Flúor e Cálcio

INTRODUÇÃO

% de

elementos

minerais 4 a 5% do

corpo humano

Absorção

“Minerais combinados

com constituintes

orgânicos.”

Quelação

INTRODUÇÃO

Classificação

dos SM:

SM Insolúvel

SM Solúvel

* SM Insolúvel

Fosfato de Cálcio, p.e.

Forma Cristalina (SM+SM)

Forma Combinada (SM+SO)

Hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2), p.e.

Associado com Subst. Orgânica. Para exercer

sua função, não deve haver dissociação

Enxofre na Cisteína,

p.e.

INTRODUÇÃO

* SM Solúvel

Dissolvidos na forma de íons: ânions (F-) e cátions (Na+)

Funções dos SM:

Controle energético

Controle enzimático

Controle do pH Ácido-Base

Formação de Pigmentos

ATP (Fosfato)

Pigmentos Respiratórios e

Fotossintéticos

Neutro

Bicarbonato

(HCO3-)

Fosfato

(PO4-3)

Ácido

H+ + Cl-Base

Bicarbonato

(HCO3-)

INTRODUÇÃO

O Cálcio

* Macroelemento

* + abundante no organismo

(1,1 a 1,2kg)

99% do Cálcio

estão no esqueleto

Tecidos (músculos)

e plasma

Permeabilidade da Membrana

Contração Muscular

Transm. do Impulso Nervoso

Liberação de Hormônios

Mensageiro Intracelular

Coagulação do sangue

Formação da MEC do tecido ósseo, etc.

20

CaCálcio40,078

Actina e Miosina

Força Contrátil

Actina

Miosina

80% m

muscular

Miosina

C-t:

* 2 cadeias pesadas

em α-hélice;

N-t:

* Domínio globular;

* 4 cadeias leves

(sítio ATPase)

Actina e Miosina

Actina

* Abundante em quase

todas as células

eucarióticas;

* Actina G (Globular ou

Monomérica) + ... = Actina

F (Filamentosa)

* Filamento Fino: Actina F

+ Troponina +

Tropomiosina

* Filamentos Grossos –

aglomerado de miosina.

Estrutura do Musc. Esquel.

M. E.Fibras

muscularesRetículo

Sarcoplasmático

* Bandas A:Filamentos grossos +

Sobreposição entre

filamentos grossos e

finos

≠ d eletrônicas

* Bandas I:Filamentos finos.

* Disco Z:Âncora para filamentos finos.

* Linha M:↑ d eletrônica dos filamentos

grossos

Miofibrilas

Contração do Musc. Esquel.

Disco Z e Bandas I vizinhos se aproximam.

Mecanismo Molecular

* Quatro etapas principais;

(1) Ligação do ATP formando fenda [conf.1]

(2) Conf. 2: “Alta energia”, liga-se a Actina G

+ próx. do Disco Z;

(3) Conf. 3: Fecha/ da fenda , liberação de Pi

(4) Conf. 4: “Mov. de força”, aproxima cauda

da Miosina do Disco Z.

Papel do Cálcio

Interação entre

Actina e MiosinaRegulação

Complexo

Troponina e

Tropomiosina

Tropomiosina

Liga-se aos filamentos finos,

bloqueando o sítio de ligação

para a miosina, e a Troponina.

Troponina

Proteína de Ligação do Ca+2.

Papel do Cálcio

Impulso Nervoso

Liberação do Ca+2

Ca+2 liga-se a Tn

Alteração Conf.

Complexo Tn e Tm

Exposição dos sítios

de ligação

Contração

Biossinalização

Transdução

do sinalInformação

Alteração

Química

Impulso Nervoso

Excitação Células

Sensoriais, Miócitos e

Neurônios

Canais

Iônicos

↑↓ íons

inorgânicos

(Na+, K+,

Ca+2...)

Ligante no

Receptor

Alteração

no Vm

Ativado

Membrana

Polarizada

Bomba de

Na+ e K+

Vm = -60 a -70

mV

Impulso Nervoso

Sinalização

S.N.Neurônios Corpo celular

Potencial de

ação

Terminação

Nervosa

Neurotrans-

missores

Canais Iônicos abertos por voltagem:

Canal de Na+

Canal de K+

Canal de Ca+2

Potencial de

Repouso (canais de

Na + fechados)

Neurotransmissor

Abertura de Canais

de Na +Despolarização

Abertura de

Canais de K + Repolarização

Restabelecimento

do Potencial de

Repouso

Impulso Nervoso

Papel do Cálcio

Extremidade

distal do

axônio

Despola

rização

Abertura dos

Canais de

Ca+2

Ca+2

E.C.

