Zaburzenia gospodarki

wapniowo-fosforanowej;

osteoporoza

© Ewa Bryl, Jacek M.

Witkowski

2006

Wykład 12

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

2

Pule wapnia w organizmie

1)

Wapń wewnątrzkomórkowy

2)

Wapń we krwi i płynach ustrojowych

3)

Wapń w kościach

: Większość wapnia organizmu znajduje się

w zębach i kościach!!. 99% wapnia występuje w kryształach
hydroksyapatytu, pozostałe 1% może się szybko wymieniać z
wapniem zewnątrzkomórkowym.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

3

Hormony regulujące poziom wapnia i

fosforanów we krwi

1)

Parathormon

–

zwiększa stężenie wapnia i zmniejsza stężenie

fosforanów we krwi

2)

Witamina D

–

zwiększa stężenie wapnia i fosforanów we krwi

3)

Kalcytonina

–

zmniejsza stężenie wapnia i zwiększa stężenie

fosforanów we krwi

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

4

Przemiany wapnia i fosforanów

Jelito cienkie

– miejsce absorbcji

wapnia z pokarmu. Efektywny transport
wapnia zależy od ekspresji białek
wiążących wapń na komórkach nabłonka.

Kość/ząb

–

magazyn wapnia.
Stymulacja resorpcji
minerałów w kości
uwalnia wapń i
fosforany do krwi –
zahamowanie tego
procesu pozwala na
odkładanie się wapnia
w kościach.

• Nerka

– bardzo ważna w utrzymaniu homeostazy wapniowej. W

warunkach normalnego stężenia wapnia we krwi – prawie cały wapń
z przesączu pierwotnego jest reabsorbowany w kanalikach nerki z
powrotem do krwi. Jeśli zmniejsza się reabsorpcja - wapń jest
tracony z moczem.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

5

Fizjologiczne efekty PTH

• Mobilizacja

wapnia z kości i

zębów

–

stymulacja

osteoklastów –
resorpcja kości –
uwalnianie wapnia do
krwi.

• Zwiększenie

adsorpcji wapnia w
jelicie cienkim

–

działanie pośrednie
poprzez stymulację
syntezy aktywnej formy
witaminy D w nerkach.

• Witamina D powoduje

syntezę białka wiążącego
wapń w komórkach
nabłonka

.

• Hamowanie utraty wapnia z

moczem

poprzez stymulację resorpcji

zwrotnej wapnia. Zwiększenie utraty
fosforanów z moczem

.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

6

HIPERKALCEMIA

• Hiperkalcemia

–

wyższe niż normalne stężenie wapnia we

krwi > 2.75 mmol/l.

• Normalne stężenia wapnia i fosforanów we krwi i płynach

zewnątrzkomórkowych są bliskie punktowi wysycenia;

• Ich wzrost może prowadzić do rozsianej precypitacji

fosforanów wapnia w tkankach – prowadząc w konsekwencji do
uszkodzenia i niewydolności narządów.

Najczęstsze przyczyny hiperkalcemii

:

- 35 % pierwotna nadczynność przytarczyc

- 55 % nowotwory

- 10 % inne

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

7

Nadmierna produkcja PTH

Pierwotna nadczynność przytarczyc

– wynik choroby

przytarczyc, zwykle guz (gruczolak) – wydziela PTH bez kontroli.

Najczęstsze objawy: przewlekły wzrost stężenia wapnia we krwi
(

hiperkalcemia, kamienie nerkowe, odwapnienie kości)

Wtórna nadczynność przytarczyc

– choroba nie dotyczy

bezpośrednio przytarczyc, PTH jest produkowany z innego
powodu.

• Częsta przyczyna – choroba nerek – zaburzenia resorpcji

zwrotnej – niskie stężenie wapnia we krwi – ciągła
sekrecja PTH w celu przywrócenia stężenia wapnia do
normy.

• Hiperkalcemia w chorobach nowotworowych jest efektem

zwiększonego uwalniania wapnia z kości pod wpływem PTH-
rP (parathyroid-hormone related protein)

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

8

Inne przyczyny hiperkalcemii

Tyreotoksykoza – efekt podwyższonej resorpcji kości pod wpływem
zwiększonej sekrecji T3 i T4.

