Cours 13 : Le métabolisme phosphocalcique · 2019. 11. 12. · Ronéo 7, UE8, Cours 13 3/18 Le calcium et le phosphore sont les principaux constituants de l’os. Ce dernier joue

Ronéo 7, UE8, Cours 13 1/18

UE8 : Nutrition

Pr Caroline Schmitt

Le 08/11/2019 de 13h30 à 15h30

Ronéotypeuses et Ronéoficheuses : Eva Mussou et Julie Peyrot

Cours 13 : Le métabolisme phosphocalcique

La prof n’aura pas le temps de relire la ronéo.

Les points importants du cours sont les caractéristiques du calcium et du phosphore, les 3 sites de régulation, les

hormones régulatrices, les causes et les signes des maladies. Elle n’interrogera pas sur les détails du cycle du

calcium mais seulement le fonctionnement général.


PLAN DU COURS :

I) Calcium et Phosphore de l’organisme

1- Rôles

2- Besoins

3- Répartition dans l’organisme

4- Cycles

II) L’homéostasie phosphocalcique

1- Les sites de régulation

2- Les hormones régulatrices

III) Pathologie du métabolisme phosphocalcique

1- Variations pathologiques du calcium

2- Variations pathologiques de phosphore

3- Perturbations du métabolisme osseux


Le calcium et le phosphore sont les principaux constituants de l’os. Ce dernier joue par conséquent un rôle

majeur dans le métabolisme phosphocalcique. En effet, en se renouvelant, l’os va libérer du calcium et du

phosphore : il est le réservoir de l’organisme en calcium et phosphore.

I) Calcium et phosphore dans l’organisme

1) Rôles

Le calcium, sous forme Ca2+

et le phosphore, PO43-

, sont les principaux constituants de la partie minérale de

notre squelette. La solidité de l’os est due à des cristaux d’hydroxyapatite constitués de calcium et de phosphore.

Cependant, ces 2 composants de l’os ont d’autres fonctions, différentes de la constitution osseuse.

Calcium

Le calcium joue un rôle dans l’excitabilité neuromusculaire :

- au niveau des synapses, le calcium va créer un flux entrainant la conduction du signal suivie de la

libération de neurotransmetteurs.

- mais aussi au niveau de la contraction musculaire, en se liant aux protéines des fibres musculaires.

De plus, dans la cellule, le calcium a un rôle de 2nd

messager. Il existe donc des voies de signalisation

dépendantes du calcium.

la prof a précisé que l’exemple et le schéma n’étaient pas à retenir

Le calcium est également un cofacteur de plusieurs enzymes impliquées dans la coagulation sanguine.

Le calcium a donc des rôles extrêmement variés et importants ce qui engendre des conséquences pathologiques

en cas de variations du taux de calcium.

Phosphore (sous forme de phosphate PO43-

)

Le phosphore, en plus de sa fonction osseuse, est un constituant important de nombreuses molécules

biologiques telles que l’ATP (Adénosine Triphosphate), les acides nucléiques ADN et ARN (1

phosphate par nucléotide) ou encore les phospholipides (lipides qui constituent la membrane des

cellules).

Ici, il s’agit du récepteur à la sérotonine. La

sérotonine vient se lier à son récepteur couplé

aux protéines G (RCPG) entrainant l’activation

de la Phospholipase C (PLC). La PLC clive

alors des phospholipides de la membrane

(phosphatidylinositols) puis elle est elle-même

clivée en 2 parties : en DAG (diacylglycérol) et

en IP3 (inositol triphosphate). L’IP3 libéré va

venir ouvrir les canaux calciques de la

membrane du réticulum endoplasmique (RE) en

se fixant dessus. Le RE, contenant un stock

important de Ca2+

, va libérer du calcium dans le

cytosol. Cette libération sera le signal

permettant d’activer, par le calcium jouant un

rôle de 2nd

messager, d’autres enzymes comme la

Protéine Kinase ou d’autres phospholipases

telles que la A.


Il est également impliqué dans la régulation des protéines de par le mécanisme réversible de

phosphorylation qui nécessite l’action de kinases (ajout d’un phosphate) et de phosphatases (retrait

d’un phosphate).

Enfin, il a un rôle dans le maintien du pH sanguin autour de 7,35 : il participe donc au pouvoir

tampon. HPO24-

H2PO4-

2) Besoins

Calcium : chez l’adulte, les besoins quotidiens en calcium sont d’environ 1g/j. Chez les enfants, les

adolescents (pour la croissance) et les personnes âgées, ils sont plus importants et sont d’1,2g/j. En Europe,

ces besoins sont largement couverts par l’alimentation, essentiellement par les produits laitiers tels que le

lait ou le fromage.

Phosphate : chez les adultes : 1g/j ; chez l’enfant, la femme enceinte ou allaitant : 1,2-1,4 g/j. Ces besoins

sont également couverts par une alimentation « normale » et les principaux apports sont faits par le lait, les

œufs, la viande et les céréales.

3) Répartition dans l’organisme

Pour un individu de 70kg, le calcium représentera 1kg tandis que la masse de phosphate sera de 600g.

