Physiologie du calcium et des phosphates

RésuméL’homéostasie phosphocalcique est soumise à trois challenges. Le premier consiste à accumuler et maintenir un important stock osseux de phosphates de calcium qui leur confère leur résistance mécanique. Cet objectif, indépendant des apports alimentaires, repose sur : (1) l’augmentation de l’absorption intestinale phosphocalcique par la vitamine D (calcitriol) ; (2) le verrouillage de la calciurie par la parathormone (PTH) ; (3) l’effet coordonné de ces deux hormones qui stimulent le turn-over osseux avec, en conditions physiologiques, un effet anabolisant et d’accrétion prédominant. Le second challenge consiste à maintenir constants le calcium extracellulaire et le stock cellulaire de phosphates. La calcémie ionisée est un déterminant vital de l’excitabilité neuromusculaire et de la coagulation. Sa stabilité repose sur la détection de variations minimes par le récepteur sensible au calcium (CaSR) qui module la sécrétion de PTH et l’excrétion rénale du calcium. La PTH agit également sur la mobilisation osseuse du calcium et la synthèse de calcitriol. Le maintien du stock cellulaire de phosphates est crucial pour les phénomènes de phosphorylation et la synthèse d’ATP. Le calcitriol rend le bilan des phosphates positif. Inversement, l’excès de phosphates est prévenu par l’action phosphaturiante de la PTH et du fibroblast growth factor-23 (FGF-23), ce dernier inhibant aussi la synthèse du calcitriol. Le dernier challenge homéostatique est de permettre l’accrétion osseuse tout en prévenant la formation de dépôts phosphocalciques dans les tissus mous. Cette capacité, rattachée à la sénescence et à la longévité, repose sur le FGF-23 et son interaction avec le co-récepteur Khloto.

Calcium and phosphate homeostasis is subjected to three challenges. The first one consists in accumulating and maintaining an important stock of calcium and phosphates which confers bones their mechanical resistance. Independently of nutritional constraints, this objective is achieved by: (1) the vitamin D (calcitriol)-dependent increase of calcium and phosphates intestinal absorption; (2) the capability of parathormone (PTH) to reduce calciuria; (3) the coordinated effect of both hormones to stimulate bone turnover and to exert, in physiological conditions, a predominant anabolic effect and mineral accretion. The second challenge consists in maintaining stable both extracellular calcium and the cellular stock of phosphates. Ionized calcium is a vital determinant of neuromuscular excitability and coagulation. A calcium sensing receptor (CaSR) detects even small variations of extracellular calcium and modulates both renal calcium excretion and PTH secretion. In turn, PTH mobilizes calcium from bones and stimulates the synthesis of calcitriol. The preservation of the cellular stock of phosphates is crucial for phosphorylation and the synthesis of ATP. Global effect of calcitriol results in a positive phosphates balance, while an excess of phosphates stimulates both PTH and Fibroblast Growth Factor-23 (FGF-23) secretion. Both hormones induce a marked phosphaturia whereas FGF-23 only inhibits the synthesis of calcitriol. The last homeostatic challenge is to produce mineral accretion in bones while simultaneously preventing calcium-phosphates complexes deposits in soft tissues. This capability, based on FGF-23 activity and interaction with the co-receptor Khloto, appears to be connected with senescence and could partly determine life longevity.