↑ [ ] Ca+2

I.C.

Liberação de

Acetilcolina

Fenda

Sináptica

Receptores

Pós-

sinápticos

Ca⁺⁺ Ca⁺⁺

A concentração de cálcio no espaço extracelular

é normalmente mantida entre 2,2 e 2,6 mmol/L

(8,8 a 10,5 mg/dL), graças à ação integrada de

três hormônios reguladores:

1 - Paratormônio (PTH)

2 - a vitamina D [1,25(OH2D3 ]

3 - e, em menor grau, a calcitonina (CT)

Balanço Interno e Externo do Cálcio

O PTH é um hormônio peptídico produzido pelas paratiróides, um

conjunto de quatro minúsculas glândulas pesando 50 mg cada.

Ser Val Ser Glu Ile Gln Leu Gly Lys His Leu Asn

Ser

Met

Glu

ArgValGluTrpLeuArgLysLysLeuGlnAspValHisAsnPhe

Val

AlaLeu

Gly Pro

Ala

Leu Ala Pro Arg Asp Ala Gly Ser Gln Arg Pro Arg

Lys

Lys

Glu

AspAsnValLeuValGluSerHisGluLysSerLeuGlyGluAlaAsp

Lys

Ala

Asp Val Asp Val Leu Thr Lys Ala Lys Ser Gln

Met His Asn LeuH2N

COOH


R

A secreção do PTH é extremamente

sensível a variações da concentração

intracelular de cálcio.

PTH

Graças a esse mecanismo extremamente sensível,

o PTH é capaz de regular estreitamente a

concentração de cálcio no meio extracelular. O

PTH faz isso agindo diretamente em dois tecidos-

alvo:


O esqueleto contém cerca de 1 kg de

cálcio, o que constitui um imenso

reservatório desse íon.


Perdendo por exemplo 100 mg do íon

todos os dias, serão necessários 1000

dias, ou cerca de 3 anos, para que ele

perca 10% dessa reserva e chegue

portanto a um quadro grave de

desmineralização óssea.


Liberação 500 mg/dia

Incorporação 500 mg/dia

Balanço Interno de Cálcio

Absorção resultante =

Excreção urinária =

Secreção100 mg/dia

Absorção300 mg/dia

Balanço Externo de

Cálcio


Incorporação 500 mg/dia?

Por que os ossos incorporam

e liberam cálcio

continuamente? E qual o

papel do PTH nesse processo?


Para compreender melhor esse

processo, é necessário examinar a

estrutura microscópica do osso.


O aspecto microscópico do tecido ósseo varia

conforme a região examinada

Porção Trabecular

Porção Cortical

Porção Medular

1) a reabsorção, ou seja, a destruição de um pequeno

trecho do osso ...

medula óssea

trabéculas

ósseas

... e 2) a formação, que consiste na reposição subseqüente

desse trecho destruído

medula óssea

trabéculas

ósseas

Nas ilustrações que se seguem o

processo de remodelação é

ilustrado em maior detalhe

Medula óssea

Trabécula óssea

Medula óssea

Trabécula óssea

Estímulo mecânico

Estímulos hormonais (por exo: PTH)

Osteoclastos

A aplicação de forças mecânicas e/ou a ação de mediadores

químicos terminam por estimular os osteoclastos ...

Medula óssea

Trabécula óssea

Osteoclastos

Reabsorção óssea

... dando início ao processo de reabsorção óssea, e à liberação

de cálcio e fósforo

P

Medula óssea

Trabécula óssea

Osteoclastos

Osteoblastos

Mais osteoclastos são atraídos para a área de reabsorção, enquanto

alguns osteoblastos já chegam ao local para dar início ao processo de

formação óssea

Medula óssea

Trabécula óssea

Osteoclastos

Osteoblastos

Formação da matriz osteóide

Enquanto os osteoclastos prosseguem em sua tarefa, os osteoblastos

começam a depositar matriz osteóide (colágeno, proteoglicanos etc)

para preencher a lacuna que se formou.