Forme :

- Dans l’os : dépôt sur la trame protéique sous forme de cristaux d’hydroxyapatite Ca5(PO4)3(OH),

il s’agit de la partie minérale, cristaline de l’os.

- Dans le plasma : calcémie (concentration de calcium dans la sang) normale est comprise entre 2,20-

2,60 mmol/L (ces limites sont étroites). Le calcium dans le sang est sous 3 formes :

Forme ionisée = forme physiologiquement active, libre (ex : rôle de 2nd

messager) = Ca2+

qui correspond

à 50% de la fraction totale de calcium dans le sang, qui est filtrable au niveau rénal et qui correpond à la

forme régulée par les hormones.

Calcium complexé sous forme de sels (citrates,…), forme inactive qui risque de précipiter en cas

d’augmentation de sa concentration qui représente en situation physiologique 10% de la fraction totale.

Calcium lié aux protéines (albumine essentiellement de par des liaisons ioniques entre les charges

négatives de l’albumine et celles positives des ions calcium), forme inactive, non ultrafiltrable qui

représente 40% de la fraction totale de calcium plasmatique.

Interpréter les valeurs de calcémie :

Deux facteurs influent sur la calcémie : les variations de pH et la concentration en protéines plasmatiques

(hypo- ou hyperalbuminémie).

L’albuminémie (valeur normale = 40g/L) : du fait de l’existence de cette forme liée aux protéines inactive,

il faut tenir compte du taux de protéines et plus précisement de celui de l’albumine du patient lors de

l’interprétation de la calcémie d’un bilan de biochimie (car lorsque l’on mesure la calcémie on mesure


la forme libre/active et celle liée/inactive en ne tenant pas compte du calcium complexé qui est considéré

comme négligeable) : « calcémie » dosée au laboratoire = calcium plasmatique total. En effet, si la

concentration en albumine augmente, la forme liée augmente et la calcémie totale aussi. Or, seul le

calcium libre nous interesse lors de l’interprétation de la calcémie. Il existe donc une formule permettant

de s’affranchiser des variations de concentration de l’albumine. On parle de calcémie corrigée :

- Patient 1 : calcémie et albuminémie normale → absence de problème, sa calcémie corrigée (= 2 ,45

mmol/L) est normale. - Patient 2 : valeur de la calcémie a priori normale mais hypoalbuminémie donc fraction liée à

l’albumine diminuée. Avec la formule, on observe une calcémie corrigée élévée (2,80 mmol/L) car,

puisque la fraction liée est diminuée, la fraction libre/active est augmentée → hypercalcémie. - Patient 3 : calcémie et albuminémie basse mais lorsque l’on corrige, on trouve une calcémie corrigée

normale (2,26 mmol/L) → c’est la forme liée qui est diminuée de par la concentration basse en

albumine et non la forme active/libre.

Variations de pH : absence de variations de la calcémie totale

- Diminution pH sanguin (patient en acidose) : la charge des protéines plasmatiques est modifiée →

l’abumine va perdre des charges négatives ce qui entraîne une détérioration de la liaison

albumine-calcium → augmentation de la fraction libre.

- Augmentation pH sanguin (patient en alcalose) : albumine gagne des charges négatives →

déplacement de la forme ionisée vers la forme liée → diminution de la fraction libre. Le patient

aura tous les signes d’une hypocalcémie comme une tétanie (même si la valeur de la calcémie

totale sera normale sur le bilan biochimique).

Les phosphates existent sous 2 formes dans le sang :

La partie organique qui est impliquée dans les molécules biologiques (ATP, phospholipides,…) mais qui

n’est pas régulée.

La partie inorganique Pi = PO43-

= phosphatémie ou phosphorémie (taux de phosphates dans le sang) qui

correspond à la fraction régulée sanguine. 90% sous forme libre, active et 10% liée aux protéines. Valeurs

comprises entre 0,8 et 1,6 mmol/L.

Exemples :

Calcémie corrigée = calcémie mesurée + (40 – albuminémie)/40

CONCLUSION : lorsque l’on

interprête un bilan de calcémie, on

regarde 2 facteurs : la quantité de

protéines (albumine) et les variations

de pH (pour les patients en

réanimation possibilité de doser

directement le calcium libre).


4) Cycles (sur 24h chez un adulte)

Cycle du calcium sur 24h : Comme vu précedemment, les besoins en calcium sont d’1g/j.

Dans le tube digestif, 400mg du calcium ingéré sera absorbé tandis que 600mg vont être éliminés

dans les selles → le rendement d’absorption est bas car l’organisme ne va absorber que ce dont il a

besoin.

Parallèlement, 160mg vont être sécrétés dans le tube digestif par diffusion entre les cellules

digestives et vont également être éliminés dans les selles. On retrouve donc dans les selles 160 +

600 mg soit 760mg.

Les 400mg absorbés vont se distribuer dans le sang et dans les liquides extracellulaires et vont

participer à la synthèse du tissu osseux (= accrétion) grâce à l’action des ostéoblastes.

