Metabolisme phospho calcique PLAN I- METABOLISME DU CALCIUM ET DU PHOSPHORE: A- Le calcium B- Phosphore C- la composition de l’os D- Régulation du métabolisme phospho-calcique II- EXPLORATION : A- Explorations statiques B- Explorations dynamiques III- PATHOLOGIES DU MÉTABOLISME PHOSPHO-CALCIQUE A- Variations de la calcémie B- Variations de la phosphorémie Pour telecharger aller sur medecinefacile.com

1. EXPLORATION
BIOCHIMIQUE DU
METABOLISME PHOSPHO-
CALCIQUE
Pr. L. CHABAA
Cours de biochimie clinique - Année universitaire 2010 – 2011
OBJECTIFS
Assimiler le métabolisme phosphocalcique et sa régulation.
connaître les principales conditions pré-analytiques pour prescrire et
interpréter un bilan phosphocalcique
Connaître le bilan biochimique de base et les tests complémentaires
pour porter le diagnostic étiologique d'un désordre phosphocalcique.
Assimiler les principaux désordres du métabolisme phosphocalcique
avec leur étiologies les plus importantes.
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2. PLAN
I- METABOLISME DU CALCIUM ET DU PHOSPHORE:
A- Le calcium
B- Phosphore
C- la composition de l’os
D- Régulation du métabolisme phospho-calcique
II- EXPLORATION :
A- Explorations statiques
B- Explorations dynamiques
III- PATHOLOGIES DU MÉTABOLISME PHOSPHO-CALCIQUE
A- Variations de la calcémie
B- Variations de la phosphorémie
INTRODUCTION
Le calcium et le phosphore dans l’organisme :
• constituent l'essentiel de la charge minérale du squelette.
• exercent au niveau cellulaire et membranaire des fonctions importantes
car l'organisme n'hésite pas à puiser dans le squelette pour réguler leurs
taux sanguins.
Le calcium, sous sa forme ionisée intervient :
• dans l'excitabilité neuromusculaire
• comme second messager intracellulaire
• dans l'activation de nombreux systèmes enzymatiques (Coagulation).
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3. Le phosphore intervient :
• dans l’activation de certaines molécules comme les oses-phosphates
• mise en réserve de l’énergie (ATP)
• régulation enzymatique : modification covalente
• composition de molécules complexes: acides nucléiques, phospholipides…
I- METABOLISME PHOSPHO-CALCIQUE
A- LE CALCIUM
A. 1- Le cycle du calcium:
• le calcium absorbé par voie intestinale est distribution dans l’organisme
• Équilibre entre les entrées et les sorties
• Équilibre entre l’accrétion et la résorption du calcium au niveau osseux
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4. Alimentation
(25 mmol/24h)
Pool échangeable
Accrétion
10 mmol (30 mmol) 8 mmol/24 h
P Os
l 25 moles
a Liquides
4 mmol s
m
a extra-cellulaires Résorption
8 mmol/24 h
Élimination fécale Élimination urinaire
(19 mmol/24h) (0.1 mmol/kg/24h)
Alimentation équilibrée
Entrées = sorties
A. 2- Besoins calciques:
• Adulte: 10 mmol/jour (400 mg)
• Besoins augmentés en période de croissance (30 mmol/j), chez la femme
enceinte, qui allaite ou ménopausée (100 mmol/j).
• La calcium est apporté essentiellement par les laitages. certaines eaux
minérales
A. 3- Absorption intestinale:
• Duodénum en milieu acide
• Augmentée en présence de Na+, lactose, citrate
• Diminuées: phytates, oxalates, graisses
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5. • Absorption passive para-cellulaire:
• fonction du gradient de concentrations de calcium entre la lumière
intestinale et le plasma.
• régulée par la PTH
• Absorption active cellulaire, hormono-dépendante:
• le calcium rentre par la bordure en brosse, traverse le cytosol puis passe
dans le sang par l’intermédiaire d’une ATPase Ca/Mg dépendante.
