ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ ΤΩΝ ΟΣΤΩΝ
Μεταβολικές και ενδοκρινείς παθήσεις των οστών
Τα οστά υποστηρίζουν και προστατεύουν τα μαλακά μόρια, μεταφέρουν φορτία και συμμετέχουν στην κίνηση.
Ο οστίτης ιστός είναι αποθήκη μεταλλικών στοιχείων και βοηθάει στη ρύθμιση και το ισοζύγιο κυρίως του ασβεστίου στα έξω κυττάρια υγρά. Παρά τη μηχανική του σταθερότητα το οστούν βρίσκεται σε μια διαρκή δυναμική κατάσταση και μεταβάλει το σχήμα και την εσωτερική του δομή ανάλογα με τις μεταβολές των μηχανικών φορτίων και το μεταβολισμό των μετάλλων. Η όλη ρύθμιση της οστικής δομής και σύστασης επιτυγχάνεται από την κυτταρική δραστηριότητα, που με τη σειρά της καθορίζεται από ορμονικούς και τοπικούς παράγοντες.
Τα μεταβολικά νοσήματα των οστών είναι καταστάσεις με γενικευμένες σκελετικές ανωμαλίες, λόγω διαταραχής του, αυτού αλληλεπιδρώντος συστήματος.
Οστίτης ιστός και οστά
Δομή και σύνθεση του οστού:
Το οστούν αποτελείται από μεσοκυττάρια ουσία κολλαγόνου στην οποία επικάθονται μεταλλικά άλατα και πλήθος κυττάρων. Οι οστεοκλάστες απορροφούν το οστό, οι οστεοβλάστες παράγουν οστό και τα οστεοκύτταρα είναι κύτταρα σε ηρεμία.
Ο νεοπαραχθείς οστίτης ιστός που δεν έχει επιμεταλωθεί ονομάζεται οστεοειδές και σε αυτή τη φάση το οστούν καλείται ινώδες οστούν. Πεταλιώδες οστούν είναι ο ώριμος οστίτης ιστός. Σχεδόν ο μισός οστικός όγκος αποτελείται από μέταλλα κυρίως: φώσφορο, ασβέστιο σε μορφή κρυσταλλικού υδροξυαπατίτη. Το πεταλιώδες οστούν εμφανίζεται σε δύο δομικά διαφορετικές μορφές: συμπαγές (φλοιώδες) και σπογγώδες (δοκιδωτό) οστούν.
Το συμπαγές οστούν είναι πυκνό και ισχυρό και ανευρίσκεται σε σημεία όπου η στήριξη είναι σημαντική. Αποτελείται από συμπαγείς μονάδες: συστήματα του Havers και τα κανάλια του Volkman με τα οποία συνδέονται μεταξύ τους.
Το σπογγώδες οστούν έχει εμφάνιση κυψέλης, αποτελεί το εσωτερικό οστικό δίκτυο και είναι ιδιαίτερα ανεπτυγμένο στα άκρα των αυλοειδών οστών και στα σπονδυλικά συστήματα. Είναι πιο πορώδες από το συμπαγές και παρέχει τα 2/3 της συνολικής οστικής επιφάνειας. Για το λόγο αυτό οι επιδράσεις των μεταβολικών νοσημάτων αφορούν συνήθως πρώτα το σπογγώδες οστούν.
Τα ώριμα οστά καλύπτονται εκτός από τα άκρα τους από μια σκληρή περιοστική μεμβράνη το περιόστεο. Το βαθύτερο στρώμα του περιόστεου είναι οστεοπαραγωγικό. Εσωτερικά του οστού είναι το ενδόστεο το οποίο συνορεύει με τον μυελικό αυλό.
Το οστούν διαθέτει πλούσια αιμάτωση, τα αγγεία των σωληνών του Havers σχηματίζουν ένα αναστωμωτικό δίκτυο μεταξύ του περιόστεου και του μυελικού αυλού.
Ανάπτυξη, κατασκευή και ανακατασκευή του οστού
Κατά τη σωματική ανάπτυξη το οστό αυξάνει σε μέγεθος και σε σχήμα. Στο επίπεδο του συζευκτικού χόνδρου το νέο οστούν προστίθεται με ενχόνδρινη οστεοποίηση, ενώ στην επιφάνεια του με υποπεριοστική παράθεση οστού.