Ainsi, sur les 400mg absorbés, 320mg vont participer à l’accrétion osseuse et la même quantité de

calcium va provenir de la destruction osseuse (= résorption osseuse) par les ostéoclastes. Il y a

donc un équilibre entre la formation et la destruction du squelette → renouvellement

physiologique continu (pathologie s’il y a plus de résorption que d’accrétion).

Enfin, 400mg de calcium seront éliminés dans les urines. Cette quantité correspond à la quantité

absorbée dans la journée → bilan nul, il y a autant d’entrées que de sorties chaque jour lorsque

tous les mécanismes de régulation hormonale (au niveau du tube digestif, des reins et des os)

fonctionnent.

Il y a donc un renouvellement du stock de calcium (environ 1kg) sans surplus afin de maintenir

la calcémie entre 2,2 et 2,6 mmol/L.

Cycle du phosphore sur 24h : comme pour le calcium, il y a un bilan équilibré

1g de phosphore est

ingéré via l’alimentation.

700mg sont absorbés

par les entérocytes donc 700mg sont

éliminés par les urines (bilan nul).

300mg seront

éliminés dans les selles (absence

d’absorption).

Ainsi, ces

mécanismes de régulation des entrées

et des sorties permettent le maintien

d’un stock de 600mg de phosphore

dans l’organisme.

La prof a précisé qu’elle ne nous interrogera pas de façon précise sur ces schémas, elle veut surtout que l’on

retienne que ce sont des bilans équilibrés.


II) L’homéostasie phosphocalcique

Le calcium et le phosphore ayant des rôles essentiels dans l’organisme et il est nécessaire de maintenir la

concentration de calcium ionisé dans des limites étroites (2,2-2,6 mmol/L). Il existe donc des mécanismes de

régulation permettant d’éviter de potentielles situations pathologiques.

Ces 2 métabolismes sont liés car il existe des risques de précipitation (en fonction de leur concentration

respective l’un par rapport à l’autre) les rendant insolubles → grande insolubilité du phosphate tricalcique. De

plus, ils dépendent des mêmes hormones qui portent à la fois sur l’entrée intestinale et la sortie rénale.

Ainsi, l’absorption intestinale, l’élimination rénale et le métabolisme osseux (squelette = réserve rapidement

mobilisable de calcium et de phosphate) régulent les entrées et les sorties tout en permettant le maintien de

l’homéostasie phosphocalcique et la minéralisation optimale du squelette.

Il y a donc 3 organes impliquées dans la régulation : l’intestin (absorption), les reins (élimination) et les os

(réserves). Cette régulation est principalement assurée par 3 hormones : la parathormone (PTH), la calcitonine et

la vitamine D3.

1- Les sites de régulation

L’intestin : absorption

L’absorption du calcium

- se fait majoritairement au niveau du duodénum

- est contrôlée par la vitamine D3 qui favorise cette absorption

- est augmentée lorsque le pH est acide

- est diminuée lorsqu’il y a une précipitation du calcium dans le tube digestif (TD) due un excès

de phosphates, présence de phytates (céréales complètes), présence d’oxalates (thé, cacao,

amandes, haricots verts…)

Le calcium libre, présent dans la lumière du TD, est

absorbé dans les entérocytes via un transporteur. Il va

alors se lier à la protéine CaBP (Calcium Binding

Protein) puis il va sortir vers le sang par une pompe ATP

dépendante. La vitamine D va favoriser l’absorption

augmentant l’expression de ces 3 protagonistes.

A l’inverse le cortisol va diminuer cette absorption.

Il existe un 2ème

mécanisme qui n’est pas régulé : la

diffusion passive paracellulaire (entre les entérocytes).

C’est cette voie qui permet également la sécrétion de

calcium par le TD.


Interprétation des schémas :

Il existe des mécanismes qui permettent que l’on absorbe que ce dont l’organisme a besoin. En effet, si l’on

augmente les apports en calcium par l’alimentation, l’absorption nette de calcium va augmenter mais pas de

manière proportionelle aux variations d’apports afin d’éviter l’hypercalcémie. Tout d’abord, nous pouvons

observer sur la première partie des graphiques que l’absorption nette en calcium (= apports – élimination fécale)

exprimée en mmol/kg/j est négative. Cela signifie que les apports sont insuffisants et que l’élimination fécale est

supérieure aux apports → marque un état de carence. Ensuite, nous pouvons voir que pour un apport de 1g de

calcium, 400mg seront absorbés (40% des apports sont absorbés) alors que pour un apport de 2,1g de calcium,

l’absorption n’est que de 420mg (soit 20% des apports). Par conséquent, en dépit d’une multiplication par 2 des

apports, l’absorption n’est augmentée que de 20mg. Ces observations permettent de mettre en avant l’existence de

mécanismes diminuant l’absoprtion et maintenant la calcémie. En effet, s’il y a une augmentation des apports, il

y aura une légère augmentation de la calcémie engendrant diminution de la sécrétion de PTH (= hormone

hypercalcémiante) et une baisse de la production de vit D permettant une diminution de l’absorption intestinale

de calcium.

→ Une augmentation des apports n’entraîne pas une augmentation proportionelle de l’absorption.

