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Physiologie du calcium, du phosphore et de l'os

   I. Bilan du phosphate et du calcium

      A. Le calcium

Distribution : 1000g repartit dans le corps sous la forme Ca2+
99% soit 990g au niveau des os, donc servent de réservoir au calcium pour sa redistribution dans :

--> Le milieu vasculaire
  * Ca2+ existe sous forme libre et sous forme lié aux protéines (a raison de 2 milliMole)
  * 2mM = concentration totale sanguine (résultat de l'ionogramme)
Ca2+ lié au protéine (albumine et globuline surtout) : 40%
Ca2+ libre (diffusible et échangeable) = 1,2mM

Ca2+ libre + Ca2+ lié = 2mM = 0,5% du Ca2+ total

--> Les cellules
  * Il reste 0,5% représentant le Ca2+ repartit dans les cellules

Apport : origine alimentaire (laitages, eau,...)
Apport conseillé : 1g/jour

Au niveau rénale : le Ca subit une filtration (2%=0,2g) et une réabsorption (98%=9,8g)
10g transitent chaque jour par le rein

NB : Le squelette est lieu d'un métabolisme permanant de l'embryon jusqu'à l'extrême veillesse

Bilan du métabolisme :
Pertes digestives 0,8g + pertes rénales 0,2g = total pertes 1g/jour
Le bilan du métabolisme du calcium est un métabolisme équilibré.

NB : Durant une vie le squelette est renouvelé 3 ou 4 fois
--> l'équilibre des Ca2+ est important pour les os:
- acromégalie : accumulation de Ca2+
- ostéoporose : perte de Ca2+

      B. Le phosphore

Le phosphore va suivre les mêmes chemins

Distribution : 800g dans l'organisme
--> Il y a moins d'accumulation du phosphore dans les os (75%) que du Ca mais beaucoup plus dans les cellules (24%) car le phosphore est le support de l'énergie (ATP)

Apport : fruits secs, eau

Au niveau rénale, il existe une réabsorption : 85 à 95% et une excrétion de 0,8 à 1,2g

Bilan du métabolisme : le bilan n'est pas équilibré à court terme, contrairement au ca2+ qui est extrêmement stable.

--> Régulation :
* Vitamine D agit au niveau intestinal et est hypercalcemiante
* calcitonine agit au niveau des os et est hypocalcémiante
* parathormone agit au niveau des os et est hypercalcémiante

Ces trois hormones ont aussi une action commune sur le rein.

   II. Physiologie de l'os

      A. Structure de l'os

L'os est hétérogène microscopiquement, il est creux mais aussi résistant comme s'il était plein

Ostéoblaste : cellule assez immature entraînant la synthèse de matière osseuse, l'os produit par ces cellules demande un certain temps pour se solidifier.
L'os est fabriqué au niveau de la lame ostéogénique, sa synthèse s'effectue aussi bien vers l'intérieur que vers l'extérieur
--> l'os compact va progressivement formé des couronnes d'os qui constituent l'unité structural de l'os appelé ostéon.
--> les ostéons représentent l'os définitif, ils sont parsemés d'ostéoblastes (qui prennent le nom d'ostéocytes) qui ont été poussé par la production multidirectionnel de l'os.
--> l'os est vivant dans tout son ensemble : il est produit et détruit en permanence, les cellules responsables de la destruction physiologique de l'os sont appelés : ostéoclastes

 Structure de l'ostéon:
Gros cristaux de plusieurs nm d'un type particulier de calcaire : l'hydroxyapatite Ca(PO2)(HO)

Canaux de haviers : canaux médullaires des ostéons permettant la vascularisation des ostéocytes
Canaux de Wolkmann : permet une communication vasculaire transversale entre les ostéons

Nb : A contrario des arthropodes dont le type de calcaire est du silicate qu'il est impossible de détruire, l'évolution nous aura choisi un autre type de calcaire bien plus modulable.

      B. Métabolisme osseux

A la surface de l'os interviennent les 2 types cellulaires : ostéoblastes et ostéoclastes.

leur origine est différente :
cellule mésenchymateuse --> préostéoblastes --> ostéoblastes --> ostéocytes
macrophage <-- monocytes --> préostéoclastes --> ostéoclastes

Ostéoblastes :

  Double fonction :

    - servent à la synthèse d'une trame organique pour les cristaux d'hydroxyapatite. Cette trame est constitué de collagène riche en petit acide aminé et un acide aminé particulier nécessaire à la fixation des ions Ca2+ et PO2 : la pyridinolyne

    - servent également à fournir les ions Ca2 et PO2 pour la formation des cristaux

Pour que l'os cristallise, il faut augmenter l'apport de phosphate externe, c'est le seul moyen qu'il a de cristallisé, ce phosphate provient de la dégradation de l'ATP. La synthèse osseuse nécessite donc l'intervention de phosphatases.