Las Hormonas Cálcicas

 

 

 

Las hormonas-cálcicas funcionan como un parque de bomberos; cuando se consume poco calcio, no son activadas en gran medida, lo cual es bueno: no hay fuego.

Cuando se ingiere mucho calcio, las hormonas-cálcicas están muy activas, estimulando la absorción de calcio por el hueso, y la subsiguiente deplección y excreción. Cuanto más se acelera este proceso, más se erosionan los huesos.

 

 

Una vez que el calcio es absorbido, la calcitonina (o tirocalcitonina) inhibe la extracción de calcio de los huesos, mientras que el calcio automáticamente continua llegando a raudales. La calcitonina también estimula la excreción del calcio por medio de la orina.

Así, la calcitonina, primariamente, rebaja el nivel de calcio en sangre, e incrementar el calcio en los huesos es una de las formas de alcanzar ese objetivo. Introducir calcio en los huesos, ciertamente, no es el propósito de la calcitonina, pues también estimula la excreción de éste.

Debido a la acción de la calcitonina, el nivel de calcio en sangre incrementado, disminuye, inhibiendo la liberación de más calcitonina y estimulando la secreción de otras dos hormonas cálcicas: PTH y calcitriol.

 

 

La hormona paratiroidea (PTH) estimula la captación de calcio por los huesos (1) (y por ello, la apoptosis de los osteoblastos(2)) y la liberación de calcio desde los huesos(23), e inhibe la excreción de calcio, generalmente incrementando los niveles bajos de calcio en sangre. Lógicamente, elevados niveles de PTH aceleran el envejecimiento del esqueleto; ver hiperparatiroidismo

Bajos niveles de PTH previenen la pérdida de hueso. (3)

La PTH también estimula la secreción de calcitriol;

 

 

El calcitriol (1,25 dihidroxicolecalciferol = compuesto de la vitamina D); La influencia directa del calcitriol es incrementar la absorción del calcio dietético hacia la sangre, pero también la captación de calcio por el hueso (4) El calcitriol, de este modo, también estimula la actividad de los osteoblastos (22) y así, incrementa su apoptosis (5) y la eliminación de calcio desde el huesos. (23)

 

El calcitriol, sin embargo, también inhibe la secreción de la PTH. Y como la PTH estimula la captación de calcio por los huesos mucho más intensamente que el calcitriol, y así mismo el aporte de calcio desde aquellos, el calcitriol puede, de por sí, decrementar grandemente la absorción de calcio por el hueso y la consiguiente pérdida posterior. (6) Dado que el calcitriol también aumenta la absorción de calcio intestinal, ello incrementa a su vez los niveles de calcio en sangre en gran medida(7).

 

Demasiado calcio en la sangre puede precipitar en las arterias, articulaciones y ligamentos, y matar las células musculares (dado que éstas últimas sólo pueden contraerse expulsando iones calcio hacia el entorno exterior, lo cual les resulta muy difícil si éste ya está saturado de calcio). Demasiado calcitriol/vitamina D puede causar así arteriosclerosis, deformaciones óseas (8), calambres musculares y fibromialgia.

 

 

 

Estrógeno

Los estrogenos son hormonas multi funcionales, y una de sus funciones se relaciona con los huesos.

Las hormonas-cálcicas mencionadas anteriormente inducen la circulación de calcio desde la sangre a los huesos y viceversa, ‘bombeando’ el calcio alrededor. Los estrogenos son los frenos de este sistema, para minimizar la erosión (el calcio extra es el pedal del acelerador).

 

El calcio es absorbido dentro de los huesos mediante los osteoblastos, lo que incrementa el nivel de fosfato libre en el esqueleto, causa del flujo ‘pasivo’ de calcio para restaurar la proporción calcio/fosfatos. Los osteoblastos también componen la matriz sobre la que el calcio precipita.

La deportación de calcio desde los huesos por medio de los osteoclastos es un proceso más directo.

 

Estructuralmente. el estrógeno no estimula los osteoablastos, (9) sino que inhibe su actividad (10) (y su número (11)) y de esa manera inhibe el flujo de calcio hacia los huesos (12) e igualmente restringe la eliminación de calcio desde éstos. Así es cómo el estrógeno protege el esqueleto contra la excesiva regeneración del hueso y a los osteoblastos contra la apoptosis.

El estrógeno previene la muerte de los osteoblastos, en particular, porque éstos son más sensibles al fenómeno del envejecimiento que los osteoclastos. (13)

 

 

En general, se combrueba este efecto protector del estrógeno en la disminución de la eliminación de calcio desde los huesos; el efecto inhibidor del estrógeno en la captación del calcio se ignora.