L’absorption du phosphore

- se fait majoritairement dans le jéjunum et l’iléon

- est dépendante de la vitamine D

- mais cette absorption est moins régulée que celle du calcium → l’absorption augmente si les

apports alimentaires augmentent (si on double les apports en phophore, on double son

absorption)

- Il existe donc un autre mécanisme au niveau du rein qui permet de réguler cette augmentation de

phosphore.

Le rein : élimination régulée (contrairement à celle par les selles)

Elimination du calcium

- si calcémie normale : 95% du calcium filtré est réabsorbé et 5% sera éliminé dans les urines

- si calcémie basse : 100% est réabsorbé

- si calcémie élevée : 50% réabsorbé, 50% éliminé

→ Le rein joue un rôle important dans la régulation de la calcémie.

Cette réabsorption rénale se fait au niveau du

glomérule. La majorité (50-60%) de la quantité

réabsorbée se fait au niveau du tube contourné

proximal, 20-25% au niveau de la branche

ascendante de l’anse de Henlé et 10% au

niveau du tube contourné distal (TCD).

La PTH, hormone hypercalcémiante, va

activer la réabsorption de calcium tandis que la

Calcitonine l’inhibe, elle est hypocalcémiante

(elle augmente la calciurie). Ces 2 hormones aux

effets opposés agissent au niveau du TCD.


Elimination du phosphore

- 90% des Pi filtrés sont réabsorbés

- MAIS il existe un TmPi (taux maximal de réabsorption) qui permet de réguler la phosphorémie. Si

on dépasse ce seuil, tout sera éliminé dans les urines.

- Sa réabsorption est régulée par la PTH qui diminue la réabsorption de phosphore

(hypophosphorémiante).

L’os : la réserve

- L’os a 2 fonctions : une mécanique (le squelette est la charpente du corps) et une métabolique (le

squelette est un réservoir de calcium et de phosphore).

- L’os n’est pas un tissu inerte mais vivant : il se renouvelle en permanence tout au long de la vie.

Ce renouvellement est indispensable pour que l’os reste solide → Un dérèglement du

remodelage osseux est la cause de nombreuses maladies de l’os.

- L’os est constitué d’une partie protéique riche en collagène (de type 1 sutout) correspondant au

tissu ostéoïde et d’une partie minérale (calcium, phosphore) organisés en cristaux

d’hydroxyapatite. Ce sont ces cristaux qui sont à l’origine de la solidité de l’os. L’action de la

PAL (phosphatase alcaline), synthétisée par les ostéoblastes, permet de retrouver des inclusions

d’hydroxyapatite dans la trame protéique en précipitant le calcium et le phosphore. Au sein de

l’os, comme dans tout tissu de l’oganisme, on retrouve des cellules vivantes, des vaisseaux et des

nerfs.

- Le remodelage osseux est permis par 2 types cellulaires : les ostéoblastes et les ostéoclastes.

dans un premier temps, les ostéoclastes, qui sont des cellules plurinuclées (ressemblant à

des macrophages), vont détruire l’os anscien en creusant des lacunes → phénomène de

résorption osseuse.

ensuite, les ostéoblates vont fabriquer un os nouveau en comblant de protéines les lacunes

(formation osseuse) par la synthèse de collagène et de PAL. Ce tissu osseux jeune appelé

ostéoïde va ensuite se calcifier (minéralisation osseuse).

2- Les hormones régulatrices

a) La Parathormone (demi-vie très courte ≤ 5min)

Ce schéma est un exemple de remodelage osseux

1. on retrouve de l’os avec à sa surface des

cellules quiescentes. 2. lorsque l’os doit être renouvelé, il y a une

activation de ces cellules qui vont se

transformer en ostéoclastes. Ces derniers

vont alors commencer la résorption

osseuse. 3. puis les ostéoblastes vont à leur tour être

activés et vont synthétiser un tissu mou

constitué de protéines : les tissus ostéoïdes. 4. enfin, après l’action de la PAL, on obtient

un tissu osseux jeune et minéralisé.

Ce mécanisme de remodelage dure quelques mois.


La PTH synthétisée au niveau des 4 glandes

parathyroïdiennes sous forme de précurseur

inactif (Pré-pro-PTH de 115 AA) qui va lui-

même subir un clivage pour former la Pro-

PTH (90 AA). Celle-ci va être sécrétée dans le

sang sous forme d’un peptide actif de 84 AA

appelé PTH intacte. Elle subit par la suite

d’autres protéolyses/clivages au niveau du foie

et du rein formant le fragment N-terminal (de

34 acides aminés) qui est le fragment actif. Les

fragments actifs vont ensuite se lier à leurs

récepteurs.

Les glandes parathyroïdiennes sont activées et vont sécréter de la PTH en cas de diminution de la

concentration en calcium ionisé plasmatique. Au niveau de l’os, la PTH augmente la résorption ostéoclastique

(excès de PTH est pathologique pour l’os puisqu’elle va puiser du calcium et du phosphore dans les réserves du

squelette), au niveau du rein (TCD) elle augmente la réabsorption du calcium et diminue celle du phosphate.