Το οστούν αναδιαμορφώνεται συνέχεια από την εναλλασσόμενη οστική απορρόφηση και σχηματισμό, διαδικασία που καλείται οστική κατασκευή. Η ίδια διαδικασία ακολουθείται κατά τη διάρκεια της ζωής, δηλαδή στη συνεχή ανακατασκευή του ήδη υπάρχοντος οστού με αποκλεισμό το ‘παλαιό οστούν’ να απορροφάται από τους οστεοκλάστες και να δημιουργείται ‘νέο οστούν’ από τους οστεοβλάστες. Επίσης η ομοιόσταση του ασβεστίου απαιτεί τη συνεχή ανταλλαγή των αποθηκευμένων μετάλλων που υπάρχουν στα οστά. Κάθε κύκλος οστικής ανακατασκευής ολοκληρώνεται σε 4-6 μήνες. Ο ετήσιος ρυθμός ανακατασκευής είναι περίπου 4% για το συμπαγές οστούν και 25% για το σπογγώδες οστούν.
Κατά το πρώτο ήμισυ της ζωής η παραγωγή νέου οστού υπερέχει ελαφρά της απορρόφησης με αποτέλεσμα αύξηση της οστικής μάζας. Στα επόμενα έτη η απορρόφηση υπερέχει της παραγωγής νέου οστού με αποτέλεσμα μείωση της οστικής μάζας.
Μεταβολές του οστού που σχετίζονται με την ηλικία
- Κατά την παιδική ηλικία και εφηβική το συνολικό οστό αυξάνει σε μέγεθος και αλλάζει σχήμα, ο οστίτης ιστός παραμένει ελαφρώς και πορώδης.
- Μεταξύ εφηβείας και 35 ετών τα οστά καθίστανται βαρύτερα και ισχυρότερα. Η οστική μάζα αυξάνεται κατά 3% το χρόνο.
- Μεταξύ 35-50 ετών παρατηρείται σταθερή οστική απώλεια. Η οστική μάζα μειώνεται κατά 0,3-0,5% το χρόνο. Λιγότερο στους άνδρες.
- Από την έναρξη της εμμηνόπαυσης και για ακόμη 10 χρόνια ο ρυθμός της οστικής απώλειας στις γυναίκες είναι 3% το χρόνο, κυρίως στα σπογγώδη οστά λόγω υπερβολικής απορρόφησης από τους οστεοκλάστες οι οποίοι δεν καταστέλλονται πλέον από τα οιστρογόνα τα οποία εκλείπουν. Το 30% των λευκών μετεμμηνοπαυσιακών γυναικών παρουσιάζουν οστεοπόρωση. Ο αριθμός της οστικής απώλειας είναι μικρότερο σε νέγρους.
- Αντίστοιχες αλλαγές παρατηρούνται και σε νέες γυναίκες, 5 χρόνια μετά από χειρουργική επέμβαση εκτομής των ωοθηκών.
- Από την ηλικία 65-75 ετών σταδιακά μειώνεται ο ρυθμός οστικής απώλειας στο 0,5% το χρόνο, κυρίως λόγω της μειωμένης οστεοβλαστικής δραστηριότητας.
- Οι άνδρες προσβάλλονται ανάλογα 15 χρόνια αργότερα των γυναικών.
Με την αύξηση της ηλικίας το οστούν καθίσταται περισσότερο πορώδες και παρατηρείται μείωση της οστικής ισχύος η οποία οδηγεί αναπόφευκτα σε αυξημένο κίνδυνο καταγμάτων.
Ρύθμιση του οστικού μεταβολισμού και της ανταλλαγής των μετάλλων
Τα οστά είναι η αποθήκη του ασβεστίου και φωσφόρου στο ανθρώπινο σώμα. Για να απελευθερωθούν τα μέταλλα αυτά, αυτό γίνεται με απορρόφηση του ιστού βραδέως…Το ταχέως ανταλλασσόμενο ποσοστό βρίσκεται στο εξωκυττάριο υγρό οπού η συγκέντρωση του εξαρτάται κυρίως από την εντερική απορρόφηση και την νεφρική απέκκριση. Ο έλεγχος του ασβεστίου είναι πιο σημαντικός από τον έλεγχο του φωσφόρου.
Το ασβέστιο: η συνιστάμενη δόση ημερησίας πρόσληψης είναι 800-1000mgr ενώ αυξάνεται σε 1500mgr σε εγκυμοσύνη και θηλασμό. Μόνο 200mgr εισέρχονται στην κυκλοφορία. Η απορρόφηση του ασβεστίου εξαρτάται από τους μεταβολίτες της vit D και αναστέλλεται από την υπερβολική χρήση λιπών, οξαλικών, φωσφόρου και κορτικοστεροειδών όπως και σε σύνδρομο δυσαπορρόφησης του εντέρου.
Η νεφρική απέκκριση ποικίλει από 100-200mgr ανά 24 hr, εάν η πρόσληψη ασβεστίου είναι μειωμένη η νεφρική απέκκριση προσαρμόζεται ανάλογα. Εάν η συγκέντρωση του ασβεστίου παραμένει μειωμένη στον ορό τότε το ασβέστιο αντλείται από τον σκελετό μέσω αυξημένης οστικής απορρόφησης.