• transport par la CaBP (calcium binding protéine)
• régulation par la 1,25 di OH Vit D3:
• ↑ entrée intracellulaire du Calcium,
• Active l’ATPase Ca/Mg dépendante
• Synthèse de la CaBP
A. 4- Répartition dans l’organisme:
• 99 % se trouvent dans l’os sous forme de cristaux d’hydroxyapatite
• 1% : tissus mous et liquides extracellulaires
Calcium plasmatique
2.4 mmol/L
Calcium ultrafiltrable (60 %) Calcium non
ultrafiltrable
Calcium ionisé Ca lié aux protéines
(50 %) C
Formes de calcium dans le sang
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6. • calcium ionisé: excitabilité neuromusculaire
• Calcium non ultrafiltrable: lié à l’albumine, sensible aux variations de
pH:
• Acidose →↓liaison Ca-Alb→↑Ca ionisé et inversement
• Calcium complexé: phosphates, bicarbonates, citrates et sulfates
A. 5- Elimination:
• Fécale: calcium non absorbé, Calcium des sucs digestifs
• Urinaire: 10 mmol/24h
• Glomérule: Ca ultrafiltrable
• Réabsorption maximale au niveau du tube proximal
• Hense de henlé et tube distal: calcium résiduel
B- LE PHOSPHORE
B. 1- Besoins :
• 1 g/j, besoins augmentés pendant la croissance
• Aliments riches en phosphates: produits laitiers, viandes, œufs et céréales
B. 2- Absorption:
• Jéjunum et iléon
• 65 % des phosphates ingérés
• Absorption passive para-cellulaire, fonction du gradient de
concentration en phosphates entre la lumière intestinale et le plasma.
• Absorption active, dépendante de la 1,25 dihydroxy-vitamine D3
• augmente si les apports sont augmentés
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7. B. 3- répartition dans l’organisme:
• 85 % se trouvent dans l’os sous forme de cristaux d’hydroxyapatite
• 14 % : cellules des tissus mous
• 1% : liquides extracellulaires dont le plasma
• Au niveau plasmatique:
• Phosphates organiques: ATP
• Phosphates inorganiques:dont 90 % sont ultra-filtrables et le reste
lié à des protéines
B. 4- Élimination:
• Fécale: phosphates non absorbé
• Urinaire:
• 90 % des phosphates (ultrafiltrables) filtrés sont réabsorbés,
• TmPi: taux maximum de réabsorption
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8. C- LA COMPOSITION DE L’OS
l’os est un tissu conjonctif calcifié formé d’une matrice protéique dans
laquelle sont inclus des cristaux de phosphate de calcium
C. 1- le tissu ostéoïde:
• Constitué essentiellement de collagène de type I, disposé en réseau au
sein de la substance fondamentale
• Autres protéines: ostéocalcine, ostéonectine
BIOSYNTHESE DU COLLAGENE
Chaînes polypeptidiques
Procollagène (hélice)
Peptides d’extension (PICP)
télopeptides
Tropocollagène
Ponts désoxypyridinoline
LYS
HYL
Ponts pyridinoline
Fibrille de collagène
PICP: propeptide C-trermial du procollagène
LYS: lysine / HYL: hydroxylysine
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9. C. 2- la fraction minérale:
• Constituée de cristaux hexagonaux disposés longitudinalement sur les
fibres de collagène
• Chaque cristal est formé de trois couches:
• Noyau:calcium difficilement mobilisable
• Couche moyenne: calcium mobilisable
• Couche périphérique aqueuse: échange avec le milieu
extracellulaire
C. 3- les cellules osseuses:
Le remodelage osseux est assuré par trois types de cellules
1. Les ostéoblastes:
• édification du tissu osseux
• Synthèse du collagène et des autres protéines
• Minéralisation de l’os par la sécrétion des phosphatases alcalines
2. Les ostéocytes:
• Ostéoblastes emprisonnés dans la trame osseuse
• Responsables d’accrétion et de résorption localisée
3. Les ostéoclastes:
• résorption par solubilisation des cristaux et hydrolyse du
collagène
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10. D- REGULATION DU METABOLISME PHOSPHO-CALCIQUE
HORMONES SITES DE REGULATIONS
PARATHORMONE INTESTIN
CALCITONINE OS
CALCITRIOL(VIT D) REIN
Oestrogènes
Cortisol
D.1- Régulation par la parathormone (PTH)
Hormone synthétisée par les glandes parathyroïdes sous forme de
précurseur (inactif)
Protéolyse limitée → peptide mono caténaire de 84 acides aminés.
