Il documento tratta dell'importanza di diversi minerali e loro omeostasi, come calcio, fosforo, ferro, rame e magnesio, evidenziando le loro funzioni fisiologiche, inclusi processi di neurotrasmissione, sintesi proteica e coagulazione del sangue. Viene discussa anche l'interazione di ormoni come il paratormone e la calcitonina nella regolazione dei livelli di calcio e fosfato, oltre a condizioni patologiche legate a carenze o eccessi di questi minerali. Infine, vengono menzionati i meccanismi di assorbimento e regolazione del ferro e del rame, insieme alle patologie associate come il rachitismo e la malattia di Wilson.

1. I magnifici 7
Calcio, Fosforo, Ferro, Cloro
Magnesio, Sodio, Potassio

3. Omeostasi del Calcio e del
Fosforo

4. CALCEMIA 10 mg/100ml
FOSFATEMIA 5 mg/100ml

5.  E’ necessario per il mantenimento della normale permeabilità al
sodio delle cellule nervose
 E’ coinvolto nel processo di neurotrasmissione
 E’ coinvolto nell’accoppiamento eccitazione-contrazione nelle
cellule muscolari
 Funziona da segnale intracellulare per alcuni ormoni
 E’ necessario al normale funzionamento di alcuni enzimi
 E’ necessario per i processi di sintesi proteica
 E’ importante nei processi di coagulazione del sangue
 E’ un componente del tessuto osseo
Azioni fisiologiche del calcio

6.  Svolge funzioni di sistema tampone nel compartimento
intracellulare
 E’ un importante costituente di varie macromolecole
quali gli acidi nucleici, i fosfolipidi, alcuni intermedi
metabolici e le fosfoproteine
 E’ un componente del tessuto osseo
Azioni fisiologiche del fosfato

7. CALCIO

8. FOSFATO

9. PARATORMONE PTH
CALCITONINA
1-25 diidrossi-VIT D3

10. PTH 84 aa PARATIROIDI
RENE e OSSA
IPERCALCEMIZZANTE
PARATORMONE

11. Azioni metaboliche
 OSSO mobilizzazione del Calcio
 RENE riassorbimento fosfato
riassorbimento di Calcio
 INTESTINO (1-25 diidrossi-VIT D3)
Assorbimento di Calcio

12. -

13. Liberazione di PTH

15. PTHCALCITRIOLO

16. CALCITRIOLO 1-25 diidrossi-VIT D3
Attivatori della sintesi Ipocalcemia
PTH
Ipofosfatemia
Inibitori della sintesi Calcitriolo
1,25 (OH)2-vitD3 recettore intracellulare
proteine implicate nel metabolismo del Ca2+
CBP-proteina legante il Ca2+
Proteine di trasferimento ???

18. Azione del Calcitriolo
Il recettore del Calcitriolo si
complessa con altri recettori
nucleari (Retinoid-X-receptor
RXR)
Gli eterodimeri si legano al DNA
alle zone RE e modulano
l'espressione genica

22. CALCITONINA
 Cellule C (Tiroide) 32 aa
 RENE eliminazione di Calcio e Fosfato
 OSSO rilascio di Calcio e Fosfato
IPOCALCEMIZZANTE

23. CALCITONINA
La CT ha una azione veloce
ma molto breve nel tempo
La sua funzione è ridurre
prontamente la calcemia
quando avvengono piccoli
aumenti di [Ca2+] sierico

26. L’azione dei glucocorticoidi si esprime in un sostanziale aumento
del riassorbimento osseo e in una diminuzione della osteosintesi.
Gli ormoni tiroidei hanno un effetto catabolico, aumentano la
degradazione del collagene e stimolano il riassorbimento osseo
determinando una riduzione della massa ossea totale, come
confermato dall’incidenza di osteoporosi in pazienti ipertiroidei.
L’ormone somatotropo (GH) agisce direttamente sull’assorbimento
intestinale di Ca2+ e sulla mineralizzazione della matrice causando
un aumento della massa scheletrica.
Estrogeni ed androgeni inibiscono il riassorbimento osseo ed
aumentano l’assorbimento intestinale di Ca2+, la sintesi di vitamina
D3 e la secrezione di calcitonina.

27.  IPERCALCEMIA Iperparatiroidismo
eccesso di Calcitriolo
 IPOCALCEMIA Ipoparatiroidismo
carenza di Calcitriolo

28. PATOLOGIE
 Con il termine di rachitismo si intende un difetto di
mineralizzazione della cartilagine di accrescimento e
dell’osso ancora in formazione, prima della fusione definitiva
delle epifisi
 Il difetto di mineralizzazione dell’osso maturo dell’adulto si
definisce osteomalacia
 Per osteoporosi, invece, si intende un difetto della
composizione dell’osso che riguarda sia la parte organica che
quella minerale

29. OMEOSTASI del FERRO

30. Uomo 40-50 mg
Donna 35-50 mg
Perdita giornaliera 0,9 mg (18 mg)
Funzione Cofattore enzimatico
Coenzimi catena respiratoria
EME

31. Distribuzione del Ferro
nell’organismo
 65% emoglobina
 10% mioglobina
 20-25% deposito (fegato, milza, midollo osseo) come
ferritina ed emosiderina
 0.1-0.5% enzimi intracellulari (citocromi) e in circolo
legato alla transferrina