Οι αντιρροπιστικές αυτές αλλαγές στην εντερική απορρόφηση, νεφρική απέκκριση και οστική ανακατασκευή ρυθμίζονται από την παραθορμόνη και του μεταβολίτες της vit D.
Ο φώσφορος: είναι χρήσιμος για πολλές μεταβολικές λειτουργίες. Λαμβάνεται σε αφθονία από τις τροφές και απορροφάται από το λεπτό έντερο ανάλογα με την πρόσληψη. Η απορρόφηση μειώνεται από την λήψη αντιόξινων (υδροξείδιο του αλουμινίου, Malox). Κατά την απέκκριση του φωσφόρου το 90% επαναρροφάται από τα εγγύς σωληνάρια και ελέγχεται από την παραθορμόνη.
VitD: Μέσω των ενεργών της μεταβολιτών ρυθμίζει κυρίως την απορρόφηση και μεταφορά του ασβεστίου καθώς και την οστική ανακατασκευή. Τα όργανα στόχος είναι τα οστά και το λεπτό έντερο.
Η vit D3 (χοληκαλσιφερόλη) λαμβάνεται άμεσα από τις τροφές και δημιουργείται έμμεσα από την επίδραση του υπέρυθρου φωτός στο δέρμα. Ημερησίως οι ανάγκες του οργανισμού είναι 400UI.
Παραθορμόνη: είναι ο κυρίως ρυθμιστής της ομοιόστασης του ασβεστίου. Στα οστά προάγει την οστεοκλαστική απορρόφηση, και την απελευθέρωση ασβεστίου και φωσφόρου στο αίμα.
Καλσιτονίνη: αναστέλλει την οστεοκλαστική δραστηριότητα και αυξάνει την νεφρική απέκκριση του ασβεστίου.
Οιστρογόνα: η απουσία της προκαλεί οστεοπόρωση όπως στις περιπτώσεις της εμμηνόπαυσης, της ωοθηκεκτομής σε νέες γυναίκες και σε καταστάσεις αμηνόρροιας.
Κορτικοστεροειδή: η υπερβολική λήψη προκαλεί οστεοπόρωση λόγω αυξημένης οστικής απορρόφησης, περιορισμού παραγωγής του οστού, μειωμένη εντερική απορρόφηση και η σύνθεση του κολλαγόνου είναι επίσης μειωμένη.
Τοπικοί παράγοντες: η οστική μορφογενετική πρωτεΐνη …μπορεί να απομονωθεί από την θεμέλια ουσία, προκαλεί χονδρογένεση και οστεογένεση. Χρησιμοποιείται στα κατάγματα οπού είναι δύσκολη η πόρωση τους.
Μηχανική καταπόνηση: η επίδραση των μηχανικών φορτίων στην οστική ανακατασκευή περιγράφεται από το νόμο του Wolff. Θετική επίδραση στην παραγωγή οστού έχει η βαρύτητα, η φόρτιση, η μυϊκή δράση και ο αγγειακός σφυγμός.
Η παρατεταμένη κατάκλιση, η απουσία άσκησης, η μυϊκή αδυναμία και ακινητοποίηση του μέλους σχετίζονται με οστεοπόρωση.
Μεταβολικά νοσήματα των οστών
Τα περισσότερα μεταβολικά νοσήματα σχετίζονται με απώλεια οστίτη ιστού.
Τρεις κατηγορίες:
- Οστεοπόρωση στην οποία η οστική ποσότητα (οστική μάζα) είναι παθολογικά μειωμένη.
- Οστεομαλάκυνση στην οποία ο οστικός συνδετικός ιστός είναι παρών αλλά ελλιπής επασβεστωμένος.
- Την ινώδη οστεϊτιδα στην οποία η υπερπαραγωγή παραθορμόνης οδηγεί σε οστική απορρόφηση και αντικατάσταση με ινώδη ιστό.
Κλινικός έλεγχος: η μεταβολική οστική νόσος συνήθως παρουσιάζεται με στοιχεία σκελετικών διαταραχών (οστικό πόνο, κατάγματα), υπερασβεστιαιμία (ανορεξία, κοιλιακό άλγος, ουρολιθίαση), υπερ- ή υποπαραθυρεοειδισμό, σύνδρομο Cushing.
Ακτινολογικός έλεγχος: απώλεια ακτινολογικής πυκνότητας (οστεοπενία) και συμπιεστικά κατάγματα των σπονδύλων.
Μέτρηση οστικής πυκνότητας: η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνική είναι αυτή της διπλής απορροφησιομέτρησης (DEXA μέθοδος).
Βιοχημικός έλεγχος: ασβέστιο, φώσφορος, αλκαλική φωσφατάση, παραθορμόνη ορού, vit D3, καλσιτριόλη στον ορό. Στα ούρα 24 hr μέτρηση ασβεστίου, φώσφορου, υδροξυπρολίνης.