Visão Geral da Regulação de Cálcio e Fosfato no Líquido Extracelular e no Plasma

CAPÍTULO 80

 

Paratormônio, Calcitonina,

 

Metabolismo de Cálcio e Fosfato,

 

Vitamina D, Ossos e Dentes

 

A fisiologia do metabolismo de cálcio e fosfato, a formação dos ossos e dos

dentes, bem como a regulação da vitamina D, do paratormônio (PTH) e da

calcitonina estão intimamente interligadas. A concentração extracelular do

cálcio iônico, por exemplo, é determinada pela interação entre a absorção

intestinal, a excreção renal e a captação/liberação óssea desse elemento;

cada um desses processos, por sua vez, é regulado pelos hormônios aqui

mencionados. Como a homeostasia do fosfato e a do cálcio estão

estritamente associadas, elas serão discutidas em conjunto, neste Capítulo.

 

VISÃO GERAL DA REGULAÇÃO DE CÁLCIO E FOSFATO

NO LÍQUIDO EXTRACELULAR E NO PLASMA

A concentração de cálcio no líquido extracelular é, normalmente, regulada

de forma precisa, raras vezes apresentando elevação ou baixa de algumas

porcentagens a mais ou a menos do valor normal em torno de 9,4 mg/dL, o

que equivale a 2,4 mmol de cálcio por litro. Esse controle preciso é

essencial, já que o cálcio desempenha um papel fundamental em muitos

processos fisiológicos, incluindo a contração dos músculos esqueléticos,

cardíacos e lisos, a coagulação sanguínea e a transmissão de impulsos

nervosos, citando apenas alguns deles. As células excitáveis, como os

neurônios, são sensíveis às alterações das concentrações do cálcio iônico;

assim, aumentos da concentração deste elemento iônico acima do normal

(hipercalcemia) provocam depressão progressiva do sistema nervoso,

enquanto a diminuição dessa concentração (hipocalcemia) causa mais

excitação desse sistema.

Uma característica importante da regulação extracelular do cálcio repousa

no fato de que apenas 0,1% deste elemento corporal total encontra-se no

líquido extracelular, cerca de 1% nas células e suas organelas, e o restante é

armazenado nos ossos. Portanto, os ossos podem servir como amplos

reservatórios, liberando cálcio em caso de queda na concentração do líquido

extracelular e armazenando o cálcio, em casos de excesso.

Aproximadamente 85% do fosfato corporal se encontram armazenados

nos ossos, 14% a 15% nas células e menos de 1% no líquido extracelular.

Embora a concentração de fosfato no líquido extracelular não seja tão bem

regulada como a concentração de cálcio, o fosfato desempenha diversas

funções importantes, sendo controlado por muitos dos fatores reguladores

do cálcio.

 

CÁLCIO NO PLASMA E NO LÍQUIDO INTERSTICIAL

O cálcio no plasma está presente em três formas, como mostrado na Figura

80-1: (1) cerca de 41% (1 mmol/L) do cálcio encontram-se combinado às proteínas plasmáticas e, nessa forma, não é difusível através da membrana

dos capilares; (2) aproximadamente 9% do cálcio (0,2 mmol/L) são

difusíveis através da membrana dos capilares, mas está combinado às

substâncias aniônicas do plasma e líquidos intersticiais (p. ex., citrato e

fosfato) e, desse modo, não é ionizado; e (3) os 50% restantes do cálcio no

plasma apresentam-se como difusíveis através da membrana dos capilares e

ionizados.

Dessa forma, os líquidos plasmáticos e intersticiais mostram concentração

normal do cálcio iônico de aproximadamente 1,2 mmol/L (ou 2,4 mEq/L,

por ser íon divalente), nível correspondente apenas à metade da

concentração plasmática total desse elemento. Esse cálcio iônico é a forma

relevante para a maior parte das funções do cálcio no corpo, incluindo seu

efeito sobre o coração, o sistema nervoso e a formação óssea.

 

Figura 80-1. ++ Distribuição de cálcio iônico (Ca) difusível, mas não ionizado, unido a ânions, e cálcio não difusível, ligado a proteínas no plasma sanguíneo.

