Metabolické poruchy kostí K. Bernášková

Význam kostí Opora těla Pohyb Ochrana dutin Homeostáza vápníku Erytropoéza, imunita ABR

Zralá kost obsahuje: Matrix (osteoid) Minerální hmotu Kostní buňky kolagenní vlákna 1.typu osteokalcin protein S proteoglykany Minerální hmotu hydroxyapatit (kalcium a fosfáty v krystalické podobě) Kostní buňky osteoblasty osteocyty osteoklasty

Osteoblasty Vznik z mezenchymových buněk kostní dřeně Jsou bohaté na alkalickou fosfatázu Mají receptory pro PTH, vitamín D, růstové faktory, estrogeny; mechanoreceptory Funkce: tvorba kostní matrix a mineralizace kosti, řízení zrání a činnosti osteoklastů

Osteoklasty Vznik z hematopoetických buněk (monocytomakrofágová řada) Aktivace a řízení z osteoblastů Receptory pro kalcitonin Funkce: resorbce kosti, dlouhodobější zvyšování kalcémie

Osteoklast

Remodelace kostí Během života kontinuální remodelace kostí, resorbce i novotvorba v rovnováze. Cyklus trvá asi 4 měsíce : 1. Impuls (většinou větší fyzická zátěž, vyplavení parathormonu) 2. Osteoklastická resorbce kosti 3. Formování nové kosti osteoblasty Rovnováhu udržují vlivy: mechanické zatěžování končetiny hladina fosfátů a kalcia v krvi hormony a lokální faktory

Význam remodelace kosti Adaptace tvaru a organizační struktury kosti na změny biomechanických sil Udržování homeostázy vápníku a fosfátů Udržování strukturní integrity kosti (opravy mikrotraumat)

Cyklus remodelace kosti

Řízení remodelace kosti 1 Systémová regulace PTH vitamin D kalcitonin glukokortikoidy STH T3, T4 estrogeny testosteron inzulin Resorbce Formace PTH  kalcitriol ,  kalcitonin  kortizol  nepřímo STH T3, T4 pohl. hormony  nepřímo inzulin

Řízení remodelace kosti 2 Lokální regulace cytokiny prostaglandiny (E2) faktory z osteoblastů růstové faktory Resorbce Formace cytokiny (zánětlivé)   PRG E2 faktory z osteoblastů  nepřímo růstové faktory  nepřímo 

Metabolická onemocnění kostí = poruchy remodelace kosti = jsou charakterizována abnormální strukturou všech kostí je způsobena změněnými, nebo nevhodnými biochemickými reakcemi, způsobenými dědičností, dietou nebo hormony Osteoporóza Osteomalácie Osteitis fibrosa cystica Pagetova choroba Osteodystrofie při chronickém renálním selhání Osteopetróza

Mechanismy poruch remodelace kostí

1. Osteoporóza je systémové kostní onemocnění, charakterizované nízkou kostní denzitou a zhoršením mikroarchitektury kostní tkáně s následným zvýšením fragility převažuje resorbce kosti (organické matrix i minerálů) ztrácí se hlavně spongiosní, ale i kompaktní kost změny jsou generalizované (x lokální změny) epidemiologicky významný výskyt

Dělení osteoporózy primární (Vlastní příčina neznámá, snad funkce lokálních faktorů ) postmenopauzální senilní sekundární (mnoho příčin)

Rozvoj primární osteoporózy závisí na: barvě kůže pohlaví výchozí denzitě kosti tělesné aktivitě hmotnosti přívodu kalcia a hořčíku dietou přívodu vitaminu D snížení hladiny estrogenů (testosteronu) rodinné anamnéze

Příčiny sekundární osteoporózy Endokrinní hypogonadismus thyreotoxikóza hyperparathyreóza Cushingův syndrom Poruchy pojivové tkáně Osteogenesis imperfecta Marfanův syndrom Ehlers-Danlosův syndrom Jiné příčiny Gastrointestinální onemocnění Chronické onemocnění jater Chronické onemocnění ledvin Imobilizace Dieta Malignity Myelom Mastocytóza Leukemie Lymfom Léky glukokortikoidy, alkohol, heparin, (antiepileptika)

