1 – Metabolismo do Cálcio:
Cerca de 50% do cálcio corporal encontram-se na forma ionizada; 40% estão ligados a proteínas (principalmente à albumina) e quase 10% circulam em complexos com fosfato e citrato (tabela 1). O cálcio ligado a proteínas não sofre interferência de hormônios, só o cálcio ionizado é que tem papel regulatório e só esta fração é regulada pelo PTH e pela vitamina D, porém o aumento no citrato ou do fosfato pode alterar o cálcio ionizado na medida que aumenta o cálcio ligados a estes sais e diminui o cálcio ionizado, podendo levar até a tetania (Ex.: transfusão sangüínea com anticoagulante [citrato], rabdomiólise [aumenta fosfato e pode precipitar sais de fosfato de cálcio em tecidos].
As principais funções são:

- no meio extracelular:
a) excitação e contração muscular;
b) transmissão sináptica;
c) agregação plaquetária;
d) coagulação;
e) secreção hormonal.

- no meio intracelular: a concentração é cerca de 10000 vezes menor que no meio extracelular e este gradiente é mantido por um fluxo transmembrana feito através de uma bomba de Ca ATP dependente e uma Na+ Ca+2 exchanger.

Funções:
a) segundo mensageiro intracelular;
b) divisão celular;
c) mobilidade celular;
d) contração muscular;
e) secreção;
f) transporte transmembrana.

O objetivo do sistema homeostático do cálcio é manter níveis constantes de cálcio ionizado no fluido extracelular para o caso de necessidade de cálcio nas células, osso e excreção renal.
O PTH e a vitamina D são sensíveis a alterações muito pequenas nos níveis de cálcio e regulam-no tanto no intestino como no osso e no rim. O receptor de cálcio é uma proteína de 120 kDa da família dos receptores com 7 domínios transmembrana e está localizada tanto na paratiróide como em outros locais (células C da tiróide, néfron distal).

2 – PTH:

As paratiróides têm origem no terceiro e quarto arcos branquiais. Geralmente são 4 glândulas pequenas, de localização e número irregulares, sendo que 12 a 15% das pessoas normais têm uma quinta paratiróide.
O PTH é uma proteína de 84 aminoácidos, peso molecular de 9300 kDa e com seu gene localizado no cromossomo 11. É produzido na forma pré(23 aminoácidos)-pró (6 aminoácidos)-PTH (84 aminoácidos) que tem uma vida evanescente e é clivado em pró-PTH; este tem meia vida de 15 minutos e, ao contrário de outros pró-hormônios, não é secretado. O PTH tem meia vida de 2 a 4 minutos, sendo clareado pelo fígado e rim: há clivagem entre os aminoácidos 33-34 e 36-37, produzindo os fragmentos amino e carboxi terminais. Este último é eliminado pelo rim, estando aumentado na insuficiência renal, quando se deve dosar o PTH intacto.
O receptor do PTH é da superfamília da G proteína (7 transmembrana receptor) e tanto o PTH como o PTH-rP podem ligar-se a ele.
Habitualmente o aumento do cálcio extracelular inibe a fusão dos grânulos de PTH com a membrana celular e a liberação de seu conteúdo. Em muitas células, a exocitose depende do cálcio, exceto nas paratiróides onde um aumento do cálcio deve inibir a excreção de PTH. Nas paratiróides, o magnésio parece servir para esta função de estímulo da secreção, por isso uma diminuição do magnésio pode causar hipoparatiroidismo reversível.
Catecolaminas, através do aumento do AMPc, também aumentam a liberação de PTH, porém a hipercalcemia que pode ocorrer no feocromocitoma usualmente decorre do aumento do PTH-rP.
O cálcio controla o PTH a nível de secreção como também a nível de transcrição genética. Os níveis de estoque de PTH só são suficientes para 1,5 horas, de modo que o aumento na síntese é requerida nos casos de hipocalcemia. A vitamina D também regula a transcrição do PTH, porém de modo inverso, ou seja, o aumento da vitamina D inibe a transcrição do PTH (a vitamina D pode ser usada para evitar osteodistrofia renal em pacientes com insuficiência renal). Os modernos ensaios para dosagem de PTH intacto (1-84) empregam técnicas imunométricas (sanduíche) IRMA ou ICMA com anticorpos contra 2 posições: uma próxima ao amino terminal e outra ao carboxi terminal; são ensaios específicos e sensíveis.

