physique, psychique voire coma) - cardiovasculaires (troubles du rythme, hypertension) Étiologies : - hypercalcémie néoplasique (60 % des cas) - hypercalcémie non néoplasiques (40 % des cas) 17
  18. 18. NEOPLASIQUES NON NEOPLASIQUES• Tumeur solides (cancer du sein, PTH augmentée :cancer du poumon, de la thyroïde et du - hyperparathyroïdierein, myélomes multiples) à l’originedune ostéolyse locale PTH normale ou abaissé : - l’ intoxication à la vitamine D, - la sarcoïdose de Besnier-• Sécrétion par les cellules Boeck-Shaumann avec sécrétioncarcinomateuses de la tumeur dun de calcitriol par les cellulespeptide PTH like (Kc larynx, sarcoïdiennes,pharynx, poumon, col utérin, vulve, - la maladie des buveurs de laitpeau, rein, vessie, ovaire). - certaines hyperthyroïdies, - limmobilisation prolongéeHypercalcémie↓ PTH et de calcitriolA.2- HYPOCALCEMIES Calcémie inférieure à 2,25 mmol/l pour une protidémie normale. Signes cliniques: hyperexcitabilité neuromusculaire avec au maximum une tétanie. Etiologies : 1-Extraparathyroïdiennes, 2-Parathyroïdienne 3-Pseudoparathyroïdienne 18
  19. 19. 1- Hypocalcémies extraparathyroïdiennes: - Les défauts dapport en calcium (assez rare dans les pays européens) - les carences en vitamine D: ostéomalacie chez ladulte, rachitisme chez lenfant.(vitamino-sensibles ou vitamino-résistants) - Insuffisance rénale. 2- Hypocalcémies parathyroïdiennes - hypoparathyroïdie primitive idiopathique (de cause inconnue) - hypoparathyroïdie chirurgicale après ablation des parathyroïdes. - déficit de sécrétion de PTH 3- Hypocalcémies pseudoparathyroïdiennes - sécrétion dune hormone dépourvue daction périphérique..B- VARIATIONS PATHOLOGIQUES DE LA PHOSPHOREMIEB.1- HYPERPHOSPHOREMIES • Insuffisance rénale: diminution de la filtration • Maladies endocriniennes (hypoparathyroïdie, diabète grave) • Intoxication à la vitamine D • Suites immédiates de fractures multiples.B.2- HYPOPHOSPHOREMIES • Hyperparathyroïdie en labsence dinsuffisance rénale • Ostéomalacies 19
  20. 20. CONCLUSION 20

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