Clivage hépatique et rénale → fragment N –terminal porteur de
l’activité enzymatique (demi-vie sanguine est de 3-4min)
Sa sécrétion inversement proportionnelle à la concentration en calcium.
le taux de phosphates n'a aucune action sur la sécrétion de PTH.
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11. Fonctions biologiques: action hypercalcémiante et hypophosphorémiante
1. au niveau osseux : favorise la résorption ostéocalcique
- Pour des concentrations physiologiques, la résorption est suivie
d'une formation osseuse secondaire : elle contribue ainsi au bon
équilibre de la structure osseuse et de la fonction métabolique de
maintien de la calcémie.
- Par contre, pour des concentrations élevées de PTH , la résorption
l'emporte conduisant à une destruction progressive de l'os
(insuffisants rénaux).
2- au niveau rénal : triple action
- augmente la réabsorption du calcium filtré au niveau du TCD
- diminue celle du phosphore au niveau du TCP.
- stimule la synthèse de 1-25 dihydroxyvitamine D3 (TCP)
3- au niveau intestinal : action indirecte par stimulation de la synthèse
du calcitriol.
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12. D.2- Régulation par la calcitonine
• Peptide de 32 aa synthétisé par les cellules C(parafolliculaires) de la
thyroïde sous forme de pro-hormone
• Sécrétion est stimulée par l'hypercalcémie mais aussi d'autres hormones
comme la gastrine et le glucagon.
• L'action de la calcitonine s'exerce :
• au niveau osseux : elle inhibe la résorption ostéocalcique
• au niveau rénal :
•elle diminue la réabsorption du calcium filtré et du phosphore.
• Elle a en plus une action freinatrice sur la transformation rénale
du 25 hydroxyvitamine D3.
Action hypocalcémiante et hypophosphorémiante
D.3- Régulation par le calcitriol ou 1,25 dihydroxyvitamineD3
D.3.1- Biosynthèse
Synthétisée à partir de la vitamine D3 apportée par l'alimentation ou à
partir du 7-déhydrocholestérol de la peau sous l'action des UV.
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13. Alimentation Cholestérol
7 α OH Cholestérol (peau)
UV
Cholécalciférol(vit D3)
↓Ca et P
Foie 25 OH ase
PTH, GH,
prolactine
25 OH vit D3
+
Rein 1 α OH ase
↑Ca et P
Calcitonine
-
1 α,25 di OH vit D3
D.3.2- Fonctions biologiques
- au niveau osseux :
- favorise la résorption ostéoclastique de l'os ancien,
fournissant le calcium et le phosphore nécessaires à la
minéralisation du tissu ostéoïde nouveau.
- elle exerce un effet permissif indispensable sur la PTH
(action ostéolytique).
- au niveau intestinal : favorise l'absorption du calcium et du
phosphore,
- au niveau rénal : augmente faiblement la réabsorption tubulaire du
calcium et du phosphore.
Au total, elle favorise le turn-over osseux et la minéralisation.
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14. D.4- Autres hormones
1. Le cortisol freine la minéralisation de l’os et la synthèse de la trame
protéique, diminue l’absorption intestinale du calcium
2. La GH facilite l’ossification par augmentation de l’absorption
intestinale,
3. Les hormones sexuelles augmente la minéralisation de l’os et la
synthèse de la trame protéique et augmentent l’Absorption du calcium,
4. Les hormones thyroïdiennes augmentent le renouvellement osseux et la
croissance des os longs.