Zespół Burnett’a (Milk-Alkali Syndrome) – efekt spożywania
przetworów mlecznych bogatych w łatwo przyswajalny wapń oraz
jednoczesnego przyjmowania leków alkalizujących (antiacida):

Podawanie leków alkalizujących  alkaloza;
Dieta wysokowapniowa  hiperkalcemia 

supresja PTH;

Niskie PTH  zwiększa reabsorpcję proksymalną HCO

3-



nasilenie alkalozy;

Niskie PTH  hiperfosfatemia;
Hiperkalcemia i hiperfosfatemia – kalcyfikacja nerek i
rozwój niewydolności nerek

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

9

Hipokalcemia

• Hipokalcemia – niskie stężenie wapnia we krwi.
• Stężenie wapnia całkowitego < 2.10 mmol/l.

Najczęstsze przyczyny hipokalcemii

1. Niedoczynność przytarczyc

– pierwotna, wtórna, rzekoma.

2. Rodzinna hipokalcemia z hiperkalciurią

– defekt receptora

wapniowego (CaR)

3. Niedobór witaminy D3

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

10

Objawy hipokalcemii

Nerwy i

mięśnie

• Zwiększona

pobudliwość
przewodnictwa
nerwowego,

• Wzrost

pobudliwości
nerwowo-
mięśniowej,

- Parestezje
- Skurcze mięśni szkieletowych

- Nadmierne efekty pobudzenia – objaw

Chvostka – uderzenie w nerw VII –
grymas twarzy

- Tężyczka,
- Skurcz krtani

Zaburzenia psychiczne

Niepokój

Splątanie

Nadpobudliwość
przewodnictwa nerwowego

Zwapnienie tkanek
miękkich, łamliwość
paznokci

Hiperfosfatemia

90,6% dzieci z niedoczynnością przytarczyc - zęby
ze zmianami hipoplastycznymi szkliwa

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

11

Obrót kostny

Kości są nieustannie przebudowywane (remodeling) – w ciągu roku
dochodzi do wymiany 2-10% masy kostnej (także w kości żuchwy i
szczęki).
Przebudowa kości trwa przez całe życie. W okresie dzieciństwa i
wczesnej młodości dominuje proces budowy nad resorpcją, ok. 30 rż
człowiek osiąga tzw.

szczytową masę kostną – ważny wskaźnik

ryzyka osteoporozy

.

Jest ona zależna od: czynników genetycznych, poziomu hormonów
(estrogeny), ćwiczeń fizycznych (pobudzenia mechanicznego),
przyjmowania wapnia i jego absorpcji.

W okresie późniejszym, zwłaszcza po 45 rż. u kobiet w obrocie kostnym
zaczyna przeważać resorpcja nad syntezą.

Masa i gęstość kości powoli, ale nieustannie maleją.

W warunkach fizjologii roczna utrata masy kostnej wynosi ok. 1%.

Na 2 lata przed menopauzą zaczyna się u kobiet przyśpieszona faza
utraty masy kostnej i trwa ona ok. 10 lat. Utrata roczna – 2% masy
kostnej.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

12

Czynniki endogenne wpływające na obrót

kostny

Estrogen
y

Kalcytonina

Kortykosterydy

Wit. A

PTH,

wit.

D

Cytokiny prozapalne: IL-1, IL-6,
TNF

Począte
k

+

-

IGF

Rekrutacja
osteoklastów

RANK-L

Osteoprotegeryn
a

Resorpcja

Estrogeny

Rekrutacja
osteoblastó
w

Czynniki wzrostowe z kości;
Wnt, BMPs (bone morphogenic
proteins)

IGF, PTH, wit. D

Tworzeni
e
osteoidu

TGF-beta, BMPs, IGF

FGFs

Mineralizacj
a

Wapń, fosfor

Pirofosforany

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

13

Regulacja różnicowania osteoklastów

Osteoklasty biorą udział w przebudowie kości szczęki i żuchwy,
a także w resorpcji korzeni zębów mlecznych

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

14

Osteoporoza

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

15

Definicje..

Osteopenia

– zmniejszenie masy kości większe niż oczekiwane dla

wieku, rasy czy płci. Nie diagnoza – termin – ubytek kości w obrazie
radiologicznym.

Osteoporoza

– utrata masy kości i

zmiana architektury kości gąbczastej–
osłabienie kości i zwiększona
podatność na złamania.

Zawsze– zwiększona resorpcja kości w
stosunku do tworzenia kości.