Efeitos biológicos do PTH:
- intestino: efeito indireto através do aumento na produção renal de 1,25 vitamina D;
- rins: ação direta na reabsorção tubular de cálcio, fosfato e bicarbonato. O cálcio é reabsorvido juntamente com o sódio no túbulo contorcido proximal (nos casos de hipercalcemia, hidratação faz com que o cálcio seja excretado com o sódio reposto), há excreção de cálcio também no túbulo contorcido distal. O PTH inibe a reabsorção de fosfato no túbulo proximal por cotransporte de Na. No hiperparatiroidismo há também acidose metabólica hiperclorêmica devido à diminuição na reabsorção de bicarbonato e inibição do antitransporte Na-H pelo PTH.
William pag 1160: quase todo o cálcio no filtrado glomerular é reabsorvido. O PTH não afeta o fluxo de cálcio nos túbulos proximais. Vinte porcento do cálcio são reabsorvidos na porção ascendente de alça de Henle e 10% no túbulo contorcido distal e túbulos coletores. Metade do cálcio reabsorvido na alça ascendente é por transporte passivo dependente de voltagem, juntamente com o sódio, e pode ser diminuído por diuréticos de alça como a furosemida. A outra metade do cálcio reabsorvido na alça ascendente e virtualmente todo o cálcio reabsorvido no túbulo distal ocorre por transporte transcelular sobre o controle do PTH.
O PTH-rP é produzido em vários tecidos e têm inclusive papel fisiológico: é essencial para o desenvolvimento fetal normal pois regula a mineralização e proliferação das cartilagens e o transporte placentário de cálcio.

3 – Calcitonina:

É uma proteína de 32 aminoácidos, secretada pelas células C parafoliculares da tiróide e age inibindo a reabsorção óssea mediada pelos osteoclastos. Usa o mesmo receptor de cálcio usado pelas células da paratiróide porém, ao contrário do PTH, há um aumento da secreção da calcitonina com a hipercalcemia. Osteoclastos e células dos túbulos proximais expressam receptores para calcitonina.
Efeitos biológicos:
- nos rins: inibe reabsorção de fósforo; induz natriurese e aumenta excreção renal de cálcio, porém este último efeito não é essencial para o efeito de diminuição da calcemia, o qual resulta principalmente do bloqueio da reabsorção óssea.
- nos ossos: inibe a reabsorção óssea.

Em humanos, a calcitonina não parece ser um hormônio essencial, pois tiroidectomia total não altera o metabolismo mineral e no carcinoma medular aparentemente também não há alteração na homeostasia mineral apesar da elevada concentração de calcitonina. Ela tem uma ação muito mais importante em peixes de água salgada onde a concentração de cálcio é muito elevada e a calcitonina mantém a homeostase e os níveis de cálcio.

4 – Vitamina D:

