Ca, Mg anyagcsere és a csontrendszer betegségei Kőszegi Tamás Pécsi Tudományegyetem Laboratóriumi Medicina Intézet
Kalcium egyensúly • Ca 1000g felnőttben • 99% csontokban (extracelluláris, Mg, P is) • Plazma/intracelluláris koncentráció: összes Ca 10-3 mol/l víz • Intracelluláris koncentráció: „ionizált” Ca 10-7 mol/l víz • Ionizált Ca - izom kontrakció, véralvadás, enzim aktiváció, jelátvitel, felszívódás/kiválasztás szabályozása
Kalcium egyensúly • Parathormon (peptid) Ca mobilizálás a csontokból (osteoclast) D vitamin fokozott 1-alfa hidroxilációja a vesében (1:25DHCC)
• 1:25DHCC Fokozott Ca felszívódás a bélben A csontok fokozott mineralizációja (osteoblast)
• Kalcitonin (katakalcin) a C-sejtekben Csökkent Ca kiáramlás a csontokból Fokozott Ca (P) kiválasztás
Kalcium egyensúly PTH életideje: 4 perc!
Kalcium egyensúly Calcitonin: tumor marker Procalcitonin: szepszis marker
D vitamin kedvező hatásai
Annual age-standardized incidence rate per 100,000 population, Colon Cancer, 2002
50
Colon Cancer 40
30
20
10
0 0
10
20
30
40
50
60
Projected 25(OH)D concentration in ng/ml Source: GLOBOCAN Database of the International Agency for Research on Cancer. http://www-dep.iarc.fr/globocan/database.htm.
A csont összetétele • Ásványi ∼ 65% száraz súly • Mátrix ∼ 35% száraz súly
• Sejtes elemek
• Víz
Hidroxiapatit Kollagén 90% Egyéb fehérjék Lipidek, cukrok Osteoblast Osteocyta Osteoclast
A csontfelépítés - és lebontás biokémiai markerei
A plazma Ca szint értékelése (2,10-2,60 mmol/l össz) A plazma Ca frakciói Plazma össz Ca %-a Ionizált kalcium (Ca2+)
50-65
Fehérje (albumin) kötött Ca
30-45
Ca komplexek
5-10
A plazma össz-Ca az albumin koncentráció függvénye Az ionizált Ca koncentráció a vér H+ függvénye (respiratorikus alkalózis - tetánia)
Laboratóriumi paraméterek a Ca anyagcsere eltéréseinek vizsgálatában • Plazma: Ca, ionizált Ca, P Vese funkciós vizsgálatok ALP, csontspecifikus ALP Sav-bázis paraméterek Összfehérje, albumin Parathormon, 25-HCC • Vizelet: Ca, P ürítés/nap vagy /kreatinin I. kollagén degradációs termékek
Hiperkalcemia: hyperparathyreosis Elsődleges Ca P pH Vese funkció ALP PTH Kollagén fragmentek
Emelkedett Csökkent Metabolikus acidózis Beszűkülhet Fokozott Emelkedett (normál) Emelkedettek
Intraoperatív PTH mérés Q P T H ( p g /m l)
Intraoperative Monitoring of PTH
300 250 200 150 100 50 0 Baseline
PI
5 Min
10 Min
20 Min
Hiperkalcemia: hyperparathyreosis Másodlagos Ca Csökkent (normál) PTH Emelkedett Vese funkció Beszűkülhet Harmadlagos Ca, P Emelkedett Vese funkció Beszűkült PTH Emelkedett
Egyéb hiperkalcemiák • • • •
Oszteolítikus csont áttétek Myeloma multiplex D vitamin túladagolás Thyreotoxicosis
Hipokalcemia • • • •
Hipoalbuminemia Malabszorpció D vitamin hiány (vagy vese betegség) Alacsony PTH (műtét után), PTH rezisztencia • Akut pancreatitis, alkalózis • Ca pótló terápia normál albumin szint esetén (tetánia)