Cependant, elle n’a pas d’action directe sur le tube digestif, elle va agir par l’intermédiaire de la vit D

puisqu’elle augmente sa production. La PTH est donc une hormone hypercalcémiante et hypophosphorémiante.

b) La Calcitonine (action moins importante avec des variations de concentration moins nocives

pour l’organisme)

La calcitonine est une hormone peptidique de 32 AA

synthétisée sous forme de pro-hormone par les cellules C

de la thyroïde (cellules parafolliculaires). Sa sécrétion

est activée par une hypercalcémie, elle n’agit pas sur

l’absorption intestinale mais a une action inverse de la

PTH en diminuant la résorption de l’os et en

diminuant la réabsorption rénale de calcium (elle

n’agit pas sur le phosphore). Elle a donc des effets

opposés à la PTH. Il s’agit donc d’une hormone

hypocalcémiante.


c) La vitamine D

La vitamine D est retrouvée dans notre organisme sous plusieurs formes :

- Inactive, appelée cholécalciférol (vitamine D3) qu’on retrouve dans certains aliments (huiles de foie

de poisson, produits laitiers) ;

- Précurseur de la vitamine D (7-déhydrocholestérol de la peau), retrouvé dans l’alimentation (jaune

d’œuf, poisson, lait) ;

- Biosynthèse à partir du cholestérol. Le cholestérol a 4 cycles, pour former la vitamine D il faut ouvrir

un des cycles. L’ouverture se fait par une réaction appelée la photolyse, elle nécessite une réaction

chimique à l’aide des ultra-violets. Il est donc nécessaire de supplémenter les enfants et les personnes

âgées en vitamine D car ils s’exposent moins au soleil (les ampoules de vitamine D contiennent la

forme inactive).

Afin de passer de la forme inactive à la forme active le cholécalciférol va subir deux hydroxylations :

- 1er

hydroxylation par la 25-hydroxylase (l’hydroxylation s’effectue sur le carbone 25) : dans le foie on

obtient la 25-hydroxyle vitamine D3 qui est inactive;

- 2ème

hydroxylation par la 1--hydroxylase (l’hydroxylation s’effectue sur le carbone 1) : dans le rein

on obtient le 1,25-dihydroxyle vitamine D3 ou calcitriol qui est la forme active de la vitamine D. Cette

étape est régulée. Chez les insuffisants rénaux la 1--hydroxylase est déficiente, la vitamine D active

est donc moins bien synthétisée.

Le calcitriol a pour rôle :

- Dans l’entérocyte : l’augmentation des transporteurs de la protéine qui lie le calcium et de la pompe

calcium. C’est donc la vitamine D qui augmente l’absorption intestinal du calcium ainsi que des

phosphates ;

- Dans l’os : la vitamine D va activer la résorption osctéoclastique de l’os ancien ainsi que sa

minéralisation. Son action est plus bénéfique que celle de la PTH car elle s’effectue sur de l’os ancien

ce qui est plus efficace pour le squelette ;

- Dans le rein : elle n’a pas d’action.


d) Les autres hormones

Les œstrogènes augmentent l’absorption

intestinale du calcium et augmente la synthèse

protéique. Au moment de la ménopause, il y a

une baisse des œstrogènes donc de l’absorption

intestinal du calcium et une résorption osseuse

importante.

Le cortisol baisse la minéralisation de l’os et

diminue la synthèse protéique du collagène au

niveau de l’os. Les effets du cortisol fragilisent

l’os, dans certaines situations comme la prise

d’un médicament ou dans le syndrome de

cushing où les surrénales produisent beaucoup de

cortisol, il y a une ostéoporose secondaire de l’os

dû à l’excès de cortisol.

Mécanismes de régulations généraux :

Cas d’une calcémie basse (hypocalcémie) : sécrétion de PTH qui agit sur la résorption de l’os en libérant du

calcium et du phosphore, augmentation de la réabsorption rénale du calcium et diminution celle de phosphore.

La PTH active la 1--hydroxylase et favorise la forme active de la vitamine D, la vitamine D agit sur

l’augmentation intestinal du calcium et du phosphore. Tous ces mécanismes contribuent à augmenter la calcémie.

La vitamine D favorise la minéralisation de l’os et en retour la vitamine D inhibe la sécrétion de PTH. Une fois que

la calcémie normale est rétablie on arrête la sécrétion de PTH (rétrocontrôle de la vitamine D).

Cas de l’hypercalcémie : inhibe la sécrétion de PTH.

III) Pathologies du métabolisme phosphocalcique

1) Variations pathologiques du calcium

Les concentrations physiologiques en calcium sont comprises entre 2,20-2,60 mmol/L.

Régulation de la 1--hydroxylase :

En cas d’hypocalcémie la 1--hydroxylase est

activée afin d’augmenter l’absorption intestinal,

la PTH favorise la 1--hydroxylase. Une

hypophosphatémie va aussi agir sur la 1--

hydroxylase. A l’inverse l’hypercalcémie, la

calcitonine et l’hyperphosphatémie vont inhiber

l’enzyme, il y a aussi un rétrocontrôle de la

vitamine D active sur l’hydroxylation.


L’hypercalcémie

Elle est marquée par un taux de calcium supérieur à la normale.