Pero una acción característica de los estrógenos sobre el esqueleto es la inhibición del crecimiento longitudinal del hueso. (14)

Algunos aseguran que el estrógeno incrementa el flujo de calcio hacia los huesos, pero ello sólo se da en los primeros seis días de su administración. (9)

 

 

La razón por la que el riesgo de osteoporosis en la mujer es mayor que en el hombre, independientemente de la menopausia y consumo de lácteos, es debido a sus fluctuaciones mensuales de estrógenos y PTH.

Los niveles de estrógeno en la mujer fluctúan fuertemente a lo largo de cada mes.

Como el nivel de estrógeno está en su mínimo alrededor del momento de la menstruación, el nivel de PTH se encuentra en su máximo, incrementando la eliminación de calcio desde los huesos (15) y la absorción de calcio por éstos.

De esta manera, la reposición del hueso, a lo largo de la vida, es, de media, mayor en la mujer.

 

 

 

Vitamina K

La vitamina K parece ser un factor protector por inhibición de la muerte de los osteoblastos, (16) pero cómo sucede esto exáctamente, permanece confuso. La vitamina K podría inhibir parcialmente la absorción de calcio, y proteger de esa manera la apoptosis de los osteoblastos, o bien podría reducir la apotosis ‘innecesaria’ de los osteoblastos incluso sin excesiva reposición de calcio. La vitamina K puede, sin embargo, también incrementar la apoptosis de los osteoblastos. (17)

La vitamina K no afecta a la absorción intestinal de calcio, (18) pero su ingestión tiene un efecto preventivo de la reabsorción ósea derivada de una ovariectomía o falta de dicha vitamina, así como en mujeres postmenopáusicas. (19)

Estos alimentos contienen grandes catidades de vitamina K: especialmente, yema de huevo, kiwi y aguacate, pero también fresas, ciruelas, avellanas, caballa, naranja, uvas y melocotón.

 

 

 

Factores de crecimiento

Las hormonas arriba mencionadas influyen en el metabolismo óseo a través de diferentes mediadores, como los factores de crecimiento.

Uno de tales factores es el 'Factor de crecimiento tipo-insulina 1' (IGF-1). Que el incremento de calcio aumenta la apoptosis de osteoblastos queda patente por la influencia del IGF-1; El IGF-1 es un poderoso factor de crecimiento para los osteoblastos. También incrementa la reabsorción del hueso e induce la apoptosis de los osteoblastos. (20)

 

Otro de tales factores de crecimiento son los 'Factores de crecimiento Fibroblasto' (FGF). Los FGF juegan un papel crítico en el crecimiento óseo, y la sobreexpresión del FGF2 icrementa igualmenta la apoptosis de los osteoblastos. (21)

 

 

 

 

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El calcio excesivo causa osteoporosis

 

 

 

 

Referencias

Los abstractos de la mayoría de las fuentes pueden encontrarse en The National Library of Medicine

 

(1) Kroll MH, Parathyroid hormone temporal effects on bone formation and resorption. Bull. Math. Biol. 2000 / 62 (1) / 163-188. , Chevalley T, et al, [Bone and hormones. Effects of parathyroid hormone on the bone]. [Article in French] Presse Med.1999 / 28 (10) / 547-553.

(2)Stanislaus D, In vivo regulation of apoptosis in metaphyseal trabecular bone of young rats by synthetic human parathyroid hormone (1-34) fragment. Bone 2000 / 27 (2) / 209-218.

(3) Fujiyama K, et al, Attenuation of postmenopausal high turnover bone loss in patients with hypoparathyroidism. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1995 / 80 (7) / 2135-2138.

(4) Erben RG, et al, Therapeutic efficacy of 1alpha,25-dihydroxyvitamin D3 and calcium in osteopenic ovariectomized rats: evidence for a direct anabolic effect of 1alpha,25-dihydroxyvitamin D3 on bone. Endocrinology1998 / 139 (10) / 4319-4328.

(5) Pascher E, et al, Effect of 1alpha,25(OH)2-vitamin D3 on TNF alpha-mediated apoptosis of human primary osteoblast-like cells in vitro. Horm. Metab. Res.1999 / 31 (12) / 653-656.

(6) Sairanen S, et al, Bone mass and markers of bone and calcium metabolism in postmenopausal women treated with 1,25-dihydroxyvitamin D (Calcitriol) for four years. Calcif. Tissue Int. 2000 / 67 (2) / 122-127.

(7) Sairanen S, et al, Bone mass and markers of bone and calcium metabolism in postmenopausal women treated with 1,25-dihydroxyvitamin D (Calcitriol) for four years. Calcif. Tissue Int. 2000 / 67 (2) / 122-127. , Gurlek A, et al, Comparison of calcitriol treatment with etidronate-calcitriol and calcitonin-calcitriol combinations in Turkish women with postmenopausal osteoporosis: a prospective study. Calcif. Tissue Int. 1997 / 61 (1) / 39-43.

