Chapitre 3 : Biochimie du métabolisme phosphocalcique
- I. Introduction
- II. Le métabolisme phosphocalcique
- 1. Le calcium
- 2. Le phosphate
- 3. Le tissu osseux
- 4. La régulation
- III. Exploration du métabolisme phosphocalcique
- A. Exploration statique (dosages)
- B. Variations pathologiques
- Resumé pour l’examen
I. Introduction
- Le métabolisme phosphocalcique est lié aux affinités physicochimiques entre le calcium et le phosphore (phosphates calcium)
- Le calcium et le phosphore sont des composants essentiels du tissu osseux sous forme d'hydroxyapatite et de phosphate tricalcique
II. Le métabolisme phosphocalcique
1. Le calcium
a) Rôles
- Composant essentiel de l'os (associé au phosphore = rigidité osseuse)
- Intervient dans l'excitabilité neuromusculaire
- Agit comme second messager (action des hormones)
- Sert de cofacteur à divers systèmes enzymatiques (ex : coagulation)
b) Besoins
- Adulte : environ 400 mg/j
- Augmentés chez :
- L'enfant
- La femme enceinte
- La femme allaitante
- La femme ménopausée
- L'alimentation apporte environ 1000 mg/j
c) Absorption intestinale
- Lieu : duodénum
- Favorisée par le pH acide
- Absorption sous forme ionisée
- Deux types d'absorption :
- Absorption passive : fonction du gradient de concentration entre la lumière intestinale et le plasma
- Absorption active :
- Via la CaATPase
- Sous l'action de la α-25 dihydroxyvitamine D3
- Augmente selon les besoins en calcium de l'organisme
- Équilibre entre entrées et sorties / entre l'accrétion et la résorption osseuse
- Distribution :
- 99% dans l'os sous forme de cristaux d'hydroxyapatite
- 1% dans les tissus mous et liquides extracellulaires
d) Répartition dans l'organisme
Dans le milieu extracellulaire (plasma)
- Calcium non ultrafiltrable (45%) :
- Lié aux protéines (albumine++, globulines)
- Non directement actif
- Sensible aux variations de pH (réserve de calcium)
- Acidose → diminution liaison Ca-Albumine → augmentation Ca ionisé et inversement
- Calcium ionisé ultrafiltrable (50%) : forme immédiatement active
- Calcium complexe ultrafiltrable (5%) : complexé aux phosphates, bicarbonates, citrates
Dans le milieu intracellulaire
- Tissus mous : très peu de calcium
- Tissu osseux : 99% du calcium de l'organisme
- Échanges constants entre les tissus et le milieu extracellulaire
e) Élimination
- Rénale : 99% du calcium filtré est réabsorbé
- Fécale : calcium non absorbé et calcium des sucs digestifs
2. Le phosphate
a) Rôles
- Activation de molécules (oses-phosphates)
- Mise en réserve de l'énergie sous forme d'ATP
- Régulation enzymatique
- Composition des acides nucléiques et phospholipides
- Principal tampon intracellulaire et urinaire
- 1000 mg/j
- Augmentés pendant la croissance
- Sources : produits laitiers, viandes, œufs et céréales
b) Besoins
c) Absorption
- Lieu : duodénum, jéjunum, iléon et côlon
- 65% des phosphates ingérés sont absorbés
- Deux types d'absorption :
- Absorption passive paracellulaire : fonction du gradient de concentration
- Absorption active : dépendante de l'α-25 dihydroxyvitamine D3
d) Répartition dans l'organisme
Milieu intracellulaire
- Os : 85%
- Tissus mous : 14%
Milieu extracellulaire (plasma) : 1%
- Phosphates organiques : non directement actifs (phospholipides, phosphoprotéines, nucléotides)
- Phosphates inorganiques (Pi) :
- 90% ultrafiltrables (forme biologiquement active)
- 10% liés aux protéines
- Fraction dosée dans le sang
- Fécale : phosphates non absorbés
- Urinaire : 90% des phosphates filtrés sont réabsorbés
e) Élimination
3. Le tissu osseux
- Tissu conjonctif calcifié : matrice protéique ostéoïde + inclusions d'hydroxyapatite (Ca et P)
- Richement vascularisé
- En renouvellement constant ("turn-over") grâce à 3 types de cellules :
- Ostéoblastes :
- Synthèse et minéralisation de la matrice osseuse
- Riches en phosphatases alcalines
- Ostéocytes :
- Ostéoblastes transformés
- Inclus dans la matrice osseuse
- Reliés entre eux
- Ostéoclastes :
- Responsables de la résorption osseuse
- Assurent le renouvellement
4. La régulation
a) La parathormone
(PTH)
- Synthétisée par les glandes parathyroïdes
- Actions physiologiques :