Příznaky osteoporózy Zlomeniny obratlů, bolest v zádech, zkrácení výšky Změny tvaru páteře Zlomeniny zápěstí a krčku femuru Bolesti kostí

Léčba osteoporózy Prevence! Estrogeny; selektivní modulátory receptorů pro estrogeny v kostech (tamoxifen); (androgeny) kalcium vitamin D bisfosfonáty (fosamax) fluorid sodný PTH, kalcitonin, leptin, (oxytocin) vitamin K

2. Osteomalácie onemocnění způsobené neadekvátní nebo opožděnou mineralizací osteoidu v dětském věku se nazývá rachitis (andělská nemoc) není tak vzácná, jak se tvrdí

Patofyziologie osteomalácie nedostatek vitamínu D  hypokalcémie   PTH   kalcémie , ale  fosfatémie nepoměr mezi kalciem a fosfátem nedovolí ukládat minerální hmotu do osteoidu  široký osteoidní lem, snížená tvorba kosti poruchy opět ve spongiózní i kompaktní kosti

Příčiny osteomalácie deficit vitamínu D deficit fosfátů (nedostatek v potravě, malabsorbce, poruchy metabolismu: kůže, játra, ledviny; porucha receptorů) deficit fosfátů porucha vstřebávání fosfátů v ledvinách (Fanconiho sy, fosfátový diabetes) deficit alkalické fosfatázy přítomnost toxické látky (fluoridy, aluminium, fosfát vázající antacida)

Příznaky osteomalácie difuzní bolesti kostí (hlavně v oblasti kyčlí) svalová slabost zlomeniny po minimálním traumatu u dětí poruchy růstu, deformace kostí biochemie: hypokalcémie, hypofosfatémie, lehce  PTH rachitický růženec (zbytnění kostochondrálního spojení,

3. Osteitis fibrosa cystica = komplikace pokročilé hyperparathyreózy = extenzivní aktivita osteoklastů  zvýšená resorbce kosti a endostální fibróza zvýšená aktivace osteoklastů  demineralizace  resorbce kosti, fibrózní degenerace dřeně. Tvorba cyst. Změkčení kostí  deformace

4. Pagetova choroba Kostní buňky se zmnožují a zvětšují svůj objem a aktivitu, obrat kosti se zrychluje až 40x. Zvýšená resorbce i novotvorba kosti.  kostní denzita, nepravidelná struktura.  se i prokrvení kosti. Nejčastěji postižené kosti Příčina je neznámá (viry?)

Příznaky a komplikace Pagetovy choroby Příznaky: náhodný záchyt na rentgenu; bolest postižené kosti, pocit tepla Komplikace: Změna tvaru kostí (ohýbání dlouhých kostí, zvětšování obratlů, deformity) Zlomeniny Útlak nervů (lebka  hluchota, páteř  slabost a parestezie DK) Artritis Dna Selhání srdce (dnes vzácně) Nádory

Terapie Paracetamol NSAID‘s bisfosfonáty Ohýbání dlouhých kostí u Pagetovy choroby

5. Renální osteodystrofie Poškození kostí, způsobené chronickým selháním ledvin Multifaktoriální příčina Kombinace poruch: osteoporóza, osteoskleróza, osteomalácie, osteitis fibróza (terciární hyperparathyreóza)

Renální osteodystrofie Toxicita hliníku Snížení počtu nefronů  biosyntetické aktivity  tvorby kalcitriolu  resorpce vápníku v GIT  exkrečních funkcí ledvin Retence toxických metabolitů Metabolická acidóza Hyperfosfatémie Hypokalcémie  sekrece PTH Osteitis fibrosa Remodelace a redistribuce kosti - osteoskleróza Metastatické kalcifikace Porucha poměru kalcium x fosfáty Kost jako pufr Dekalcifikace kosti + osteoporóza Proteino-kalorická malnutrice Porucha růstu kostí u dětí (renální křivice)  citlivosti kosti na kalcitriol Osteomalácie

6. Osteopetróza Vzácné hereditární onemocnění Heterogenní patofyziologie (snížení počtu nebo aktivity osteoklastů) Porucha resorbce  ztluštění kostí  x zvýšená fragilita kosti Tři typy podle věku nástupu příznaků Dg RTG změny na lebce: „Vetřelec“

Poruchy remodelace při metabolických a zánětlivých onemocněních

Další onemocnění kostí Moeller – Barlowova choroba osteomyelitida zlomeniny ….