Osteomalacja i krzywica

– „miękkie” kości; brak utraty

macierzy kostnej.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

16

Osteoporoza - klasyfikacja

Wtórna

:

• Choroba Cushinga
• Cukrzyca
• Nadczynność przytarczyc – przyspieszenie obrotu kostnego
• Nowotwory – czynniki aktywujące osteoklasty
• Zespoły złego wchłaniania
• Przewlekły alkoholizm – bezpośredni inhibitor osteoblastów
• Leki: przeciwpadaczkowe, kortykosterydy, leki zobojętniające

zawierające glin

Pierwotna:

- kobiety w okresie
pomenopauzalnym

- starsi ludzie – obu płci

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

17

Czynniki ryzyka
dla osteoporozy

Czynniki ryzyka dla złamań

Występowanie osteoporozy w rodzinie

Kobiety białe, jasnowłose, z bladą cerą o szczupłej
sylwetce

Późne rozpoczęcie miesiączkowania/wczesna
menopauza

Niskie stężenie wapnia w diecie

Siedzący tryb życia

Palenie oraz intensywne picie alkoholu

Przyjmowanie leków (kortykosterydy)

Zwiększone
czynniki
wystąpienia
upadków

Unieruchomienie

Przebyty udar

Zaburzenia orientacji

Zawroty głowy podczas stania

Hipotonia ortostatyczna

Niedowidzenie

Czynniki środowiskowe (np. śliska podłoga)

Siła urazu

Rodzaj upadku (np. do przodu czy do tyłu)

Możliwość zastosowania ochrony (np. protektorów biodra)

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

18

Diagnostyka osteoporozy

BMD (bone mineral density) - ilościowy pomiar gęstości mineralnej
kości.

Densytometria DEXA – dwufotonowa absorpcjometria rentgenowska,
wyniki podawane są w g/cm2.

Klasyfikacja:

Norma – gęstość większa niż 833
mg/cm2

- niższa gęstość – osteopenia –
833 – 648 mg/cm2

- osteoporoza – mniej niż 648
mg/cm2

Wiele badań wykazało zależność pomiędzy gęstością mineralną
kości a ryzykiem wystąpienia złamań oraz ilością złamań.

Ilość złamań biodra 1000/rok.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

19

Konsekwencje osteoporozy - złamania bioder,

kręgów i nadgarstka

Skutki:

zmniejszenie wytrzymałości mechanicznej – niewielka energia

kinetyczna może spowodować złamania

.

Większość złamań bioder i nadgarstka są spowodowane
upadkami.

Osteoporoza nie upośledza gojenia złamań –
krótkoterminowe upośledzenie.

Złamania nadgarstka – częściej u kobiet
w wieku 50-60 lat.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

20

Złamania bioder

Złamania bioder:

a) złamania międzykrętarzowe – 50%

b) złamania szyjki kości udowej – 50%

U starszych kobiet wzrasta częstość złamań

krętarzowych (trochanteric).

Złamanie krętarzowe, a nie złamanie szyjki

kości udowej są związane z gęstością kości.

Złamania bioder – główna przyczyna utraty niezależności u starszych
kobiet i mężczyzn.

Roczna śmiertelność po złamaniu bioder - 12 to 24%.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

21

Kompresyjne złamania kręgów

Około 60% kobiet ze złamaniem kompresyjnym kręgów - o

tym nie wie!!!!

Brak silnych objawów bólowych.

Kompresyjne złamanie kręgów – różne
stopnie.

Definicja: przednia wysokość kręgu 80% lub mniej niż wysokość tylna
kręgu.

Nowe złamanie – utrata przynajmniej 20% przedniej lub tylnej
wysokości kręgu.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

22

Kompresyjne złamanie kręgów – konsekwencje

1. UTRATA WZROSTU

– nieodwracalne, wynik -

zmniejszenia wymiarów trzonów kręgów

. W

skrajnych przypadkach żebra kontaktują się
grzebieniem biodrowym.

2. KYFOZA - „wdowi garb

” – łukowate

wygięcie odcinka piersiowego kręgosłupa,
nadmierna kyfoza piersiowa.

3. WYSTAJĄCY BRZUCH

– zmiana krzywizny

kręgosłupa – nie rozpoznawany aspekt
osteoporozy.

4. ZMNIEJSZENIE POJEMNOŚCI PŁUC

- pacjenci

z kyfozą – zmniejszenie objętości płuc.

5. REFLUKSOWE ZAPALENIE PRZEŁYKU

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

23

„Stomatologiczne”

konsekwencje osteoporozy

• Trzykrotny wzrost częstości (w

porównaniu do osób bez osteoporozy

w podobnym wieku):

– Chorób przyzębia
– Utraty zębów

• Utrudnione dopasowanie protez

uzębienia/implantów

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

24

Profilaktyka osteoporozy pierwotnej

Spożywanie odpowiednich ilości wapnia –
dziennie 1000 – 1500 mg w diecie.