- Sur le tissu osseux : stimule le turn-over et la résorption osseuse
- Sur le rein :
- Stimule la résorption du calcium
- Stimule la synthèse rénale de 1,25 di-OH vit D3
- Diminue le phosphore
- Au niveau digestif : stimule l'absorption de Ca²⁺
- Au niveau plasmatique : augmente la calcémie, diminue la phosphatémie
- Au niveau urinaire : augmente la phosphaturie, diminue la calciurie
Action globale : hypercalcémiante et hypophosphorémiante
Facteurs influençant la sécrétion de PTH
- La baisse du calcium ionisé stimule la sécrétion
- La vitamine D inhibe la sécrétion
b) Le calcitriol (α-25 dihydroxycholécalciférol)
- Synthèse :
- À partir de la vitamine D3 (cholécalciférol) de l'alimentation
- À partir du 7-déhydrocholestérol de la peau (action des UV)
Actions biologiques
- Os : stimule la résorption osseuse, le turn-over osseux et la minéralisation
- Intestin : favorise l'absorption du calcium et du phosphore
- Rein : augmente faiblement la réabsorption tubulaire du calcium et du phosphore
Action globale : hypercalcémiante et hyperphosphorémiante
Régulation de la production
- Via la 1-α-hydroxylase rénale
- Stimulée par :
- Baisse de la calcémie ionisée
- Baisse de la phosphatémie
- PTH
- Synthétisée par les cellules C parafolliculaires de la thyroïde
c) La calcitonine
Actions biologiques
- Os : inhibe la résorption osseuse par les ostéoclastes
- Rein :
- Inhibe la 1-α-hydroxylase rénale
- Inhibe la réabsorption tubulaire du calcium et du phosphore
Action globale : hypocalcémiante et hypophosphorémiante
Régulation
- Stimulée par l'augmentation du calcium ionisé
- Rôle secondaire dans la régulation du métabolisme phosphocalcique
- L'hypocalcitoninémie n'entraîne pas d'hypercalcémie majeure
d) Autres hormones
- Cortisol :
- Freine la minéralisation osseuse
- Freine la synthèse de la trame protéique
- Diminue l'absorption intestinale du calcium
- GH (hormone de croissance) :
- Facilite l'ossification
- Augmente l'absorption intestinale de Ca²⁺
- Hormones sexuelles :
- Augmentent la minéralisation osseuse
- Augmentent la synthèse de la trame protéique
- Augmentent l'absorption du Ca²⁺
- Hormones thyroïdiennes :
- Augmentent le renouvellement osseux
- Augmentent la croissance des os longs (enfant++)
III. Exploration du métabolisme phosphocalcique
A. Exploration statique (dosages)
1. Prélèvements
- Calcium sanguin : tube sec (sérum) ou tube héparine (plasma)
- Calcium ionisé : sérum/plasma
- Phosphates : sérum, plasma, échantillon urine et urine de 24h
- Phosphatase alcaline : sérum ou plasma et urine
- PTH, 1,25-OH vit D3, calcitonine : sérum ou plasma
2. Techniques de dosage
- Colorimétrie (spectrophotométrie)
- Potentiométrie : calcium ionisé
- Immunoenzymologie : PTH, 1,25-OH vit D3, calcitonine
3. Valeurs de référence
- Calcémie : 2,15-2,55 mmol/L ou 90-105 mg/L
- Calcium ionisé : 1,17-1,30 mmol/L ou 45-52 mg/L
- Calciurie : 2,5-10 mmol/j ou 100-300 mg/j
- Phosphatémie : 0,8-1,30 mmol/L ou 25-45 mg/L
- Phosphaturie : 20-45 mmol/j ou 650-1400 mg/j
- Phosphatases alcalines : 40-130 UI
B. Variations pathologiques
1. Variations de la calcémie
Hypercalcémie (Ca²⁺ > 105 mg/L avec protidémie normale)
- Signes cliniques :
- Digestifs : anorexie, nausées, vomissements
- Neurologiques : asthénie physique et psychique
- Cardiovasculaires
- Causes :
- Cancers osseux+++
- Métastases ostéolytiques : tumeurs solides (cancer du sein...)
- Sécrétion par les cellules cancéreuses de PTH-like : larynx, pharynx
- Hyperparathyroïdie primaire++ : PTH augmentée
- Intoxication à la vitamine D
Hypocalcémie (calcémie < 90 mg/L avec protidémie normale)
- Signes cliniques :
- Hyperexcitabilité neuromusculaire
- Tétanie (forme maximale)
- Causes :
- Insuffisance rénale chronique+++
- Hypoparathyroïdie
- Pseudohypoparathyroïdie
- Déficit en vitamine D :
- Ostéomalacie (adulte)
- Rachitisme (enfant)
2. Variations de la phosphatémie
Hyperphosphorémie (> 45 mg/L)
- Causes :
- Insuffisance rénale
- Hypoparathyroïdie
Hypophosphorémie (< 25 mg/L)
- Causes :
- Hyperparathyroïdie
- Déficit en vitamine D (rachitisme, ostéomalacie)
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