II- EXPLORATION DU METABOLISME
PHOSPHO-CALCIQUE
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15. Le prélèvement:
Sang: - tube sec (sérum)
- Tube contenant de l’héparinate de lithium ( Plasma)
- Eviter l’hémolyse
Urines de 24 heures
A- EXPLORATION STATIQUE
Sang Urines
Paramètres mmol/L mg/L Paramètres mmol/j mg/j
Calcémie 2,2-2.6 90-105 Calciurie 2, 5-10 100-300
Calcium ionisé 1.17-1.30 45-52
Phosphatémie 0.8-1.45 25-45 Phosphaturie 20 - 45 650-1400
Marqueurs du remodelage osseux
Phosphatase alcaline hydroxyprolinurie
Propeptide C-terminal du procollagène I Pyridinolines
Ostéocalcine Télopeptides C et N-terminaux
Facteurs de régulations du métabolisme phospho-calcique
PTH AMPc total
Calcitonine AMPc néphrogénique
25 OH Vit D3
AMPc
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16. Paramètres Méthodes de dosage
Calcium: Spectrophotométrie d’absorption atomique
Sérum ou plasma hépariné Potentiométrie
Urine de 24 heures Colorimétrie
Calcium ionisé Potentiométrie
Phosphates (plasma, urines) Colorimétrie
Phosphatase alcaline Colorimétrie
B- EXPLORATION DYNAMIQUE
Epreuve à la PTH exogène : Ce test consiste en l'administration de PTH. Il
permet de différencier l'hypoparathyroïdie dans la laquelle la sécrétion de
PTH est diminuée et la pseudohypoparathyroïdie où il existe une insensibilité
des organes cibles à la PTH associée à une sécrétion normale.
Test de PAK : Ce test est utilisé chez les sujets présentant une hypercalciurie
avec lithiase rénale d'étiologie non étiquetée. Il consiste à comparer la
calciurie de base à une calciurie après administration de calcium et permet de
différencier une hypercalciurie d'origine rénale ou digestive.
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17. II- ANOMALIES DU METABOLISME
PHOSPHO-CALCIQUE
A- VARIATIONS PATHOLOGIQUES DU CALCIUM
A.1- HYPERCALCEMIES
Calcémie > 2,55 mmol/l associée à une protidémie normale.
Signes cliniques:
- digestifs (anorexie, nausées, vomissements)
- neurologiques (asthénie physique, psychique voire coma)
- cardiovasculaires (troubles du rythme, hypertension)
Étiologies :
- hypercalcémie néoplasique (60 % des cas)
- hypercalcémie non néoplasiques (40 % des cas)
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18. NEOPLASIQUES NON NEOPLASIQUES
• Tumeur solides (cancer du sein, PTH augmentée :
cancer du poumon, de la thyroïde et du - hyperparathyroïdie
rein, myélomes multiples) à l’origine
d'une ostéolyse locale PTH normale ou abaissé :
- l’ intoxication à la vitamine D,
- la sarcoïdose de Besnier-
• Sécrétion par les cellules Boeck-Shaumann avec sécrétion
carcinomateuses de la tumeur d'un de calcitriol par les cellules
peptide PTH like (Kc larynx, sarcoïdiennes,
pharynx, poumon, col utérin, vulve, - la maladie des buveurs de lait
peau, rein, vessie, ovaire). - certaines hyperthyroïdies,
- l'immobilisation prolongée
Hypercalcémie
↓ PTH et de calcitriol
A.2- HYPOCALCEMIES
Calcémie inférieure à 2,25 mmol/l pour une protidémie normale.
Signes cliniques: hyperexcitabilité neuromusculaire avec au maximum une
tétanie.
Etiologies :
1-Extraparathyroïdiennes,
2-Parathyroïdienne
3-Pseudoparathyroïdienne
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19. 1- Hypocalcémies extraparathyroïdiennes:
- Les défauts d'apport en calcium (assez rare dans les pays européens)
- les carences en vitamine D: ostéomalacie chez l'adulte, rachitisme chez
l'enfant.(vitamino-sensibles ou vitamino-résistants)
- Insuffisance rénale.
2- Hypocalcémies parathyroïdiennes
- hypoparathyroïdie primitive idiopathique (de cause inconnue)
- hypoparathyroïdie chirurgicale après ablation des parathyroïdes.
- déficit de sécrétion de PTH
3- Hypocalcémies pseudoparathyroïdiennes
- sécrétion d'une hormone dépourvue d'action périphérique..
B- VARIATIONS PATHOLOGIQUES DE LA PHOSPHOREMIE
B.1- HYPERPHOSPHOREMIES
• Insuffisance rénale: diminution de la filtration
• Maladies endocriniennes (hypoparathyroïdie, diabète grave)
• Intoxication à la vitamine D
• Suites immédiates de fractures multiples.
B.2- HYPOPHOSPHOREMIES
• Hyperparathyroïdie en l'absence d'insuffisance rénale
• Ostéomalacies
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20. CONCLUSION
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