 

FOSFATO INORGÂNICO NOS LÍQUIDOS

EXTRACELULARES

O fosfato inorgânico no plasma se encontra, em grande parte, sob duas

formas: HPO = − = e H PO . A concentração de HPO é cerca de 1,05 4 2 4 4

mmol/L, enquanto a de H − PO oscila em torno de 0,26 mmol/L. Quando a 2 4

quantidade total de fosfato no líquido extracelular aumenta, também se

eleva a quantidade de cada um desses dois tipos de íons fosfato. Além

disso, quando o pH do meio extracelular fica mais ácido, há aumento e

declínio relativos em H − = PO e HPO respectivamente, enquanto ocorre o 2 4 4 ,

oposto quando esse meio fica alcalino. Essas relações foram apresentadas

na discussão do equilíbrio acidobásico, no Capítulo 31.

Como é difícil a determinação química das quantidades exatas de HPO = e 4

H − PO no sangue, a quantidade total do fosfato costuma ser expressa em 2 4

termos de miligramas de fósforo por decilitro (100 mL) de sangue. A

quantidade total média do fósforo inorgânico, representado por ambos os

íons fosfato, está por volta de 4 mg/dL, variando entre os limites normais de

3 a 4 mg/dL nos adultos e 4 a 5 mg/dL nas crianças.

 

EFEITOS FISIOLÓGICOS NÃO ÓSSEOS DAS

ALTERAÇÕES DAS CONCENTRAÇÕES DE CÁLCIO E DE

FOSFATO NOS LÍQUIDOS CORPORAIS

 

A variação dos níveis de fosfato, no líquido extracelular, para valores bem

abaixo do normal até duas a três vezes a mais, não provoca efeitos

imediatos importantes no organismo. Em contraste, até leves aumentos ou

quedas do íon cálcio no líquido extracelular podem causar efeitos

fisiológicos extremos e imediatos. Além disso, a hipocalcemia ou a

hipofosfatemia crônicas reduzem intensamente a mineralização óssea, como

é explicado adiante, neste Capítulo.

 

A Hipocalcemia Causa Excitação do Sistema Nervoso e Tetania.

Quando a concentração de íons cálcio no líquido extracelular cai abaixo do normal, o sistema nervoso fica progressivamente mais excitável, pois isso

leva ao aumento da permeabilidade da membrana neuronal dos íons sódio,

permitindo o desencadeamento natural de potenciais de ação. Em

concentrações plasmáticas do cálcio iônico de aproximadamente 50%

abaixo do normal, as fibras nervosas periféricas ficam tão excitáveis, a

ponto de induzir descargas espontâneas, desencadeando uma série de

impulsos nervosos; tais impulsos, por sua vez, são transmitidos até os

músculos esqueléticos periféricos, provocando a contração muscular

tetânica. Consequentemente, a hipocalcemia causa tetania e,

ocasionalmente, crises epilépticas devido à sua ação de aumento da

excitabilidade do cérebro.

A Figura 80-2 exibe a tetania na mão, que costuma ocorrer, antes do

desenvolvimento desse quadro, em muitas outras partes do corpo. Esse

evento recebe o nome de “espasmo carpopédico”.

Em geral, a tetania ocorre quando a concentração sanguínea de cálcio

diminui de seu nível normal de 9,4 mg/dL para cerca de 6 mg/dL, o que

corresponde a apenas 35% abaixo da concentração normal desse elemento;

a concentração letal costuma ser de aproximadamente 4 mg/dL.

Em animais de laboratório, a hipocalcemia extrema pode ocasionar outros

efeitos raramente evidentes em pacientes humanos, como dilatação

acentuada do coração, alterações nas atividades enzimáticas celulares,

aumento da permeabilidade da membrana em algumas células (além dos

neurônios) e distúrbio na coagulação sanguínea.

Figura 80-2. Tetania hipocalcêmica na mão, denominada espasmo carpopédico.

 

A Hipercalcemia Deprime o Sistema Nervoso e a Atividade

Muscular. Quando o nível de cálcio nos líquidos corporais se eleva acima

do normal, o sistema nervoso fica deprimido, e as atividades reflexas do

sistema nervoso central tornam-se lentificadas. Além disso, o aumento da

concentração de cálcio iônico reduz o intervalo QT do coração e provoca

falta de apetite e constipação, provavelmente em decorrência da

contratilidade deprimida das paredes musculares do trato gastrointestinal.

