Zaburzenia gospodarki wapniowo-fosforanowej
TKANKA KOSTNA
ż� ponad 70% masy szkieletu
ż� zmiana masy kośdca wraz z wiekiem
ż� max  ok. 25. roku życia
KOMÓRKI (ok. 5% masy): osteocyty, osteoblasty, osteoklasty
ISTOTA MI
DZYKOMÓRKOWA
ż� częśd organiczna (osteoid)  ok. 20%
ż� częśd nieorganiczna (sole mineralne)  ok. 70%
Kości człowieka przez całe życie podlegają przebudowie ą� obrót kostny
(wymiana 2-10 % masy kostnej na rok)
ż� OSTEOKLASTY (1)  niszczenie kości
ż� OSTEOBLASTY (2)  tworzenie nowej tkanki kostnej
ż� OSTEOPOROZA  zachwianie równowagi między aktywnością (1) i (2), nadmierny rozkład
kości
ż� LECZENIE OSTEOPOROZY  hamowanie (1), pobudzanie (2)
Budowa kości
" Kośd nie ma budowy jednolitej
" Wyróżnia się
 istotę zbitą (kośd korowa)
 i gąbczastą (kośd beleczkowa)
 istota zbita występuje zawsze na powierzchni kości, natomiast istota gąbczasta
wewnątrz kości
MASA KOŚDCA I G
STOŚD TKANKI KOSTNEJ
CZYNNIKI GENETYCZNE
1
CZYNNIKI RASOWE
CZYNNIKI SOCJOSPOA
ECZNE
ż� niedożywienie do 20 r. ą� życia zmniejszenie ilości wytwarzanej tkanki kostnej
ż� 25  30 r. życia ą� stały poziom masy kośdca
ż� >30 r. życia ą� stopniowy ubytek masy tk. kostnej
ż� 35  50 r. życia ą� podobna utrata masy kości u kobiet i mężczyzn: 8-10% ubytek tkanki
kostnej gąbczastej, 2-4% ubytek tkanki kostnej zbitej
ż� okres przekwitania u kobiet ą� ubytek masy kości do 4% w ciągu roku
�� - utrata 30-40% szczytowej masy kostnej
�� - utrata 20-30% szczytowej masy kostnej
Wpływ treningu fizycznego na układ kostny
" oddziaływanie na układ beleczek kostnych  wzrost wytrzymałości biomechanicznej kości
" zmniejszenie tempa fizjologicznego ubytku masy kostnej
!!! do 30 r. życia  czynnik profilaktyki osteoporozy pomenopauzalnej i starczej
" kinezyterapia  niezbędny element terapii pourazowej
" nieprawidłowy trening ą� patologie kości
" złamania z pociągania (awulsyjne)
" złamania przeciążeniowe
Regulacja gospodarki wapniowo-fosforanowej
" Parathormon (PTH)
" Kalcytonina
" Aktywny metabolit wit. D3 (cholekalcyferolu): 1,25-dihydroksycholekalcyferol = kalcytriol =
1,25(OH)2D3
2
Na aktywnośd przemiany kostnej mają wpływ:
" kalcytonina - hamuje aktywnośd osteoklastów, resorpcję zwrotną wapnia przez komórki
cewek nerkowych  obniżenie stężenia Ca2+ w osoczu (kalcytonina łososiowa - leczenie
osteoporozy)
" parathormon  wzrost aktywności osteoklastów (resorpcja kości), wzrost wchłaniania
zwrotnego w nerkach
" witamina D (dieta)  umożliwia wchłanianie Ca2+
" estrogeny - pobudzenie aktywności osteoblastów, nasilenie wydzielania kalcytoniny
" androgeny  pobudzenie aktywności osteoblastów
" nadmiar androgenów - nadmierne przyspieszenie wzrostu i rozwoju kości w wieku
dziecięcym (szybko kostnieją nasady kości i dziecko przestaje rosnąd, zanim osiągnie wzrost
prawidłowy �� niski wzrost w wieku dojrzałym)
" testosteron - działa anabolicznie na tkankę kostną
