Homéostasie du calcium, du phosphate et des minéraux

L'homéostasie du calcium, du phosphate et des minéraux est la branche de la physiologie endocrinienne qui étudie comment l'organisme maintient les concentrations extracellulaires de calcium et de phosphate dans des limites étroites. Un ensemble restreint d'hormones régulatrices du calcium — principalement l'hormone parathyroïdienne, le métabolite actif de la vitamine D, le calcitriol, et, dans un rôle plus limité, la calcitonine et l'hormone régulatrice du phosphate FGF23 — coordonne l'intestin, le rein et l'os afin de maintenir à la fois l'équilibre minéral minute par minute et la minéralisation squelettique à long terme.

Definition

L'homéostasie du calcium et du phosphate est la régulation endocrinienne intégrée des concentrations extracellulaires de calcium et de phosphate par l'absorption intestinale, la réabsorption et l'excrétion rénale, et l'échange avec le réservoir minéral osseux, tous contrôlés hormonalement.

Scope

Ce domaine oriente le lecteur vers les hormones, les organes cibles et les boucles de rétroaction qui régissent le calcium et le phosphate sériques. Il regroupe les sujets détaillés — la synthèse et la régulation de l'hormone parathyroïdienne, le métabolisme et l'activation de la vitamine D, les mécanismes cellulaires de l'action de la PTH et de la vitamine D sur le rein et l'os, la physiologie de la calcitonine, et le contrôle intégré du calcium et du phosphate sériques. Il s'agit d'un aperçu de référence et éducatif de la physiologie normale, et non d'un guide de gestion clinique.

Sub-topics

• Physiologie de la calcitonine et son rôle dans l'homéostasie calcique
• Contrôle intégré du calcium et du phosphate sériques
• Synthèse et régulation de l'hormone parathyroïdienne
• Mécanismes d'action de la PTH et de la vitamine D sur le rein et l'os
• Métabolisme et activation de la vitamine D

Key concepts

• Point de consigne du calcium extracellulaire
• Récepteur sensible au calcium (CaSR)
• Hormone parathyroïdienne (PTH)
• Calcitriol (1,25-dihydroxyvitamine D)
• Calcitonine
• Facteur de croissance des fibroblastes 23 (FGF23) et Klotho
• L'os comme réservoir minéral
• Axe intestin-rein-os
• Contrôle par rétroaction négative du calcium sérique

Mechanisms

Trois organes et une poignée d'hormones constituent le système de régulation. Les glandes parathyroïdes détectent le calcium extracellulaire via le récepteur sensible au calcium et ajustent la sécrétion d'hormone parathyroïdienne en conséquence ; la PTH augmente le calcium sérique en stimulant la résorption osseuse, en augmentant la réabsorption rénale distale du calcium et en favorisant la synthèse rénale de vitamine D active. Le calcitriol, métabolite de la vitamine D hormonalement actif, augmente à son tour l'absorption intestinale du calcium et du phosphate. L'équilibre du phosphate est largement régi par le rein, la PTH et le FGF23 (agissant avec son co-récepteur Klotho) favorisant l'excrétion du phosphate. La calcitonine, produite par les cellules C de la thyroïde, peut s'opposer à la résorption osseuse mais joue un rôle comparativement mineur dans l'équilibre calcique humain. Ensemble, ces signaux constituent un réseau de rétroaction négative qui défend la concentration extracellulaire de calcium.

Clinical relevance

La compréhension de l'homéostasie minérale normale est le fondement physiologique pour l'interprétation des mesures de calcium, de phosphate, de PTH et de vitamine D, et pour la réflexion sur les troubles des glandes parathyroïdes, du rein et de l'os. Cette entrée décrit la physiologie régulatrice normale pour faciliter la compréhension et ne constitue pas une base pour les décisions de diagnostic ou de traitement.

History

Le contrôle endocrinien du calcium a été progressivement élucidé au cours du XXe siècle : l'hormone parathyroïdienne a été caractérisée comme la principale hormone hypercalcémiante, il a été démontré que la vitamine D nécessitait une activation hépatique et rénale séquentielle pour atteindre sa forme hormonale, la calcitonine a été identifiée comme un peptide hypocalcémiant, et le récepteur sensible au calcium a été cloné en 1993, fournissant une explication moléculaire de la manière dont la glande parathyroïde lit la concentration extracellulaire de calcium. Plus récemment, le FGF23 et Klotho ont été reconnus comme centraux dans la régulation du phosphate.

Seminal works

• peacock-2010
• blaine-2015
• christakos-2016

Frequently asked questions

Quelles hormones régulent le calcium et le phosphate ?

Les principaux régulateurs sont l'hormone parathyroïdienne et le calcitriol, métabolite actif de la vitamine D, la calcitonine jouant un rôle hypocalcémiant mineur et le FGF23 (avec Klotho) régulant le phosphate.

Quels organes sont impliqués dans l'homéostasie minérale ?

L'intestin (absorption), le rein (réabsorption et excrétion) et l'os (stockage et libération) sont les trois organes effecteurs coordonnés par les hormones régulatrices du calcium.