Signes cliniques : cliniquement les signes sont peu spécifiques (vomissement, fatigue, hypertension : qui sont

communs à d’autres pathologies), il est souvent nécessaire de faire un bilan général. Il peut y avoir des signes

digestifs (anorexie, nausées, vomissement),

des signes neurologiques (asthénie physique et psychique) ainsi que des signes cardio-vasculaires (troubles du

rythme, hypertension).

Lorsque l’hypercalcémie est très élevée (calcium supérieur à 3,5mmol/L) cela peut entrainer la mort du patient par

fibrillation ventriculaire. C’est une situation très rare.

Étiologies :

Dans 60% des cas l’hypercalcémie est néoplasique (prolifération cellulaire comme dans les cancers) :

- Soit par ostéolyse locale (10% des hypercalcémie néoplasique) provoquant des cancers qui détruisent

l’os. Ils vont former des métastases aux niveaux des os (sein, poumon, rein, thyroïde), le tissu tumoral

va aller sur l’os et le détruire. Il existe aussi une maladie, la maladie de Kahler, qui est un myélome

dû à une hémopathie (maladie du sang). Dans ce myélome les lymphocytes B vont sécréter une

immunoglobuline monoclonale qui active des cytokines qui vont à leur tour activer les ostéoclastes

détruisant l’os.

- Soit par sécrétion d’un peptide PTH-like (50% des hypercalcémie néoplasique). Il existe des cancers

où la tumeur ne détruit pas directement l’os mais sécrète une hormone qui ressemble à une PTH

(mêmes effets physiologique), c’est la PTHrp (ou PTH like). La PHT like échappe à toute régulation

entraînant une hypercalcémie en détruisant l’os.

Dans 40% dans autres cas l’hypercalcémie n’est pas due à un cancer. Elles peuvent être due à :

- une hyperparathyroïdie primaire (25% des cas), les raisons ne sont pas très bien connue;

- une intoxication à la vitamine D due à un surdosage (augmentant de l’absorption intestinal en

calcium) ;

- le syndrome des buveurs de lait (les personnes atteintes d’un ulcère à l’estomac soulageait la douleur

par le lait, même si les mécanismes de régulation du calcium sont actifs, la quantités de lait restait trop

importante) ;

- une immobilisation prolongé active les ostéoclastes.

L’hypocalcémie

Signes cliniques : L’hypocalcémie pathologique est due à une chute brutale de la calcémie. Contrairement à

l’hypercalcémie, l’hypocalcémie à un signe clinique spécifique qui est la crise de tétanie (signe d’hyperexcitabilité

neuromusculaire), les muscles se contractent avec la formation de la « main d’accoucheur ». Les troubles de la

contractions musculaires ainsi que ceux de la conduction (dans l’hypercalcémie) sont dû à une modification au

niveau des neurones. En effet le calcium confère des charges positives à l’extérieur des neurones, si le nombre de

charge est modifié (en plus ou en moins), on modifie la dépolarisation et donc le signal électrique.

Étiologies :

L’hypocalcémie peut être extraparathyroïdienne :

- En Europe, les besoins en calcium sont largement couverts par l’alimentation. Cependant, dans certains

pays il peut y avoir des défauts d’apports, notamment la malnutrition et la sous-nutrition ;

- Elle peut être due à un déficit en vitamine D, appelé ostéomalacie chez l’adulte et rachitisme chez

l’enfant. Le déficit en vitamine D est souvent dû à une carence d’apport chez l’enfant (malnutrition) et


chez l’adulte, en particulier les personnes âgées, provoqué par à un manque d’exposition au soleil et

l’absence de supplémentation en vitamine. Le tissu est insuffisamment minéralisé donc beaucoup

moins rigide. La carence en vitamine D peut être due à un défaut d’absorption, comme dans les

maladies cœliaques et l’alcoolisme.

- L’insuffisance rénale causé par un déficit en 1- hydroxylase baissant la quantité de vitamine D

active ;

- Dans le cas d’une pancréatite aiguë car il y a une diminution en suc pancréatique, les acides gras vont

s’accumuler dans le sang.

Elle peut aussi être parathyroïdienne, les glandes parathyroïdiennes ne produisent pas suffisamment de PTH. Elle

peut être d’origine primitive (cause inconnu) ou d’origine chirurgicale, cette cause est plus fréquente que celle

d’origine primitive. Les personnes ayant des adénomes sur la thyroïde se font opérer pour le retirer, cependant si

l’adénome est trop important il possible que l’on retire aussi la thyroïde ainsi que les glandes parathyroïdiennes. Il

faut donc supplémenter les patients en calcium car ils ne secrètent plus de PTH.

L’hypocalcémie peut finalement être pseudo-parathyroïdienne. C’est une maladie génétique, la maladie

de Albright, la glande parathyroïdienne ainsi que la sécrétion de PTH sont normales. Le problème vient de la voie

de signalisation dans les organes cibles, la PTH se fixe à son récepteur mais il n’y a pas de réponse à cause d’un

défaut en protéine G.

