La régulation hormonale de l’équilibre phospho-

calcique (2) alain.hamon@univ-angers.fr

L3 option “endocrinologie” UFR Sciences

Les cellules responsables de l’absorption intestinale

du calciumLa surface interne de l’intestin grêle

présente des replis circulaires tapissés

d’une multitude d’expansions

cylindriques : les villosités intestinales.

L’épithélium des villosités comporte

deux types de cellules : les cellules à

mucus et les entérocytes.

Au microscope optique, la face apicale

des entérocytes présente une bordure

en brosse.

Au microscope électronique, la bordure

en brosse apparaît formée de

microvillosités qui augmentent

considérablement la surface absorbante

des entérocytes.

Les cellules responsables de l’absorption intestinale

du calcium

Les étapes de l’absorption intestinale du

calcium

Ca++

Ca++

CaMBBM

canal TRPV6

Ca++ Ca++

3 Na+

ATP

CaBP

L’influx de Ca se fait grâce à un canal

calcique (TRPV6). Dans les

microvillosités, il se lie à la calmoduline

elle-même fixée sur la BBM (myosine

de la bordure en brosse). La myosine

pourrait faciliter le mouvement du

complexe Ca-calmoduline vers la base

des microvillosités.

La calbindine (CaBP) empêche le taux

de Ca libre d’augmenter dans le

cytoplasme et assure la navette entre

le pôle apical et le pôle basal de

l’entérocyte.

L’efflux de Ca est assuré (contre le

gradient électrochimique) par une

pompa au Ca (ATP dépendante) et

l’échangeur Na/Ca.

Les effets génomiques du calcitriol

A/B C D E

liaison ADN

liaison ligand

dimérisation

localisation nucléaire

activation

Les hormones stéroïdes pénètrent

dans leurs cellules cibles et se

concentrent dans le noyau : elles

agissent au niveau des gènes.

Ca++ Ca++

ATP

CaBP

Ca++

3Na+

ARNm

VDRE TATA

VDRRXR

calcitriol

complexe de co-activation

complexe d’initiation

ARN polymerase

NOYAU

ATG

RXR = récepteur de l’acide rétinoïque

VDR = récepteur de la vit D (calcitriol)

VDRE = élément de réponse à la vit D

Les effets génomiques du calcitriol

Les effets non génomiques du calcitriol

PIP2

DAG IP3

PKC Ca++

phosphorylation

GPLC

VDRm

calcitriol

+

+

+

TRPV6

0 4 8 12 16 20 24 28 h

25

50

75

100

Après injection de calcitriol à des

poulets rachitiques, la calbindine

n’apparaît dans l’intestin qu’au bout

de 4h. Or l’absorption intestinale du

Ca est stimulée beaucoup plus

précocément, ce qui suggère des

effets non génomiques du calcitriol.

Ca++ absorbé

ARNm CaBP

CaBP

Le tissu osseux : structure

macroscopiqueos compact

os spongieux (trabécules)

os compact os spongieux

Il existe différents types d’os : os longs des membres, os plats (omoplate, crâne),

os courts (vertèbres, os du poignet) . . .

La partie cylindrique des os longs (la diaphyse) comprend de l’extérieur vers

l’intérieur : le périoste (membrane fibreuse), de l’os compact et de la moelle jaune

(riche en graisse). Les 2 têtes renflées (les épiphyses) sont recouvertes de cartilage

articulaire et sont formées d’os spongieux dont les cavités sont remplies de moelle

rouge hématopoïétique.

Le tissu osseux : structure microscopique de l’os

compactlamelles concentriques

lamelles périphérique

s

canal de Havers

périoste

canal de Havers

La fraction organique de l’os

os long déminéralisé

La matrice organique de l’os est composée à 90% de collagène, une

protéine fibreuse riche en glycine, hydroxyproline et hydroxylysine. Autres

protéines de la matrice : ostéonectine, ostéocalcine . . .

fibres de collagène

tropocollagènetriple hélice

La fraction minérale de l’os

sans fraction

organique

sans fraction minérale

Constituant principal : le phosphate de

calcium basique : Ca10

(PO4)6 (OH)

2 ou

hydroxyapatite. Il forme de minuscules

cristaux allongés.

Le strontium ou le magnésium peuvent se

substituer au calcium (à l’état de traces).

Le fluor peut remplacer les groupements

OH et former de la fluoroapatite, surtout

abondante dans les dents.

Les cellules du tissu osseux : les

ostéoblastesLes ostéoblastes sont localisés sur la

face interne du périoste, sur le bord

du canal médullaire et le bord des

canaux de Havers.

Ce sont les cellules chargées de

l’ostéoformation. Elles synthétisent et

sécrètent les composants de la

matrice protéique (protocollagène,

ostéonectine, ostéocalcine…). La

polymérisation des molécules de

protocollagène donne des fibres de

collagène qui servent de support au

dépôt des sels de calcium.

Zone ostéoïde = os nouveau pas

encore minéralisé.

os compact

moelle osseuse

zone ostéoïde

Les cellules du tissu osseux : les

ostéocytes

canal de Havers

ostéoplaste (cavité)

Les ostéocytes sont des ostéoblastes qui ont été progressivement emprisonnés par

la matrice qu’ils ont élaborée. Ils sont enfermés dans une petite cavité, l’ostéoplaste

et communiquent avec les ostéocytes voisins par de fins prolongements

cytoplasmiques. Ils détectent les tensions mécaniques au sein de l’os et participent

au remodelage osseux.

ostéoplaste

ostéocyte

matrice

Les cellules du tissu osseux : les

ostéoclastes

Les ostéoclastes ont la même localisation que les ostéoblastes (surfaces

osseuses). Ce sont des cellules géantes plurinucléées (10 à 20 noyaux par

cellule) et qui présentent une grande mobilité. Ils sont responsables de

l’ostéolyse : ils résorbent la matrice en y creusant des cavités, les lacunes.

ostéoclaste

lacune

Les cellules du tissu osseux : les

ostéoclastes

NN

NN

CO2 + H

2O

H + HCO

3-

H +

Cl -

Cl -

AC

matrice protéique et hydroxyapatite

Golgi

cathepsines phosphatases

collagénases

ATP

ADP

vésicules de sécrétion

bordure plissée

protéines d’adhésion

AC : anhydrase carbonique

Le cycle du remodelage osseux

Phase quiescente cellules bordantes

précurseurs mononucléés

des ostéoclastes

activation

résorption

inversion

ostéoclastes

précurseurs ostéoblastiques

ostéoformation

minéralisation

zone ostéoïd

e

2-3 semaines

3 mois environ

Le cycle du remodelage osseux

Le remodelage est plus intense dans l’os spongieux

que dans l’os compact (25% de l’os spongieux

renouvelé chaque année contre 4% pour l’os

compact).

Chez un adulte normal, 1 à 2 millions de sites de

remodelage fonctionnent à chaque instant.

Enfant et adolescent : ostéoformation > ostéolyse

Adulte de 20-50 ans : ostéoformation ostéolyse

Après cinquante ans : ostéoformation < ostéolyse

ostéoporose

Vertèbre normale (adulte de 37 ans)

Ostéoporose sévère chez une femme de 75

ans