(8) Giunta, D.L. ,Dental changes in hypervitaminosis D. Oral. Surg. Pathol. Oral. Radiol. Endod. 1998 / 85 (4) / 410-413. , Uehlinger, P. et al, Differential diagnosis of hypercalcemia - a retrospective study of 46 dogs. (duitst.) Schweiz. Arch. Tierheilkd. 1998 / 140 (5) / 188-197. , Qin, X. et al, Altered phosphorylation of a 91-kDa protein in particulate fractions of rat kidney after protracted 1,25-dihydroxyvitamin D3 or estrogen treatment. Arch. Biochem. Biophys. 1997 / 348 (2) / 239-246. , Niederhoffer, N. et al, Calcification of medical elastic fibers and aortic elasticity. Hypertension 1997 / 29 (4) / 999-1006. , Selby, P.L. et al, Vitamin D intoxication causes hypercalcemia by increased bone resorption with responds to

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(9) Qu Q, et al, Estrogen enhances differentiation of osteoblasts in mouse bone marrow culture. Bone 1998 Mar;22(3):201-9.

(10) Jilka RL, et al, Loss of estrogen upregulates osteoblastogenesis in the murine bone marrow. Evidence for autonomy from factors released during bone resorption. J. Clin. Invest. 1998 / 101 (9) / 1942-1950.

(11) Westerlind KC, et al, Estrogen does not increase bone formation in growing rats. Endocrinology1993 / 133 (6) / 2924-2934.

(12)Bryant HU, et al, An estrogen receptor basis for raloxifene action in bone. J Steroid Biochem Mol Biol 1999 / 69 (1-6) / 37-44. , Jilka RL, et al, Loss of estrogen upregulates osteoblastogenesis in the murine bone marrow. Evidence for autonomy from factors released during bone resorption. J. Clin. Invest. 1998 / 101 (9) / 1942-1950. , Sims NA, et al, Estradiol treatment transiently increases trabecular bone volume in ovariectomized rats. Bone1996 / 19 (5) / 455-461.Smith, G.R. et al, Inhibitory action of oestrogen on calcium-induced mitosis in rat bone marrow and thymus. J. Endocrinol. 1975 / 65 (1) / 45-53.

(13) Eriksen EF, et al, The pathogenesis of osteoporosis. Horm. Res.1997 / 48 Suppl 5 / 78-82.

(14) Bryant HU, et al, An estrogen receptor basis for raloxifene action in bone. J Steroid Biochem Mol Biol 1999 / 69 (1-6) / 37-44. , Hannon R, et al, Response of biochemical markers of bone turnover to hormone replacement therapy: impact of biological variability. J. Bone Miner. Res. 1998 / 13 (7) / 1124-1133.

(15) Zittermann A, et al, Physiologic fluctuations of serum estradiol levels influence biochemical markers of bone resorption in young women. J Clin Endocrinol Metab 2000 / 85 (1) / 95-101.

(16) Urayama S, et al, Effect of vitamin K2 on osteoblast apoptosis: vitamin K2 inhibits apoptotic cell death of human osteoblasts induced by Fas, proteasome inhibitor, etoposide, and staurosporine. J. Lab. Clin. Med. 2000 / 136 (3) / 181-193.

(17) Sakagami H, et al, Apoptosis-inducing activity of vitamin C and vitamin K. Cell. Mol. Biol. (Noisy-le-grand) 2000 / 46 (1) / 129-143.

(18) Zhao X, et al, [Effect of various levels of vitamin K intake on bone metabolism of rat]. [Article in Chinese] Chung Hua Yu Fang I Hsueh Tsa Chih 1998 / 32 (6) / 359-362.

(19) Yamaguchi M, et al, J. Bone Miner. Metab. 1999 / 17 (1) / 23-29. , Zhao X, et al, [Effect of various levels of vitamin K intake on bone metabolism of rat]. [Article in Chinese] Chung Hua Yu Fang I Hsueh Tsa Chih 1998 / 32 (6) / 359-362. , Jie KS, et al, Effects of vitamin K and oral anticoagulants on urinary calcium excretion. Br. J. Haematol.1993 / 83 (1) / 100-104.

(20) Kawakami A, et al, Insulin-like growth factor I stimulates proliferation and Fas-mediated apoptosis of human osteoblasts. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1998 / 247 (1) / 46-51.

(21) Mansukhani A, et al, Signaling by fibroblast growth factors (FGF) and fibroblast growth factor receptor 2 (FGFR2)-activating mutations blocks mineralization and induces apoptosis in osteoblasts. J. Cell. Biol.2000 / 149 (6) / 1297-1308.

(22) Gurlek A, et al, Modulation of growth factor/cytokine synthesis and signaling by 1alpha,25-dihydroxyvitamin d(3): implications in cell growth and differentiation. Endocr Rev 2002 Dec;23(6):763-86.

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