Récepteur sensible au calcium (CaSR)

Dans les pathologies liées au calcium il y a un récepteur qui peut intervenir, le récepteur sensible au calcium

(CaSR : Calcium Sensor), c’est un récepteur couplé à une protéine G. Sa partie extra cellulaire lie le calcium, le

récepteur s’active uniquement lorsqu’il y a trop de calcium dans le sang. Ils agissent sur le rein et les glandes

parathyroïdes.

- Dans le rein, si on a trop de calcium le récepteur permet d’agir sur le taux de réabsorption de calcium.

Si la calcémie est augmenté, 50% du calcium va être absorbé et 50% va être éliminé au lieu de 95%

réabsorbé. C’est grâce à ce mécanisme, le CaSR, que l’on évite d’absorbé du calcium lorsque la

quantité est suffisante. Si on absorbe moins, on augmente la calciurie (calcium dans les urines) ;

- Dans les parathyroïdes, lorsque la calcémie augmente, les CaSR sont sensible à cette augmentation,

on arrête la sécrétion de PTH.

Il existe des mutations dans le gène qui code pour les récepteurs CaSR, entrainant des pathologies :

- Mutation inactivatrice du gène CASR (autosomique dominant) entraînant une hypercalcémie

hypocalciurie familiale ou hypercalcémie familiale bénigne. L’individu à souvent une absence de

symptômes ou juste des signes d’asthénies (fatigue). Comme le calcium sensor fonctionne moins bien,

à 50% environ (un allèle muté), on aura une augmentation du calcium mais il n’y aura pas de freinage

de la PTH car les CaSR ne fonctionnent pas normalement. D’autre part, la calciurie sera basse, ce qui

est inappropriée car en situation normal lorsque la calcémie est haute on doit augmenter l’élimination

de calcium dans les urines, on ne compense pas car la réabsorption rénale n’est pas inhibée.

- Il existe des formes grave d’hyperparathyroïdie primitive sévère, c’est le cas des individus ayant

hérités des deux mutations inactivatrices, il a une forme homozygote. C’est une forme

d’hypercalcémie sévère néonatale, les signes cliniques apparaissent dès la naissance. Dans ce cas le

CaSR est complétement inactivé.

- Mutations activatrices du gène CaSR (autosomique dominant) causant une hypocalcémie

hypercalciurique. La réabsorption rénale ainsi que la sécrétion de PTH sont trop inhibés.


2) Variations pathologiques du phosphore

La phosphorémie est comprise entre 0,80 et 1,60 mmol/L.

Hyperphosphorémies

Signes cliniques : Il n’y a pas de signes cliniques spécifique, cependant il peut y avoir une calcification dans les

reins des lithiases rénales (présence de calculs rénaux).

L’étiologie des hyperphosphorémies sont :

- L’insuffisance rénal, on a une diminution de filtration glomérulaire ce qui veut dire qu’on va

beaucoup moins éliminer les phosphores dans les urines, le phosphore reste dans le sang ;

- L’hypoparathyroïdie : la PTH va diminuer la réabsorption de phosphore, si on a moins de PTH la

réabsorption rénale va augmenter ;

- La résistance à la PTH (maladie de Albright) ;

- consommation excessive de vitamine D, puisque la vitamine D augmente l’absorption intestinal de

phosphore.

Hypophosphorémie

On observe des signes cliniques que si elle est très sévère :

- système nerveux centrale : tremblements, irritabilité , confusion et convulsions ;

- faiblesse musculaire ;

- cardiaques : atteinte de la contractilité myocardique ;

- respiratoire : diminution de la contractilité du diaphragme ;

- os : augmentation de la résorption osseuse (destruction de l’os) pour récupérer du phosphore,

ostéomalacie.

Les maladies retrouvées sont :

- L’hyperparathyroïdie qui va augmenter la fuite urinaire du phosphore ;

- Le diabète phosphoré (syndrome de Fanconi), c’est un trouble rénal ;

- Déficit en vitamine D.

-

Désordres du métabolisme phosphocalcique :

Lorsqu’un patient pour lequel on a un bilan qui montre des signes cliniques de perturbation de la calcémie. Il faut

compléter l’exploration pour trouver l’étiologie. Les explorations supplémentaires sont :

- un dosage des protéines, soit plus précisément l’albumine ;

- un taux de calcium ionisé, si le patient qui a des perturbations de son pH (acidose ou alcalose) ;

- la phosphorémie ;

- la mesure de la créatinine plasmatique et urinaire pour avoir une idée de la fonction rénale (un

insuffisant rénal à un taux en vitamine D anormale), cette mesure rend compte de l’élimination de

calcium et de phosphore dans les urines ;

- un électrocardiogramme (ECG) pour voir s’il y a des répercussions au niveau cardiaque ;

- un dosage de la PTH ;

- un dosage de la vitamine D ;

- Pour évaluer les répercussions sur le squelette on peut faire une radiographie osseuse ou une

ostéodensitométrie.

- Pour évaluer les répercussions sur les glandes parathyroïdes, on peut faire une scintigraphie de la

PTH (dosage).


3) Perturbation du métabolisme osseux

1- Ostéomalacie (on parle de

rachitisme chez l’enfant)

Étiologies : Elle est essentiellement due à

une carence en vitamine D et une

insuffisance rénale comme on n’arrive pas

à synthétiser la forme activée.

