Biochemie kosti ■ Podpůrná funkce ■ Udržování homeostasy minerálů ■ Sídlo krvetvorného systému Anatomie kosti Havers ovy kanálky okostice lamely oddělené lakunami Kostní buňky ■ Osteoblasty ■ Osteocyty ■ Osteoklasty r* . Složeni kosti ■ Pouze část je tvořena buňkami ■ Převládá kalcifikovaná tkáň (90%) ■ Osteoid (organická matrix) ■ kolagen ■ osteokalcin, osteonektin, ... ■ Minerální prvky ■ Krystaly Ca a P (amorfní nebo hydroxyapatit Ca10(PO4)5(OH)2 ■ Na+, Mg2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, P, HC03 Detail Howshipovy lakuny osteoblasty osteoklasty Kostní matrix (osteoid) Remodelace kosti (8-12 týdnů) - v hnízdech Obměna :| trabekulární kosti /C\" I ~ 25 % ročně a *s kortikal ní kosti ~ 2-3 % ročně řízený proces [Ca] a [Pj] v ECF Metabolismus Ca (2.2-2.6 mmol/1) log 11 I J lQmrogl ECF Jilm-ncl (OSO) 1 \ Gmmol 12S™»I Ca2+ Význam ■ vázaný na peptid 1.25 mmol/1 m Nervové funkce ■ Volný ■ Permeabilita membrán ■ „Neionizovaný" (komlexy, soli) ■ Svalová kontrakce 0.1 mmol/1 ■ „Ionizovaný" (metabolický aktivní) Regulace ■ Kalcitonin 1.15 mmol/1 ■ Parathyroidní hormon ■ Vit. D3 Parathyroidní hormon (PTH, parathyrin), 84 aa i Sekretován na základě koncentrace volného nevázaného Ca v plasmě příštitnými žlázami Účinky ■ Stimuluje resorpci kosti ■ Zvyšuje resorpci Ca v ledvinách ■ Nepřímo zvyšuje resorpce Ca ve střevě (aktivací vit. D3 v ledvinách)_________ Ca2+ 52 Vitamin D3 - cholekalcifero ■ Účinná forma 1,25-dihydroxy- cholekalciferol (kalcitriol) Účinky ■ Podporuje resorpci kosti ■ Podporuje resorpci Ca ve střevě íi Ca2+J Aktivace vit. D3 \lH 7-dehydrocholesterol strava ^-^ Cholekalciferol (vit. D3) ^ neaktivní játra 25-hydroxycholekalciferol (kalcidiol) 30 mg/ml ledviny " PTH 1,25-dihydroxycholekalciferol 24,25-dihydroxycholekalciferol (kalcitriol) ' 30 pg/ml * „odpad" Kalcitonin (33 aa) ■ Sekretován C buňkami štítné žlázy Účinky ■ Inhibuje resorpci kosti (přímé působení na osteoklasty) ■ Inhibuje zpětnou resorpci Ca v ledvinách ■ Tlumí bolest (působení na CNS) ů Ca2+J Poruchy metabolismu Ca ■ Hypokalcemie (méně běžné) ■ Hypoparathyroidismus ■ Vit. D deficience ■ Ledvinové poškození ■ Hyperkalcemie ■ Primární hyperparathyroidismus ■ Nádorová onemocnění Fosfor (0.8 - 1.4 mmol/l) ■ Membrány, nukleové kyseliny, kofaktory, glykolytické intermediáty ■ Fosforylace - regulace enzymů ■ Organofosfaty -zdroj E (ATP, kreatin-P) ■ Důležitý anion ICF i ECF ■vázaný na lipidy a proteiny ■Anorganický HP0427H2P04- Fosfor (0.8 - 1.4 mmol/l) ■ Většinou protichůdně k Ca (regulace PTH v ledvinách) ^k } G=á ^=$ KOST 17000 i) MEKKE TKANÉ 3 OCO mmol Hořčík (0.1-1.0 mmol/l) Aktivátor mnoha enzymů ATP existuje jako komplex s