Esses efeitos depressores começam a aparecer quando o nível sanguíneo

do cálcio se eleva acima de 12 mg/dL, podendo ser intensificados no

momento em que o nível desse elemento passa de 15 mg/dL. Quando o

nível do cálcio ultrapassa 17 mg/dL no sangue, é provável a ocorrência de

precipitação dos cristais de fosfato de cálcio por todo o corpo; essa

condição é discutida, adiante, em associação à intoxicação paratireóidea.

 

ABSORÇÃO E EXCREÇÃO DE CÁLCIO E FOSFATO Absorção Intestinal e Excreção Fecal de Cálcio e Fosfato. Os

valores usuais da ingestão são em torno de 1.000 mg/dia de cálcio e fósforo,

separadamente, o que corresponde às quantidades presentes em 1 litro de

leite. Normalmente, os cátions divalentes, como os íons cálcio, são mal

absorvidos pelos intestinos. Entretanto, como discutido adiante, a vitamina

D promove a absorção de cálcio pelos intestinos, e cerca de 35% (350

mg/dia) do cálcio ingerido costuma ser absorvido; o cálcio, remanescente

no intestino, é excretado nas fezes. Quantidade adicional de 250 mg/dia de

cálcio chega aos intestinos por meio dos sucos gastrointestinais secretados e

pelas células descamadas da mucosa. Dessa forma, aproximadamente 90%

(900 mg/dia) da ingestão diária de cálcio é excretada nas fezes (Figura 80-

3).

A absorção intestinal de fosfato ocorre com facilidade. Exceto pela porção

de fosfato excretada nas fezes, em combinação ao cálcio não absorvido,

quase todo o fosfato da dieta é absorvido para o sangue do intestino e

depois excretado na urina.

Figura 80-3. Visão geral da troca de cálcio entre os diferentes compartimentos teciduais, em pessoa submetida à ingestão de 1.000 mg de cálcio por dia. Note que grande parte do cálcio ingerido é, normalmente, eliminada nas fezes, embora os rins tenham a capacidade de excretar quantidades abundantes de cálcio, por meio de redução na reabsorção tubular de cálcio.

 

Excreção Renal de Cálcio e Fosfato. Por volta de 10% (100 mg/dia)

do cálcio ingerido são excretados na urina. Cerca de 41% do cálcio

plasmático estão ligados às proteínas plasmáticas e, portanto, não é filtrado

pelos capilares glomerulares. O restante é combinado aos ânions como

fosfato (9%) ou ionizado (50%), sendo filtrado pelos glomérulos para os

túbulos renais.

Normalmente, os túbulos renais reabsorvem 99% do cálcio filtrado e em

torno de 100 mg/dia são excretados na urina. Aproximadamente 90% do

cálcio no filtrado glomerular são reabsorvidos nos túbulos proximais, nas

alças de Henle e nos túbulos distais iniciais.

Nos túbulos distais finais e nos ductos coletores iniciais, a reabsorção dos

10% remanescentes é seletiva, dependendo da concentração do cálcio

iônico no sangue.

Quando a concentração do cálcio é baixa, essa reabsorção se mostra

acentuada; assim, quase nenhum cálcio é perdido na urina. Inversamente,

até mesmo um aumento insignificante da concentração sanguínea de cálcio

iônico acima do normal eleva acentuadamente a excreção desse elemento.

Veremos adiante, neste Capítulo, que o PTH representa o fator mais

importante de controle dessa re absorção de cálcio nas porções distais do

néfron e, consequentemente, de controle da intensidade da excreção desse

elemento.

A excreção renal do fosfato é controlada por um mecanismo de

transbordamento, como explicado no Capítulo 30. Ou seja, quando a

concentração de fosfato no plasma está abaixo do valor crítico de

aproximadamente 1 mmol/L, todo o fosfato no filtrado glomerular é reabsorvido, não ocorrendo qualquer perda pela urina. No entanto, acima