Doporučená literatura http://courses.washington.edu/bonephys/physiology.html

Poruchy růstu

Růst   Růst je komplexní děj, který zahrnuje přírůstek proteinů, délky a velikosti je ovlivňován genetickými faktory je řízen hormony (GhRH, STH, T3,T4, pohlavní hormony, glukokortikoidy, inzulin, IGF, …)   závisí na přiměřené výživě (dostatek proteinů, vitamínů, minerálů a kalorií) Vliv nedostatečné výživy je závislý na věku, kdy vznikne.

Růst U lidí dvě období akcelerovaného růstu. Časné dětství - (částečné pokračování fetální růstové periody) Pozdní puberta - (dáno zvýšeným výdejem růstového hormonu a androgeny nebo estrogeny) Rychlost růstu u chlapců a dívek se liší (dívky vyzrávají rychleji). Ukončení růstu je způsobeno účinky estrogenů a androgenů Za normálních okolností je růst doprovázen odpovídajícími maturačními změnami.

Poruchy růstu Vysoká postava Malá postava proporcionální disproporcionální

Příčiny vysoké postavy Variace na normalitu Genetika Konstituce Hormonální příčiny: STH (gigantismus, gigantoakromegalie) Pohlavní hormony ( pubertas praecox,  pubertas tarda) Thyreotoxikóza v dětství Metabolické příčiny: Marphanův syndrom Chromosomální poruchy XYY - supermale syndrom Cévní poruchy Klippel-Trenaunay-Parkes-Weber sy (cévní zkraty)

Příčiny malé postavy proporcionální 1 Variace na normu geneticky daná malá postava konstituční malý vzrůst Endokrinní poruchy Poruchy sekrece STH (primární,sekundární)    Hypothyreóza (kretenismus)   Diabetes mellitus   Nadbytek glukokortikoidů Funkční endokrinní poruchy (psychosociální trpaslictví)

Příčiny malé postavy proporcionální 2 Chronické onemocnění: (ledvin, srdce, plic...) Malnutrice: Nedostatečný přívod potravy Malabsorpční syndrom Chromozomální poruchy: Turnerův syndrom Downův syndrom

Příčiny malé postavy dysproporcionální 1 Většinou vrozené: spontánní mutace, často významný věk otce autosomálně dominantní dědičnost (achondroplasie a hypochondroplasie) autosomálně recesivní dědičnost (diastrofické trpaslictví trpaslictví) Existuje 272 druhů trpaslictví ·   Osteogenesis imperfecta ·   Mutilující onemocnění během dětství: rachitis, polyarthritis, hemofilie , Moeller - Barlowova choroba

Příčiny malé postavy dysproporcionální 2 Achondroplasie nejobvyklejší typ (1 ze 40 000 porodů) V 80 % případů spontánní mutace Příznaky: dlouhé tělo krátké končetiny velká hlava hypoplazie střední části obličeje inteligence normální nebo zvýšená

Příčiny malé postavy dysproporcionální 3 Mukopolysacharidózy enzymatický defekt, porucha odbourávání složitých cukrů mnoho typů progrese onemocnění

Příčiny malé postavy dysproporcionální 4 Diastrofické trpaslictví zkrácené končetiny deformovaná chodidla prsty na ruce „hitchhiker“) uši páteř

Doporučená literatura http://www.kumc.edu/gec/support/dwarfism.html http://www.rad.washington.edu/mskbook/dysplasia.html http://www.hgfound.org/patterns.html http://www.orthoteers.co.uk/Nrujp~ij33lm/Orthdysplasias.htm