32. ASSORBIMENTO del FERRO
Nello stomaco il pH acido e l’ ac. Ascorbico dissocia il Fe
dai cibi e lo riduce
(Fe2+, ferroso)
Nel intestino il pH basico lo riossida
(Fe3+, ferrico)

33. ASSORBIMENTO del FERRO

34. 1 mg /day

35. FERRITINA
epatociti, reticoloendoteliali muscolo
Proteina coinvolta nell’ immagazzinamento del Fe3+
Apoferritina e’ formata da 24 subunità (H e L)
Fe3+/polipeptide 3000-4500 di Fe3+

36. TRANSFERRINA
Glicoproteina (fegato) che trasporta il Fe3+ nel sangue;
lega 2 Fe3+
Internalizzazione del Ferro mediata da recettore
(clatrin coated)

39. IRP
Iron Regulatory Proteins
Bassi livelli
di Ferro
IRE Iron
Response
Elements

41. Neurodegenerazione con accumulo di ferro
(NBIA)
 La NBIA include un gruppo eterogeneo di disordini geneticamente
determinati, caratterizzati da deterioramento extrapiramidale progressivo
ed accumulo di ferro a livello dei gangli della base.
 La forma più frequente, che rappresenta approssimativamente circa il 50% di
tutti i casi di NBIA, è la neurodegenerazione associata alla pantotenato
chinasi, o PKAN, causata dalla mutazione del gene PANK2.
 Il PANK2 umano è specificamente localizzato nei mitocondri ed è altamente
espresso nel cervello; Le mutazioni in PANK2 portano a una riduzione dei
livelli di coenzima A e di conseguenza la bioenergetica mitocondriale ed il
rimodellamento delle membrane risultano difettose.


42.  Questo comporta una degenerazione dei tessuti
neuronali suscettibili, tra cui i gangli della base, il
nervo ottico e la retina.
 Il rilascio di ferro libero nel cervello può
promuovere lo stress ossidativo permettendo la
perossidazione lipidica.
 L’accumulo di Ferro cerebrale avviene durante i
processi di invecchiamento, soprattutto nelle aree
principalmente associate all’attività motoria
Neurodegenerazione con accumulo di ferro
(NBIA)

43. RAME
 Il rame viene assorbito nel piccolo
intestino tramite Ctr1, raggiunge il
sangue portale grazie ad ATP7A e
raggiunge principalmente il fegato
(tramite Ctr1); se in eccesso, viene
espulso con bile da ATP7B. Se sono
le richieste ad aumentare, ATP7A
mobilizza rame dal fegato e lo
rilascia nel sangue, tramite cui esso
raggiunge Ctr1 sulle cellule
endoteliali della barriera emato-
encefalica e penetra nel cervello
grazie ad ATP7A.

44.  Una reduttasi del rame o l’ascorbato
extracellulare forniscono il rame
ridotto al recettore Ctr1; il rame
accumulato viene sequestrato da
GSH e/o immagazzinato in MTs. La
proteina chaperon per la superossido
dismutasi (CCS) porta il rame alla
SOD1 ad ATP7A/ATP7B
 Quando la concentrazione di rame
supera certi livelli o in risposta a
richieste tissutali, queste ATPasi
traslocano attraverso la membrana
plasmatica e mobilizzano il metallo:
ATP7A dai depositi cellulari verso il
sangue (se rame), ATP7B dagli
epatociti verso la bile (se rame).
RAME

45. La malattia di Wilson
 E’ una patologia genetica a trasmissione autosomica recessiva,
dovuta a un difetto nel trasporto del rame operato dalla ATPasi
ATP7B, necessaria per la secrezione biliare di rame e per il legame
di quest’ultimo con la ceruloplasmina. Quando la funzione
dell’ATP7B è alterata, ne risulta un eccessivo accumulo di rame,
che determina stress ossidativo, alterata espressione genica,
inibizione diretta di proteine e alterazioni dell’attività
mitocondriale.
 Se tale eccesso non viene trattato con chelanti del rame o zinco,
per bloccare l’uptake intestinale di rame, questa patologia risulta
fatale.

46. Magnesio 20-30mg
FUNZIONE cofattore enzimatico
osso
bloccante dei canali del Ca++
Zinco
Depositi metallotioneine
FUNZIONE cofattori enzimatici
coenzimi catena respiratoria
Sodio Potassio Cloro

47. Sodio
 Liquidi extracellulari, tessuto osseo, connettivo e cartilagine
 Osmolalità del plasma e del liquido intracellulare
 Volume del plasma e pressione sanguigna
 Gradiente elettrochimico ai due lati della membrana cellulare
 Eccitabilità di neuroni e cellule muscolari (canali per il sodio)

48. Potassio
 Principale catione intracellulare
 Eccitabilità di membrana (canali
per il potassio)
 Regolazione di enzimi (glicolisi e fosforilazione ossidativa)
 Carenza di potassio (perdite renali, diuretici, malnutrizione,
diarrea): riduzione dell’eccitabilità neuromuscolare, debolezza,
apatia, confusione mentale, bradicardia.
 Presente in molti alimenti (fagioli, piselli, albicocche, banane,
asparagi, patate, spinaci, cavolfiori)

49. Cloro
 Principale anione extracellulare
 Regola: volemia, pressione osmotica, bilancio idrico
 Facilita il trasporto della CO2 nei globuli rossi (scambio
con il bicarbonato)
 Controlla l’equilibrio acido-base
 HCl nel succo gastrico