Mg2+ Transmembránový transport K, Ca Vazba podjednotek ribosomů Funkce svalů Nervosvalový přenos vzruchu Ovlivňuje sekreci PTH Hořčík (0.1-1.0 mmol/l) Hlavní katión ICF V plasmě - 60% ionizováno, 15% komplexy a soli (P, citrát, HCO3-), zbytek proteiny 1B mmol TO % «drel o v áno KOST 66% 750 mmol MÉíítíÉTKÄMÉ f 450 mmol ^^^ 15mm IM.;, tk Regulace kostní hmoty - souhrn + suprese osteoklastů ■ Kalcitonin ■ PTH aktivace osteoklastů, inhibice syntézy kolagenu v osteoblastech ■ Vit. D3 +/- nezbytný pro mineralizaci, vyšší koncentrace působí osteolyticky ■ Vápník + pouze v dětství, dospívání a ve stáří ■ Fluoridy + stimulují osteoblasty 98 Regulace kostní hmoty - souhrn od 30 let kostní hmoty ubývá ■ Věk ■ Fyzická aktivita + zvyšuje kostní hustotu ■ Růstový hormon + stimulace tvorby kosti ■ Thyroidni hormony + stimuluje resorpci kosti, která následně stimuluje tvorbu kostní hmoty ■ Glukokortikoidy přímo inhibují syntézu proteinů osteoblastů, nepřímo inhibují resorpci Ca ve střevě ■ Estrogen + ovlivňují absorpci Ca ve střevě, nepřímo inhibují osteoklasty Biochemické markery i Výstavby kosti ■ Alkalická fosfatasa ■ Osteokalcin ■ Prokolageny i Resorpce kosti ■ Hydroxyprolin ■ pyridinoliny Zesíťování pyridinolinu a deoxypyridinolinu v kolagenu Zesiťovani pyridinolinu a deoxypyridinolinu v kolagenu =0= ^ _^ / N» ,*..-. r'*v^Yř^YaH t-^fcy^v*« ?T*I^MOU+n| ft ft ^04T ^T a.1 S" Mwj h| Onemocnění kostí i. Osteomalacie a křivice poškození mineralizace kostí u dospělých, křivice - poškození kosti a mineralizace chrupavek u dětí. ■ nedostatečnost vit. D ■ gastrointestinální poruchy biochemie: ■ většinou snížený Ca ■ PTH zvýšený ■ kalcitriol snížený pokud souvisí s vit. D deficiencí. Onemocnění kostí 2. Osteoporosa (řídnutí kosti") snížení kostní hmoty 1/4 žen a 1/20 mužů nad 60 let. Sekundární osteoporosa může být zapříčiněna: některými léčivy (hl. dlouhodobé užívání kortikosteroidů n. heparinu) kouřením, - alkoholem, - hyperthyroidismem gastrointestinálními poruchami Cushingův syndrom Patofyziologie osteoporosy typu I M- Estrogen Osteoklast^------------ Osteoblastyí ------------ í Ca v plasmě J. PTH J. Dihydroxycholekalciferol 4 Absorpce Ca ve střevě — Ztráta kostní hmoty Negativní bilance Ca Ovlivnění osteoporosy -kalcitonin Osteoklastická aktivita ^ Resorpce _ kosti "*■ Dihydroxycholekalciferol \J kosti _J kostní hmota Onemocnění kostí 3. Pagetova choroba - běžná = zvýšená osteoklastická aktivita, která vede ke zvýšené kostní resorpci. Zvýšená aktivita osteoblastů produkuje novou tkáň, ale ta je disorganizačním způsobem opět odbourávána. Klinickým projevem bývá bolest kostí Biochemie: vysoká aktivita ALP zvýšená exkrece Pro-OH v moči