" hormon wzrostu  aktywacja osteoblastów (aktywacja osteoblastów i synteza białek w
tkance kostnej), wzrost wchłaniania Ca2+ w jelicie, wzrost wydalania Ca2+ z moczem
" glikokortykosteroidy - hamowanie syntezy białek w tkance kostnej, wzrost aktywności
osteoklastów, spadek wchłaniania Ca2+ z jelita, wzrost wydalania Ca2+ przez nerki
" aktywnośd fizyczna - pobudza procesy kościotworzenia
Glikokortykosteroidy
" hamują syntezę białek w tkance kostnej
" hamują przeobrażanie się komórek podścieliska szpiku kostnego w preosteoblasty i dalsze ich
dojrzewanie do osteoblastów
" wzrost resorpcji tkanki kostnej przez osteoklasty (stymulacja osteoklastogenezy)
" Ż� wchłanianie wapnia z jelita (działanie przeciwne do witaminy D)
" �� wydalanie Ca i fosforanów przez nerki
" długotrwałe działanie glikokortykosteroidów może wywoład osteoporozę na skutek wzrostu
resorpcji kości oraz zmniejszenia tempa jej odtwarzania
Proces mineralizacji kości zależy od wzajemnych relacji między wapniem, fosforanami, witaminą D
i PTH
3
Ca
" Podst. składnik mineralny kości
" Przeciętnie Polak spożywa ok. 600 mg Ca dziennie (ca o połowę mniej w por. z normą)
" Przy steroidoterapii wskazane podawanie Ca elementarnego 500  1000 mg/24 h
" Kobiety w okresie pomenopauzalnym: 1500 mg Ca /24 h
Rola wapnia w organizmie
" czynnik wyznaczający próg pobudliwości komórek
" kurczliwośd mięśni
" wewnątrzkomórkowe procesy metaboliczne
" składnik budulcowy  szkielet, zęby
" procesy krzepnięcia krwi
Rola fosforanów
" budulec błon komórkowych
" składniki kwasów nukleinowych, nukleotydów, ATP
" Równowaga wapniowo-fosforanowa
Stężenia wapnia i fosforu utrzymywane w równowadze dynamicznej dzięki PTH, wit. D3, kalcytoninie,
estrogenom
PTH:
" �� Ca2+ w osoczu poprzez  uruchomienie wapnia z kości
" nerki: Ż� wydalania Ca2+, �� wydalania PO42-
" jelito: �� absorpcji Ca2+ (w obecności wit. D3)
Wit. D3:
�� wchłaniania Ca2+ i PO42- z jelita
�� mineralizacji kośdca
Kalcytonina:
Ż� Ca2+ w osoczu
Ż� resorbcji Ca2+ i PO42- w kościach
4
Kalcytonina
" Hormon wytwarzany i wydzielany przez komórki C tarczycy (kom. okołopęcherzykowe)
" Wydzielanie kalcytoniny zależne od poziomu wapnia:
Hiperkalcemia: �� syntezy i wydzielania kalcytoniny
Hipokalcemia: Ż� syntezy i wydzielania kalcytoniny
Wzrost wydzielania kalcytoniny powodują także:
" cholecystokinina
" glukagon
" sekretyna
Kalcytonina - główne działanie w organizmie:
" Ż� nadmiernego stęż. Ca w osoczu
" wywoływanie wyraz
nej hipofosfatemii
Kalcytonina - działanie na poziomie kości:
" Regulacja obrotu kostnego
" Silne hamowanie osteolizy osteocytowej Ź� zmniejszanie resorpcji wapnia i fosforanów
(antagonizowanie działania PTH)
" Ż� liczby i aktywności osteoklastów
" Odbudowa kości poprzez przyspieszenie odkładania się w nich wapnia, fosforu i białek
kolagenowych
" Ż� resorbcji Ca2+ i PO42- w kościach