Signes cliniques : Il n’y a pas souvent de signes cliniques. Chez l’enfant on observe une déformation osseuse, les

jambes sont arquées.

Signes radiologiques : on observe un os avec un défaut de minéralisation, des stries de Looser-Milkman.

Signes biologiques : Ce sont des patients qui sont en hypocalcémie, hypophosphorémie, hypocalciurie et ayant

un taux de vitamine D diminué (hypovitaminose D).

2- Ostéoporose

L’ostéoporose correspond à la perte du tissu osseux (résorption osseuse trop importante).

L’ostéoporose chez la femme âgée est due à plusieurs causes qui vont s’accumuler.

D’abord il y a une baisse de la concentration en œstrogène à la ménopause (les œstrogènes sont bénéfiques pour

l’os, leur baisse implique une augmentation de l’activité de destruction ostéoblastique donc de la perte osseuse).

Le vieillissement aussi entraine une altération de la fonction rénale ce qui va diminuer le taux de vitamine D

active, diminuer la calcémie, augmenter la PTH (qui augmente le résorption osseuse).

Les personnes âgées s’exposent moins au soleil et diminuent leurs apports alimentaires ce qui entraine les

mêmes résultats que l’insuffisance rénale. Finalement avec la vieillesse on observe une diminution de production

des facteurs de croissance qui va encore une fois diminuer l’activité ostéoblastique et donc la formation osseuse.

L’ostéoporose est physiologiquement expliquée par la combinaison de ces phénomènes comme on peut le voir sur

le schéma. Physiologiquement il y a une ostéoporose chez les femmes.

Étiologie :

- chez la femme post-ménopause : 30% des femmes de plus de 60 ans et 50% des femmes de plus de 70

ans ;

- L’ostéoporose secondaire est due à un hypercorticisme iatrogène (syndrome de cushing) ou une

immobilisation prolongée.

Signes cliniques : souvent inaperçus. En effet, le plus souvent on la découvre lors d’une petite chute qui va causer

des fractures importantes ou un tassement vertébral.

Os normal (vert) : la quantité de tissu

calcifié est importante par rapport au

tissu ostéoïde (tissu jeune protéique

non calcifié donc mou). Les cavités

sans os ne prennent qu’un faible

pourcentage.

Os ostéoporotique (rouge), en cas de

résorption osseuse trop importante les

cavités sont de beaucoup plus grande

taille, l’os est donc fragile, il va casser.

Os ostéomalacique (bleu), la cavité est


Signes radiologiques : radiologie on observe une déminéralisation osseuse. En mesurant la densité minérale par

ostéodensitométrie on observe que la quantité d’hydroxyapatite diminue.

Signes biologiques : Il existe des marqueurs biologiques de l’ostéoporose qui sont des marqueurs du collagène

quand on a une destruction de l’os on va libérer du phosphore mais on va aussi détruire la trappe protéique (soit du

collagène). La recherche de ces marqueurs se fait dans le sang ou les urines.

Les marqueurs biochimiques de la résorption osseuse :

- L’hydroxyproline (proline avec un groupement OH) est un acide aminé que l’on retrouve dans le

collagène qui va être libéré lorsqu’on détruit le collagène. Ce marqueur à l’inconvénient d’être peu

spécifique ;

- La pyridinoline et la désoxypyridinoline sont relarguées lorsque le collagène est détruit, leur dosage

se fait dans les urines ;

- Les télopeptides (N et C terminaux) du collagène vont être retrouvé libre dans le sang quand le

collagène est détruit.

Les marqueurs biologiques intéressants pour évaluer l’ostéoporose sont les pyridinolines et télopeptides. Ce sont

les marqueurs de la résorption osseuse.

Dans sa structure le collagène à la particularité de présenter des pompes pyridinoline qui renforcent la structure

entre deux tropocollagènes.

3- La maladie de Paget

Cette maladie est principalement présente chez les personnes âgées. Elle correspond à un remaniement osseux

excessif. Physiologiquement l’os se renouvelle en permanence, mais ici le processus est accéléré et la synthèse se

fait de manière anarchique, en conséquence les os sont déformés.

Étiologies : On ne connait pas bien les causes de la maladie de Paget. On pense cependant que des virus seraient

impliqués ou que la maladie vienne d’une anomalie génétique due à une mutation dans le gène TNFRSF11A

codant pour la protéine Rank (protéine des ostéoclastes).

Signes cliniques : Le plus souvent la maladie est asymptomatique. C’est lorsqu’on commence à avoir une

déformation osseuse ou lors d’une découverte fortuite.

Signes radiologiques : hypertrophie osseuse (bassin, crâne, os long, rachis)

Signes biologiques : le dosage des phosphatases alcaline montre que celle-ci sont beaucoup plus élevées qu’à la

normal.


Documents

Cours 13 : Le métabolisme phosphocalcique · 2019. 11. 12. · Ronéo 7, UE8, Cours 13 3/18 Le calcium et le phosphore sont les principaux constituants de l’os. Ce dernier joue