Finda a reabsorção, os osteoclastos saem de cena, enquanto os

osteoblastos continuam a depositar a matriz osteóide. Esses mesmos

osteoblastos iniciam o processo de mineralização (deposição de cálcio

e fósforo) da matriz recém-formada

Medula óssea

Trabécula ósseaTrabécula óssea

Osteoblastos

Osteoclastos

Matriz osteóide

Mineralização da matriz osteóide

Medula óssea

Trabécula óssea

Matriz osteóide

Mineralização da matriz osteóide

Osteoblastos

A formação de matriz, seguida de sua mineralização, prossegue até

preencher todo o vazio deixado pelos osteoclastos...

Medula óssea

Trabécula óssea

... após o que também os osteoblastos se retiram, deixando atrás de si

o tecido ósseo renovado

TECIDO ÓSSEO RENOVADO

PTH

Reabsorção500 mg/dia


EFEITO DO PTH SOBRE O BALANÇO

INTERNO DE CÁLCIO

PTH

Quando o cálcio sérico cai,

as paratiróides são

estimuladas e respondem

com um aumento da

secreção de PTH, de

acordo com a curva

característica, elevando a

concentração do hormônio

no plasma[Ca

++], mmol/L

1

10

100

1000

1 2 3 4

PT

H,

pg

/mL

PTHPTH

[Ca++

], mmol/L

1

10

100

1000

1 2 3 4

Quando o cálcio sérico cai,

as paratiróides são

estimuladas e respondem

com um aumento da

secreção de PTH, de acordo

com a curva característica,

elevando a concentração do

hormônio no plasma

PT

H,

pg

/mL

1 2 3 4

Os osteoclastos abrem diversas frentes de reabsorção,

dissolvendo a hidroxiapatita e liberando cálcio ionizado para o

meio

Osso

PTH

osteoblasto

osteoclasto

O PTH age sobre os osteoblastos, que possuem um receptor

específico para esse hormônio, fazendo-os emitir aos osteoclastos a

informação de que é necessário iniciar o processo de reabsorção

Como resultado, a taxa de reabsorção

óssea supera momentaneamente a de

formação, aumentando a concentração

extracelular de cálcio



PTH

A concentração sérica de cálcio se eleva,

agindo sobre as paratiróides e deprimindo a

secreção de PTH


PTHPTH


Com isso, a concentração extracelular de

cálcio retorna ao normal, o mesmo

ocorrendo com a concentração plasmática

do PTH.

[Ca++

], mmol/L

1

10

100

1000

1 2 3 4

PT

H,

pg

/mL

Evidentemente, ocorreria exatamente o

inverso se de início a concentração

extracelular de cálcio tivesse

aumentado

[Ca++

], mmol/L

1

10

100

1000

1 2 3 4

O esqueleto funciona assim como um

grande reservatório de cálcio, que o PTH

utiliza para impedir variações bruscas da

concentração extracelular de cálcio.

Ingestão de cálcio1000 mg/dia

Fezes800 mg/dia



Filtração10.000 mg/dia

Urina200 mg/dia

1,25 (OH)2 Vit D

Absorção9.800 mg/dia

O PTH teria efeito restrito

se se limitasse a recorrer

às reservas ósseas de

cálcio, ou seja, se agisse

apenas no balanço

interno do íon. Ë

necessário também agir

de modo adequado para

limitar a perda (ou o

ganho) de cálcio do

organismo como um todo.

Ou seja, é necessário ao

PTH agir também no

balanço externo de cálcio.


Fezes800 mg/dia




Urina200 mg/dia1,25 (OH)2 Vit D


EFEITO DO PTH SOBRE O BALANÇO

EXTERNO DE CÁLCIO

O PTH interfere de duas maneiras no

balanço externo de cálcio.

Em primeiro lugar, o PTH tende a

diminuir a excreção urinária de cálcio.

Lembrar que apenas o cálcio iônico é filtrado nos glomérulos.