Terapia: kalcytonina łososiowa
Kalcytonina - działanie w nerkach:
�� wydalania Ca i fosforanów
" Brak bezpośredniego działania na absorpcję Ca i fosforanów w jelicie
5
Parathormon (PTH)
" Wytwarzany w kom. głównych ciemnych przytarczyc (4 przytarczyce)
" Regulacja wydzielania zależy od poziomu zjonizowanego Ca w osoczu
Ż� Ca w osoczu �� �� PTH
�� Ca w osoczu �� Ż� PTH
" Sprzężenie zwrotne między Stęż. PTH a Stęż. 1,25(OH)2D3
Ż� 1,25(OH)2D3 �� �� PTH
�� 1,25(OH)2D �� Ż� PTH
" U kobiet powyżej 70 roku życia stęż. PTH wyższe niż u mężczyzn (czynnik większego
zagrożenia osteoporozą
Efekty działania PTH
" �� stęż. Ca w osoczu (hiperkalcemia)
" Ż� stęż. nieorganicznych fosforanów w osoczu (hipofosfatemia)
" działanie na narządy efektorowe (kości, nerki, przewód pokarmowy)
PTH �� kości
" �� resorpcji kości, mobilizacja Ca i przenikanie do osocza
" wpływ na częśd mineralną kości
" rozpad kolagenu (hydroksyprolina w moczu �� odbicie niszczącego działania PTH na kośd)
" �� mineralizacji kości  nadmierne wapnienie osteoidu;� �� frakcji kostnej fosfatazy zasadowej
w surowicy
PTH �� nerki, jelita
" �� wchłaniania zwrotnego Ca w cewkach dalszych
" Ż� wchłaniania zwrotnego fosforanów w cewkach bliższych �� fosfaturia
" �� wytwarzania 1,25 (OH)2D3 przez kom. nabłonka cewek bliższych �� pośrednie działanie na
jelito cienkie �� �� wchłaniania Ca i fosforanów
6
UWAGA!
" Ze względu na znacznie silniejszy efekt fosfateuryczny PTH �� ostateczny efekt działania PTH
na poziom fosforanów = hipofosfatemia
PTH �� RKZ
" �� uwalniania z kości Ca wraz ze znaczną ilością wodorowęglanów
ALE&
" jednoczesne hamowanie zwrotnego wchłaniania wodorowęglanów w nerkach �� wzrost pH
moczu �� spadek pH krwi = kwasica metaboliczna �� dalsza resorpcja Ca z kości
Fizjologiczny antagonizm pomiędzy kalcytoniną a PTH
Przykłady
" Rozrost kom. C tarczycy w pierwotnej nadczynności przytarczyc (dążenie do utrzymania
normokalcemii)
" Wtórna nadczynnośd przytarczyc u pacjentów z rakiem rdzeniastym tarczycy (rozrost kom. C
�� �� wydzielania kalcytoniny)
Kalcytonina vs PTH
" Antagonizm w oddziaływaniu na gospodarkę wapniową
" Synergizm w odniesieniu do fosforanów (powodowanie hipofosfatemii)
Witamina D (ergokalcyferol)
" witamina D (ergokalcyferol)
" wit. D3 (cholekalcyferol) & najaktywniejszy metabolit wit. D3: dihydroksywitamina D3 =
kalcytriol, 1,25(OH2)D3 odpowiadają za wchłanianie jonów Ca i fosforu z jelit i regulują
mineralizację kości
" hydroksylacja D3: pierwsza  w wątrobie; druga  w nerkach
" kalcytriol pobudza wytwarzanie białka wiążącego Ca w enterocytach (ułatwianie transportu
Ca przez ścianę jelita)i transport fosforanów
Witamina D
" Wchłanianie z przewodu pokarmowego  głównie w jelicie krętym
" 90% zużywanej wit. D pochodzi ze skóry
7
" W skórze: synteza cholekalcyferol u (wit. D3) z 7-dehydrocholesterolu pod wpływem prom.