Magnézium anyagcsere • 24 g felnőttben, főleg intracellulárisan • Plazma: 0,7-1,1 mmol/l (30% fehérje kötött) • Hiány: ritka, lassan alakul ki Funkcionális teszt (orális) 24h vizelet Mg - alap ürítés 24h vizelet Mg - orális adást követően Funkcionális teszt (intravénás) 48h vizelet Mg (>90% ürülnie kell)
Magnézium és migrén
A csontfelépítés - és lebontás biokémiai markerei
Folyamatos csontátépülés • A csont turnovere két metabolikus folyamattal jellemezhető: - új csontszövet felépítése (osteoblast) - meglévő csont lebontása (osteoclast) • A csonttömeg (BMD) a felépítő és lebontó folyamatok egyensúlyának függvénye • Életünk során a BMD folyamatosan csökken (nemtől és kortól függően)
• • • • • • • • •
A csont turnover-t befolyásoló tényezők
Kor Nem Ásványi anyag felszívódás, D vitamin Mellékpajzsmirigy funkció Biológiai válaszmódosítók, hormonok Fizikai aktivitás Metabolikus csontbetegségek (Paget kór) Károsodott vesefunkció Daganatos áttétek a csontban
Csont turnover
A csont BMD és turnover változása az életkor függvényében
Reszorpció Reszorpció Formáció Formáció
20
80
Kor (év)
20
80
A csontfelépítés markerei • Össz alkalikus foszfatáz (izoenzim) - aktivitása életkorral változik • Csontspecifikus alkalikus foszfatáz (osteoblast) - mennyisége életkorral változik • Oszteokalcin (K vitamin függô) az extracelluláris mátrixban, (N-MID oszteokalcinná degradálódik a plazmában) - fokozott turnovernél szintje növekszik • Prokollagén propeptidek: Az I. típusú kollagén keletkezésekor létrejövő prekurzor termékek (C/Nterminális peptidek)
A csontlebontás markerei • Kalcium és hidroxiprolin - kisebb jelentőségű, vesefunkcióra kell korrigálni • Tartarát rezisztens savanyú foszfatáz - osteoclast lizoszómális enzim, kisebb jelentőségű • Piridinolin (deoxi): kollagén keresztkötés, degradációs termék, vizelet érték/kreatinin - jó specificitás • N-terminális keresztkötés (NTx): peptid kötött piridinolin, vizelet érték/kreatinin - jó specificitás • Béta-crosslaps: C-terminális eredetű kollagén lebomlási termék, szérumban és vizeletben - jó specificitás
I-es típusú kollagén degradációs termékek
I-es típusú kollagén degradációs termékek Bone aging:βAsp
Cross-linked N-telopeptide C-terminal cross-link (β-crosslaps) (NTx)
Diurnális ingadozás jelentős
Intézetünkben végzett csont marker vizsgálatok referencia tartományai Laboratóriumi paraméter Intakt parathormon Oszteokalcin D vitamin β-crosslaps (szérum) Pyrilinks-D/kreatinin (vizelet) ALP
Referencia tartomány (felnőtt) 0,7-5,6 pmol/l 4,0-20,0 ng/ml 48-144 nmol/l 0,010-5,94 ng/ml 2,3-7,4 nmol/mmol < 100 IU/l
Oszteokalcin szintek változása antireszorptív kezelés során
Β-crosslaps szint változása bisphosphonate terápia során Paget kórban
Biokémiai markerek alkalmazása osteoporosis-ban • A képalkotó módszerek elsődlegesek • A menopauza korai szakaszában a biokémiai markerek kombinációja előre jelzi a csontvesztés mértékét • A csontvesztés mértéke arányos a törés kockázatával • A csont turnover monitorozása alkalmas az antireszorptív terápiák hatásának megítélésére • Az osteoporosis-on kívül más betegségek is járhatnak fokozott csont turnover-rel!