Balanço Externo de

Cálcio

O PTH diminui a FECa% graças a seu efeito

sobre o túbulo distal, onde o hormônio aumenta

a quantidade de canais específicos na

membrana luminal


ATP

Na++

PTH

Em segundo lugar, o PTH estimula as

células do túbulo proximal a produzir a

forma ativa da vitamina D

PTH

Vitamina D


Fezes800 mg/dia




Urina200 mg/dia

1,25 (OH)2 Vit D


EFEITO DA VITAMINA D SOBRE O

BALANÇO EXTERNO DE CÁLCIO

A vitamina D é obtida, sob forma de

precursores, através de duas fontes:

Vitamina D3

(colecalciferol)

Ingestão de vegetais contendo a vitamina D2,

também conhecida como ergocalciferolVitamina D2

(ergocalciferol)

Vitamina D

1

2

Síntese cutânea, num processo que requer

a exposição do indivíduo à luz UV solar.

Neste caso, gera-se o colecalciferol , ou

vitamina D3

Tanto a vitamina D2 quanto a vitamina D3 sãolevadas ao fígado, onde são transformados na25-hidroxi-vitamina D, ou 25(OH)-D3

D3

D2

25(OH)-D3

D2

1,25(OH)2-D3

Vitamina D

Ca

CM

CB

Ca++

Ca++

Ca++

CM

CB

Ca++

Ca++

Na mucosa intestinal, a 1,25(OH)2-D3 atua sobre a absorção

de cálcio estimulando várias das etapas desse transporte:

Ca++

ATP

ATP

Ca

CM

CB

Ca++

Ca++

Ca++

CM

CB

Ca++

Ca++

A 1,25(OH)2-D3 aumenta o número de canais de

cálcio na membrana luminal ...

Ca++

ATP

ATP

CM

CB

Ca++

Ca++

Ca++

CM

CB

Ca++

Ca++

... aumenta a quantidade de proteínas transportadoras de

cálcio (calmodulina e calbindina) no citosol ...

Ca++

ATP

ATP

Ca

Ca

... aumenta a quantidade de Ca-ATPase na membrana

basolateral ...

CM

CB

Ca++

Ca++

Ca++

CM

CB

Ca++

Ca++

Ca++

ATP

ATP

ATP

ATP

CM

CB

Ca++

Ca++

Ca++

CM

CB

Ca++

Ca++

Ca++

ATP

ATP

ATP

ATP

... aumentando ainda a permeabilidade da junção intercelular de

cálcio, estimulando assim a absorção passiva do íon

1,25(OH)2-D31,25(OH)2-D3

Na carência de 1,25(OH)2-D3

A absorção intestinal de cálcio cai

drasticamente

Já a absorção intestinal de fosfato é menos

dependente da 1,25(OH)2-D3 , caindo pouco

quando os níveis desta se reduzem

Vitamina D

Além de sua influência

sobre o proces-

samento renal de

cálcio, o PTH aumenta

a excreção urinária de

fosfato

PTH

Urina

+

Esse efeito ocorre porque o PTH inibe o cotransporte sódio-

fosfato na membrana luminal das células do túbulo

proximal.

K+

Na+

Na+

P

PTH

PA-

Como o túbulo

proximal

absorve cerca

de 85% do

fosfato filtrado,

a rejeição de

fosfato nesse

segmento leva a

um aumento da

fração de

excreção de

fosfato

(FEHPO4%) e a

uma fosfatúria

intensa.

DISTAL

ALÇA FINADESCENDENTE

ALÇAESPESSA

COLETOR

ALÇA FINAASCENDENTE

PROXIMAL

CARGA FILTRADA = 7.000 mg/dia

Lembrar que existe uma relação recíproca

entre as concentrações de cálcio e de

fosfato

6

8

10

12

4 6 8 10 12[HPO4--], mg/dL

[Ca+

+ ], m

g/d

L

HIPERCALCEMIA E HIPOCALCEMIA

Ca⁺⁺ Ca⁺⁺

HIPOCALCEMIA

Hiper-reflexia;

Abalos musculares espontâneos;

Cãibras e sensação dedormência

HIPERCALCEMIA

Constipação;

Polidipsia;

Poliúria;

Sinais neurológicos de hiporeflexia;

Letargia, coma e morte.

INTRODUÇÃO

O Flúor

* + eletronegativo

* Naturalmente presente na crosta terrestre, água e alimentos,

mas nunca sob a forma de elemento puro.