UV
Spadek stęż. wit. D3:
" kortykosteroidy
" niedobór estrogenów
" mała aktywnośd fizyczna
" ograniczenie ekspozycji na słooce
Leczenie uzupełniające: 0,25  0,5 m�g kalcytriolu lub 500  1000 j.m. cholekalcytriolu/24 h
Nadczynnośd przytarczyc
1. pierwotna  nadmierna, nie hamowana przez stężenie wapnia sekrecja parathormonu
z wtórnymi zaburzeniami gospodarki wapniowo-fosforanowej
(HIPERKALCEMIA, HIPOFOSFATEMIA)
ż� nowotwór przytarczyc (gruczolak)
ż� przerost gruczołów przytarczycznych
" Objawy nadczynności przytarczyc
" Nadczynnośd przytarczyc
2. wtórna - zwiększona sekrecja PTH wywołana przewlekłą hipokalcemią (niedobór wapnia w
pożywieniu, zespół złego wchłaniania, niedobory witaminy D, przewlekła niewydolnośd nerek)
objawy choroby podstawowej + objawy wynikające z hipokalcemii
Niedoczynnośd przytarczyc (hipokalcemia, hiperfosfatemia)
ż� stan chorobowy przebiegający z brakiem lub niedoborem PTH
a) pierwotna  wrodzony niedorozwój gruczołów przytarczycznych
b) wtórna  pooperacyjna, napromieniowanie, zapalenie lub guz tarczycy
c) rzekoma  genetycznie uwarunkowany brak reakcji receptorów tkankowych na PTH (głównie
kości i nerek)
8
Niedoczynnośd przytarczyc (hipokalcemia, hiperfosfatemia)
OBJAWY:
" tężyczka hipokalcemiczna  mrowienia, parestezje, bolesne skurcze mięśni kooczyn górnych i
dolnych, napady tężyczkowe wynikają z nadmiernej pobudliwości nerwowo-mięśniowej
" odkładanie złogów wapnia  kości, zwoje mózgowe, torebki stawowe
Zmiana stężenia fosforanów w płynie zewnątrzkomórkowym nie powoduje bezpośrednich zaburzeo
czynności ustroju, ale zmiany stężenia wapnia (zwłaszcza hipokalcemia) wywierają skutki
natychmiastowe.
Hiperkalcemia - podwyższa próg pobudliwości komórek m. szkieletowych, gładkich oraz m.
sercowego.
objawy: osłabienie, adynamia mięśniowa, zmiany zapisu EKG, skłonnośd do zapard
Hipokalcemia  obniża próg pobudliwości komórkowej  tężyczka hipokalemiczna
T
ŻYCZKA
Stan nadpobudliwości nerwowo-mięśniowej wywołany zaburzeniami równowagi elektrolitowej w
płynie zewnątrzkomórkowym
T
ŻYCZKA, podsumowanie
" Hipokalcemia:� wynik Ż� zwrotnego wchłaniania Ca w nerkach & Ż� uwalniania Ca z kości
" Ż� tworzenia kalcytriolu w nerkach (brak PTH hamuje hydroksylację 25(OH)D3 �� hipokalcemia
" �� wchłaniania fosforanów w nerkach = hiperfosfatemia
" �� wchłaniania zwrotnego wodorowęglanów w nerkach �� zasadowica metaboliczna
" Obniżona czynnośd osteoklastów �� względna przewaga osteoblastów �� stwardnienie
(zagęszczenie) kości w warunkach ustania procesów wchłaniania Ca i fosforanów z kości
(OSTEOSCLEROSIS)
Wytrzymałośd kości - zależy od właściwości materiałowych i od jej struktury:
" BMD
" jakości składnika mineralnego
" jakości składnika organicznego kości
" mikroarchitektury kości
9
" geometrii
Wytrzymałośd kości
" Mimo przebudowy kości, utrzymywane są jej właściwości architekturowe i materiałowe
" Gdy proces remodelowania toczy się zbyt szybko, zbyt wolno lub brak jest równowagi między
kościogubieniem i kościotworzeniem, dochodzi do zwężenia i utraty beleczek kostnych,
większej porowatości kości i kumulacji mikrozłamao
" BMD (bone mineral density)  standardowe kryterium ubytków kostnych i ryzyka złamao
