Metabolismus kostí, biochemické markery Čermáková Zdeňka Zdeňka Čermáková Kostní tkáň •Mechanická opora těla •Ochrana měkkých tkání organismu •Umožňuje pohyb •Hematopoeza •Zásobárna kalcia, fosforu, magnézia Image result for bone Kostní tkáň •Složení • •Kostní buňky •Osteoblasty •Osteoklasty •Osteocyty •Mezibuněčná hmota •Bílkovinná složka – kolagen, osteokalcin… •Kostní minerál – hydroxyapatit • • Image result for osteoblast Remodelace kostí •Probíhá během celého života • •Vrchol kostní hmoty je dosažen cca v 25 letech • •Po té pomalý úbytek – 0,5% za rok • •U žen po menopauze zrychlení úbytku – riziko rozvoje menopauzy • Regulace metabolismu kostí •Hormonální •Parathormon •Vitamin D •Kalcitonin • •Estrogeny •Růstový hormon •Inzulin •Glukokortikoidy •Hormony štítné žlázy •Mechanická stimulace Metabolismus vápníku •1000g •98-99% v kostech •1% extracelulárně •Intracelulárně malé množství • Image result for calcium homeostasis Related image Parathormon •Cílové tkáně pro PTH •Kost - odbourání = vzestup Ca v krvi • činnosti osteoklastů, ¯ osteoblastů •Ledviny • reabsorpce Ca, Mg • vylučování P • syntézy 1,25-dihydroxy vit. D Image result for parathormon Vápník v séru (2,15-2,55 mmol/l) Image result for serum calcium Vápník v moči •Množství vápníku v moči závisí na •Obsahu vápníku v potravě a jeho resorpci ve střevě •Stupni osteoresorpce •Funkci ledvinných tubulů • •Sběr za 24 hod •Jednorázový odběr moče – poměr Ca/krea Fosfor •Strukturální součást buněk (DNA, fosfolipidy) •Kostní tkáň •Uchování energie ve formě makroergních sloučenin (ATP, kreatinfosfát) •Regulace enzymové aktivity(fosforylace enzymů) •Pufrovací systém (hydrogenfosforečnany a dihydrogenfosforečnany) • •700 g fosforu •V kostech (80%) •Ve svalech a vnitřních orgánech (10-20%) •Extracelulární tekutina (1%) • Fosfor v séru •Organický fosfor – součást fosfolipidů •Anorganické fosfáty •Volná forma •Vázaný na bílkoviny •Vázaný v komplexech s Ca, Mg • •S- anorganické fosfáty (0,81-1,45 mmol/l) •dU – anorganické fosfáty (13,0-42,0 mmol/l) Biochemické ukazatele kostní přestavby •Nejsou specifické pro určité kostní onemocnění •Metabolický stav skeletu •Posuzujeme společně s nálezy metabolismu kalcia a fosfátu • • •Degradační produkty, které se uvolňují při odbourávání kosti •Proteiny kostní matrix a kostní enzymy syntetizované v osteoblastech nebo osteoklastech a uvolňované do cirkulace Ukazatele novotvorby kostní tkáně • •Amino a karboxyterminální propeptid prokolagenu typu I (PINP,PICP) • • •Kostní izoenzym alkalické fosfatázy • • •Osteokalcin • • PINP: N-terminální propeptid prokolagenu I PICP: C-terminální propeptid prokolagenu I •Kolagen typu I = 90 % organické kostní hmoty, není specifický jenom pro kost (kůže, vazivo…) •Syntéza - prokolagen I •Odštěpení propeptidů C-terminální a N-terminální • Image result for procollagen Kostní ALP •Membrána osteoblastů •Aktivita osteoblastů • •Izoenzymy ALP • •Obtížné odlišení kostní a jaterní ALP •Podobná skladba molekul AMK Osteokalcin •Vedle kolagenu hlavní bílkovina kostní tkáně •Syntéza – karboxylace - vit. K, •Silná vazba k hydroxyapatitu •Vlastnosti •Velmi malá molekula, rychle vyloučen močí •Zvýšená hladina při renální insuficienci •Diurnální rytmus - nejvíce v noci • • •Dnes se považuje spíše za ukazatel celkového kostního obratu Ukazatele odbourání kostní tkáně •Rozpouštění minerální složky, odbourávání kostní matrix •Vyplavení vápníku, fosforu, enzymů a degradačních produktů matrix do krve a do moči • •Odpad vápníku močí •Karboxyterminální telopeptid kolagenu I(ICTP) Image result for procollagen Novotvorba x odbourávání kosti •Novotvorbu zvyšuje •STH, insulin, vit. D, fyzická aktivita • •Odbourávání zvyšuje •PTH, glukokortikoidy, T3, T4, fyzická inaktivita • •Odbourávání snižuje •Kalcitonin, estrogeny Metabolická onemocnění kostní tkáně •Osteoporóza – úbytek kostní hmoty (rovnoměrný úbytek organické i anorganické matrix) – zvýšená fragilita •Civilizační onemocnění – postihuje 7-8% populace •Starší ženy – postmenopauza • •Dg. – měření denzity kostní tkáně •Laboratorní parametry – sledování úspěšnosti léčby Metabolická onemocnění kostní tkáně •Osteomalácie – snížení minerální komponenty následkem porušené mineralizace •Křivice – osteomalácie u dětí • •Příčina nedostatek vitaminu D • •Nízká kalcémie, fosfatémie •Dg. – laboratorní vyšetření, zobrazovací metody