* Fluidos corporais (WAJM et al., 1999): 9

FFlúor

18,9984

Fluoreto (F-)

Ácido Fluorídrico (HF)

* F absorvido no esmalte = resistência

prolongada às cáries

* Oligoelemento

* Outras fontes (aplicação tópica, bochechos,

dentifrícios, etc.)

evitar↑ [ ] fluor Fluorose

O Elemento Flúor

* O Flúor é o 13º elemento mais

encontrado na natureza, gasoso e

não-metálico.

* O Homem consome flúor pela ingestão de vegetais e

bebidas, como chá-preto e animais como camarão e peixe.

O Elemento Flúor

* O consumo ideal preconizado é de

0,05 a 0,07 mg de Flúor/kg de peso

corporal.

* O Flúor é rapidamente

absorvido ao nível do

estômago e do intestino

delgado, geralmente, na

forma HF.

O Elemento Flúor

* Fluoretação da

água: na [ ] 0,7

ppm/F.

* A dieta rica em Ca+2 e Mg+2 está

associada com uma menor absorção

de Flúor.

O Elemento Flúor

* Flúor tem papel fundamental na prevenção e controle das

cáries dentárias.Ca10(PO4)6(OH)2 + 14H+

10Ca2 + 6H2PO4- + 2H2

Toxicidade do Flúor

* Toxicidade é a qualidade que caracteriza o grau de

virulência de qualquer substância nociva para um

organismo vivo ou para uma parte específica desse

organismo.

* Segundo a OMS o consumo de ideal preconizado é de

0,05 a 0,07mg/Kg por dia de flúor.

Toxicidade do Flúor

Toxicidade crônica• A mais freqüente.

• Ingestão de flúor

diariamente acima de

0,5mg/Kg.

Toxicidade aguda

• Extremamente rara.

• Ingestão de flúor de

3-5 mg/Kg.

Toxicidade Aguda

• Extremante rara.

• Exposição industrial

• Alvos multiórgãos.

• Doses letais:

• Criança (até 7 anos) : 15

mg/Kg

• Adulto : 32 -64 mg/Kg

Toxicidade Aguda

• Absorção.

• Órgão regulador da intoxicação.

• Compostos organofluorados

• Liberação do íons de F-

• Ácido fluorídrico

Mecanismo:

Toxicidade Aguda

• Ingestão acidental:

inseticidas ou raticidas –

contendo sódio fluoro-

acetato.

• Atualmente : dentifrício,

bifluoreto de amônio, ejecta

vulcânica, e a equipamento

de fluoretação da água.

Causas Possíveis:

Sódio Fluoroacetato

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/3d/Sodium-fluoroacetate-2D-skeletal.png

Toxicidade Aguda

• Dor abdominal;

• Diarréia;

• Disfagia;

• Hipersalivação;

• Lesão da mucosa;

• Náuseas;

• Vômito;

• Anormalidades deEletrólitos;

• Hipercalcemia;

• Hipocalcemia;

• Hipoglicemia

Sintomas:• Hipomagnesemia

• Sintomas neurológicos:

• Cefaléia

• Fraqueza muscular

• Hiperreflexia

• Espasmos musculares

• Convulsões de pareste-

sias

• Casos graves:

• Falência de órgãos múl-

tiplos.

• Morte.

Toxicidade Aguda

• O tratamento é sintomático com anti-ácido;

• Complexos vitamínicos;

• E o mais importante: afastar-se dos fatores

contaminantes.

Tratamento:

Toxicidade Crônica

• A mais frequente de se acontecer;

• Ingestão de produtos que contém FLÚOR;

• Regiões afetadas:

• Doença relacionada: Fluorose dentária.

• Absorção.

• Ingestão diária de flúor ↑ de 0,05 mg/kg.

• Compostos que contém flúor:

• Absorção Corrente Sanguínea

Mecanismo:

Toxicidade Crônica: Fluorose

Dentária

Cavidade Bucal

Toxicidade Crônica

• Incorporação de diversas fontes

de flúor:

• Cremes dentais

• Soluções para bochecho

• Géis

• Água fluoretada

• Chá - Tea brick

• Poeiras de flúor - industria

Causas Possíveis:

Toxicidade Crônica

Sintomas:

Sem Tratamento

Toxicidade Crônica

• Acompanhamento médico de no minimo 2 x ao

ano.

• Evitar compostos fluoretado

• Evitar água fluoretada.

Tratamento:

Health & Medicine

Flúor e Cálcio