Osteopenia  ubytek gęstości tkanki kostnej w przedziale 1  2,5 SD od średnich wartości
stwierdzanych u młodych, dorosłych osób
Osteoporoza  ubytek masy kostnej >2,5 SD
Badania biochemiczne markerów obrotu kostnego
" Stęż. Ca
" Stęż. Fosforanów
" Stęż. PTH
" Aktywnośd fosfatazy alkalicznej
" Osteokalcyna  białko niekolagenowe produkowane przez osteoblasty, wskaz
nik aktywności
osteoblastów (wyrost m.in. przy osteoprozie, nadczynności przytarczyc)
" Wydzielanie Ca, fosforanów i kreatyniny z moczem
" ok. 40. roku życia zaczyna się proces rozrzedzania kości w wyniku zaniku beleczek kostnych
" 70-latek traci około 1/3 masy kości; jeżeli proces przybiera na sile, mówimy o osteoporozie
Osteoporoza = uogólniona choroba metaboliczna kości, charakteryzująca się:
- niską masą kostną
- upośledzoną mikroarchitekturą kanki kostnej
- zwiększoną jej łamliwością i podatnością na złamania
DEFINICJA OSTEOPOROZY (1)
Osteoporoza jest chorobą, w której ubytek masy kostnej i uszkodzenie jej mikroarchitektury
prowadzą do zwiększonego ryzyka złamao kości.
10
Consensus Development Conference
Kopenhaga 1990
Amsterdam 1996
DEFINICJA OSTEOPOROZY (2)
Osteoporoza jest chorobą układu kostnego, charakteryzującą się obniżeniem wytrzymałości kości, co
prowadzi do zwiększonego ryzyka złamao.
Wytrzymałośd kości jest pochodną gęstości i jakości tkanki kostnej.
Czynniki ryzyka osteoporozy
" wiek powyżej 65 r. ż.
" rodzinna skłonnośd do występowania osteoporozy
" szczupła budowa ciała
" menopauza, zaburzenia miesiączkowania, kastracja
" niska podaż wapnia w diecie
" mała dostępnośd do prom. słonecznego (niedobór witaminy D)
" długotrwałe unieruchomienie, nieruchliwy tryb życia
" nadużywanie kawy, alkoholu, napojów typu cola
" długotrwałe stosowanie leków z grupy glikokortykosterydów
" przewlekle stosowane leki z szeregu: przeciwkrzepliwych, przeciwgorączkowych,
przeciwdrgawkowych, niektórych moczopędnych, np. furosemid
Grupy ryzyka osteoporozy
" kobiety w okresie poprzekwitaniowym  Typ I
" starsi ludzie - Typ II
" u młodych ludzi jako choroba towarzysząca innym chorobom (niewydolnośd
nerek, nadczynnośd tarczycy, przewlekłe choroby przewodu pokarmowego,
nowotwory)
" kobiety w ciąży i karmiące piersią (ubogowapniowa dieta matki karmiącej)
" dzieci bardzo szybko rosnące
11
Objawy osteoporozy
1. brak istotnych objawów we wczesnej fazie choroby  rozwija się wiele lat
2. w póz
niejszej fazie choroby pojawiają się bóle dotyczące pleców, głównie w okolicy
kręgosłupa, bóle żeber (charakter przewlekły, trudny do uśmierzenia)
3. faza zaawansowanej choroby  znaczne odwapnienie kości  zwiększona łamliwośd kości
(pojawianie się złamao samoistnych)
Najczęstsze złamania osteoporotyczne
1. Dalsze odcinki przedramienia (okolice nadgarstka)
2. Bliższy koniec kości ramiennej (okolica barku)
3. Żebra
4. Kręgosłup - trzony kręgów kręgosłupa
5. Miednica
" Bliższy koniec kości udowej �� złamania szyjki kości udowej i złamania przezkrętarzowe
(okolica biodra) - szyjka kości udowej  najważniejsza z klinicznego punktu widzenia (20%
śmiertelnośd w ciągu pierwszego półrocza po złamaniu)
6. Bliższy koniec kości piszczelowej (okolice kolana)
Dlaczego osteoporoza jest istotnym problemem medycznym?