Silna pozytywna korelacja między wagą ciała
a gęstością kości!!

W badaniach – Osteoporotic Fractures -
przybranie na wadze po 25 rż. u kobiet
związane było ze zmniejszonym ryzykiem
złamań.

Regularne ćwiczenia fizyczne – spacerowanie,
jogging, wiosłowania, nie zbyt intensywne!

Biegi długodystansowe – sprzyjają
osteoporozie.

Dzienna dawka wit. D 400 do 800 IU –
optymalizuje wchłanianie wapnia.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

25

Krzywica/osteomalacja

1. Niedostateczna absorpcja wapnia z jelit

– brak witaminy D3 w

diecie albo oporność na działanie witaminy D.

2. Niedobór fosforanów

– utrata z moczem lub zmniejszona

absorpcja w jelitach.

Niedobór witaminy D – zmniejszenie absorpcji witaminy D

.

Nerkowa krzywica – przewlekła niewydolność nerek – utrata zdolności nerki do
syntezy aktywnej wit. D i wydalania fosforanów; wtórna nadczynność przytarczyc –
zwiększony obrót kostny – zwiększona resorpcja kości.

Krzywica oporna na witaminę D – defekt cewek nerkowych – zwiększone
wydalanie fosforanów. Choroba dziedziczna, sprzężona z chromosomem X,
dominująca.

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

26

Główne objawy kliniczne krzywicy

- zaburzenia tworzenia i wzrostu kości długich, zwłaszcza okolic

nasadowych

- scieńczenie kości płaskich (potylicy)
- wiotkość mięśni
- HIPOPLAZJA SZKLIWA ZĘBÓW

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

27

Krzywice hipofosfatemiczne/osteomalacja -

przyczyny

Z
hiperkalciurią

Bez
hipokalciurii

Choroba Dent’a

–

sprzężona z

chromosomem X, mutacja w
kanale chlorkowym).

HHRH

(

hereditary

hypophosphatemic rickets
with hypercalciuria

).

Dziedziczona autosomalnie
recesywnie.

Niedobór witaminy
D

Zespół Fanconiego

(defekty cewek

bliższych nerki)

Duże spożycie glinu

(

hamowanie

absorpcji wit. D w GI)

Nienormalne
fosfatoniny/PHEX

:

-

krzywica sprzężona z chromosomem

X (mutacja w genie PHEX)

-

krzywica dziedziczona autosomalnie

dominująco (mutacja genu FGF-23)

-

osteomalacja nowotworowa

(sekrecja dużych ilości FGF-23)

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

28

Główne objawy kliniczne osteomalacji

- Ból kości osiowych, rozlany i słabo zlokalizowany
- Tkliwość kości
- Samoistne złamania kości biodrowej, lub w innych miejscach

Charakterystyczne odchylenia w badaniach

laboratoryjnych:

- niskie stężenie wapnia

- niskie stężenie fosforanów
- niskie stężenie witaminy D
- wysokie stężenie fosfatazy zasadowej w surowicy

Osłabienie szkliwa zębów – podatność na mikrourazy
Osłabienie kości szczęki i żuchwy

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

29

Przyczyny krzywicy i osteomalacji

Osteomalacja

–

upośledzona mineralizacja macierzy kostnej ukształtowanego

kośćca.

Zaburzenia
wit. D

Ca

PO
4

25-
D

1,25-D

Inne

Niedobór wit. D

PTH & Alk. Phos

Choroby wątroby

PTH & Alk. Phos

Choroby nerek

N

PTH & Alk. Phos

Niedobór 1

-hydroksylazy (krzywica
zależna od wit. D I)

N

PTH & Alk. Phos

Oporność na wit. D –
nieprawidłowy receptor

(krzywica

zależna od vit. D II)

N

PTH & Alk. Phos

Hipofosfate
mia

Nerkowa utrata
fosforanów

N

N

N

Nadmierne
przyjmowanie leków
zobojętniających

N

N

Wrodzona hipofosfatemia
z hyperkalciurią

N

N

Wapń w moczu

Krzywica hipofosfatemiczna
sprzężona z chr. X (krzywica
oporna na wit. D)

N

N

1,25-D
nieprawidłowo
normalna

© Ewa Bryl, Jacek M.
Witkowski '2006

30

KONIEC