A definição de vitamina é a de uma substância que é requerida pelo corpo em pequenas quantidades mas que não é produzida por ele, desta forma, tecnicamente, a vitamina D não é realmente uma vitamina, pois pode ser produzida através da exposição ao sol. De acordo com a definição da OMS a unidade internacional da vitamina D é a atividade de 0,025 mg da preparação padrão de vitamina D3 cristalina, de modo que 1 UI de vitamina D3 equivale a 0,025 mg desta vitamina.
Em 1923, Hess e Weinstock confirmaram a crença de que luz é igual a vitamina D: eles excisaram pequenos pedaços de pele irradiada com luz ultravioleta e alimentaram grupos de ratos raquíticos; a pele irradiada promoveu proteção contra raquitismo, enquanto que a não irradiada não teve esta proteção.
Vitamina D é um nome genérico e indica uma molécula composta por 4 anéis (A,B,C e D) com diferentes cadeias laterais. Os anéis são derivados do ciclopentanoperidrofenantreno (colesterol) e são formam a estrutura básica dos esteróides. Tecnicamente, a vitamina D é um seco-esteróide (tem um dos anéis clivado)
A estrutura da vitamina D foi determinada na década de 30 no laboratório do Professor A Windaus na Universidade de Gottingen, na Alemanha. A vitamina D2 (ergocalciferol), produzida pela irradiação do ergosterol, foi quimicamente caracterizada em 1932 e a vitamina D3 (colecalciferol), em 1936.
Colecalciferol (vitamina D3) não existe nas fontes dietéticas, sendo produzido na pele a partir do 7 dihidrocolesterol por uma reação não enzimática, necessitando apenas de raios ultravioletas que quebram o anel B do 7 dihidrocolesterol. As duplas ligações nas posições 5 e 7 deste anel permite a absorção da luz ultravioleta.
A vitamida D2 (ergocalciferol), ao contrário, é produzida pela irradiação ultravioleta de ergosterol de plantas; é equipotente à vitamina D3 (1mg = 40 UI) e tem metabolismo idêntico.
As necessidades diárias de vitamina D para pessoas adultas saudáveis não são bem definidas pois se existe suficiente exposição à luz do sol, a produção é satisfatória. Além disso, estas necessidades também dependem das concentrações de cálcio e fósforo na dieta, do estado fisiológico de desenvolvimento, da idade e sexo e da pigmentação da pele. Vitamina D torna-se um importante fator nutricional na ausência de luz solar. Em adição aos fatores geográficos e sazonais, a luz ultravioleta pode ser bloqueada pelo ar poluído. As tendências a usar muita roupa, a viver em cidades onde grandes prédios bloqueiam a luz solar, a viver em ambientes não expostos a sol e a usar cremes protetores contra o sol contribuem para a inabilidade da pele em sintetizar quantidades suficientes de vitamina D3. Nestas circunstâncias, esta vitamina torna-se tecnicamente uma vitamina e deve ser suplementada na dieta. A dose diária recomendada é de 200 UI (5 mg) em adultos até 50 anos, 400UI (10 mg) entre 51 e 70 anos e 600 UI (15 mg) em maiores de 70 anos. Para gestantes e lactantes, a dose é de 200 UI.
Os produtos animais (peixe de água salgada, óleo de fígado de peixe, etc) são as principais fontes de vitamina D. Pequenas quantidades também são encontradas em ovos, manteiga, beef e óleo vegetal, enquanto que plantas, frutas e nuts são extremamente pobres em vitamina D.
Os elementos da vitamina D no sistema endócrino incluem os seguintes tópicos:
(a) na pele, há fotoconversão de 7 dihidrocolesterol para vitamina D3 ou na dieta, ingestão de vitamina D3;
(b) metabolismo da vitamina D3 pelo fígado para 25 (OH) D3, o qual é a forma que circula em maior concentração no sangue;
(c) conversão do 25(OH)D3 para 1a,25(OH)2 D3 e para 24R,25(OH)2 D3 pelo rim (funcionando como uma glândula endócrina); este último metabólito parece ser necessário para a completa ação da vitamina D; a enzima renal 1 hidroxilase é a enzima passo regulante da vitamina D. Os principais fatores reguladores são a as concentrações de 1a,25(OH)2 D3, PTH, cálcio e fósforo;
(d) transporte sistêmico dos metabólitos dihidroxilados para os órgãos alvos;
(e) ligação dos metabólitos dihidroxilados, principalmente o 1a,25(OH)2 D3, aos receptores nucleares nos órgãos alvos (em mais de 30 tipos celulares) seguida da subseqüente geração de uma resposta biológica apropriada.

Desta forma, a vitamina D é na verdade um pró-hormônio pois precisa ser hidroxilado para ter uma ação conhecida (não se sabe se a vitamina D3 não hidroxilada tem alguma ação). A proteína ligadora de vitamina D (DBP) carreia a vitamina D3 e todos seus metabólitos para os vários órgãos alvo.
As diversas doenças relacionadas com a vitamina D decorrem de: 1) deficiência da vitamina D; 2) conversão alterada da vitamina D3 para 25(OH)D3; 3) conversão alterada da 25(OH)D3 para 1a,25(OH)2 D3; 4)alteração da resposta no órgão alvo à 1a,25(OH)2 D3; 5)outras condições de relação incerta com a vitamina D.