" Duża częstośd
" Śmiertelnośd
" Utrata samodzielności
" Inwalidztwo
" Koszty
PODZIAA
OSTEOPOROZY
" Osteoporoza pierwotna
- idiopatyczna (młodzieocza i dorosłych)
- inwolucyjna
1. Pomenopauzalna typu I (80% leczonych chorych)
12
 2. Starcza typu II (10-15% leczonych chorych)
" Osteoporoza wtórna
- choroby endokrynologiczne
- choroby układu krwiotwórczego i nowotworowe
- choroby o podłożu genetycznym
- choroby nerek
- choroby przewodu pokarmowego
- leki, np. glikokortykosteroidy, hormony tarczycy
Osteoporoza wtórna
" 5 - 20% wszystkich osteoporoz
" w młodszym wieku jest to postad dominująca
" w patogenezie może odgrywad rolę kilka przyczyn
" wpływ na ubytek masy kostnej ma przede wszystkim schorzenie podstawowe
" prawidłowe leczenie schorzenia podstawowego doprowadzad może do odwracalności
osteoporozy
Starzenie się układu ruchu
1. Zmiany inwolucyjne i zwyrodnieniowe układu kostnego
2. Zmniejszenie masy mięśniowej i zaniki w obrębie układu mięśniowego (brak ochrony
mięśniowej)
3. Zmiany w ośrodkowym i obwodowym układzie nerwowym
4. Odruchowe zmiany napięcia mięśni, przeciążenie, spadek siły mięśniowej
5. Złamania i ból
6. Zmiana postawy ciała - zwiększenie lordozy szyjnej i kifozy piersiowej, zbliżenie łuków
żebrowych do talerzy kości biodrowych
7. Obniżenie wzrostu
13
Grupy leków stosowane w osteoporozie
Leki hamujące resorpcję kości
1. bisfosfoniany
2. SERM (Selective Estrogen Receptor Modulator)
3. kalcytonina
4. estrogeny/gestageny
5. wapo
6. witamina D3 i jej aktywne metabolity
7. tiazydy
Leki pobudzające tworzenie kości
1. parathormon
2. fluorki
3. steroidy anaboliczne?
Kośd jest, wbrew potocznemu mniemaniu, bardzo aktywną tkanką. Przez cały okres życia organizmu
zachodzą w niej jednocześnie procesy uszkadzania, odnowy i naprawy. Mówimy o tzw. obrocie
kostnym. Uszkodzenia są nieuchronne i wynikają z kumulacji mikrourazów. Kośd, jak każdy inny
materiał, podlega zjawisku zmęczenia. Dzięki jednak dużej aktywności komórek kostnych
(osteoblastów - komórek odnowy i osteoklastów - komórek "kościogubnych") uszkodzona "stara
kośd" jest wymieniana na "nową kośd", oczywiście z zachowaniem jej skomplikowanej wewnętrznej
mikroarchitektury. Remodelowanie (ang. remodelling) kości to proces odmładzania kości i
formowania jej kształtów zgodnie z genetycznym programem. Warto wiedzied, że w ciągu roku
dochodzi do wymiany 2-10 % masy kostnej. U jednych osób "obrót kostny" jest szybki, u innych
przebiega leniwie.
14