Význam kostí
Systémová onemocnění skeletu
• • • • • • •
K. Bernášková
Opora těla Pohyb Ochrana dutin Homeostáza vápníku Erytropoéza, imunita ABR Metabolismus glukózy a živin 2
Regulace metabolismu vápníku
Zralá kost obsahuje: Kalcémie
• Minerální hmotu
Resorpce kosti
– hydroxyapatit (kalcium a fosfáty v krystalické podobě)
Reabsorpce Ca2+ V ledvinách Reabsorpce Ca2+ ve střevě Vzájemné vlivy
3
PTH
Kalcitriol
Kalcitonin
Kortizol
-
_
_
nepřímo
(+ fosfáty)
_
Koncentrace snižuje PTH Účinek PTH sekreci PTH Aktivuje účinek vit D přeměnu vit. D koncentraci na kost (přímo i ve střevě v ledvinách nepřímo)
4
Metabolismus glukózy a živin
Zralá kost obsahuje: • Minerální hmotu – hydroxyapatit (kalcium a fosfáty v krystalické podobě)
• Matrix (osteoid) – – – –
kolagenní vlákna 1.typu protein S proteoglykany osteokalcin leptin 5
zvýšení sekrece adiponektinu
6
1
Zralá kost obsahuje:
Osteoblasty
• Minerální hmotu
• Vznik z mezenchymových buněk kostní dřeně
– hydroxyapatit (kalcium a fosfáty v krystalické podobě)
• Jsou bohaté na alkalickou fosfatázu
• Matrix (osteoid) – kolagenní vlákna 1.typu – osteokalcin – protein S – proteoglykany
•
• Kostní buňky – osteoblasty – osteocyty – osteoklasty
7
Osteocyty
Mají receptory pro PTH, vitamín D, růstové faktory, estrogeny; mechanoreceptory • Funkce: tvorba kostní matrix a mineralizace kosti, řízení zrání a činnosti osteoklastů
8
Osteoklasty
• Vznik z osteoblastů
• Vznik z hematopoetických buněk
• Uloženy mezi kostními lamelami v lakunách
(monocytomakrofágová řada)
• Aktivace a řízení z osteoblastů
• Funkce: okamžité zvýšení plazmatické koncentrace vápníku, zásobování kosti (?), příprava k remodelaci (?)
• Receptory pro kalcitonin • Funkce: resorbce kosti, dlouhodobější zvyšování kalcémie 9
10
Stavba a struktura dlouhé kosti
Osteoklast
11
12
2
Cyklus remodelace kosti
Remodelace kostí • Kontinuální proces • 2 typy:
cílené (vyvolané mikrotraumatem, změnou zatěžování) cyklus trvá 4 měsíce stochastické (náhodné) (celá kostra)
• Resorpce a novotvorba musí být v rovnováze
13
Význam remodelace kosti
14
Remodelace kostí
• Udržování strukturní integrity kosti (opravy mikrotraumat)
• Remodelace je ovlivňována: mechanickým zatěžováním
• Adaptace tvaru a organizační struktury kosti na změny biomechanických sil
hladinou fosfátů a kalcia v krvi hormony a lokálními faktory
• Udržování homeostázy vápníku, fosfátů a dalších iontů
stavem kostních buněk (osteocyty, osteoklasty)
• Metabolismus živin
metabolismem živin 15
Mechanismy poruch remodelace kostí
(dalšími faktory)
16
Řízení remodelace kosti 1
1. Fyziologie
• Systémová regulace
2. Porucha kostní formace
Resorpce
Formace
3. Zvýšená resorpce
PTH
()
4. (další možnosti)
kalcitriol
()
kalcitonin
0
kortizol
STH
()
nepřímo
T3, T4
()
pohl. hormony
()
() estrog. androg.
inzulin
0
17
18
3
SYSTÉMOVÁ ONEMOCNĚNÍ SKELETU
Řízení remodelace kosti 2 • Lokální regulace
Resorpce
Formace
cytokiny (zánětlivé)
PRG E2
faktory z osteoblastů
nepřímo
růstové faktory
nepřímo
A. Metabolická onemocnění kostí B. Onemocnění chrupavky C. Kostní dysplazie
(genetické poruchy)
19
Metabolická onemocnění kostí
20
Metabolická onemocnění kostí
= poruchy remodelace kosti
1. Osteoporóza 2.Osteomalácie
= jsou charakterizovány abnormální strukturou všech kostí Vznikají při změněných nebo nevhodných biochemických reakcích, dietou nebo poruchou sekrece hormonů
3.Osteitis fibrosa cystica 4.Pagetova choroba 5.Osteopatie při chronickém renálním selhání 6.(Osteopetróza) 21
1. Osteoporóza
22
Osteoporotické změny
• je systémové kostní onemocnění, typické nízkou kostní denzitou a zhoršením mikroarchitektury kostní tkáně s následným zvýšením fragility •
převažuje resorpce (obou složek !)
• hlavně spongiosní, ale i kompaktní kost • generalizované změny (x lokální změny) • epidemiologicky významný výskyt 23
24
4
25
Dělení osteoporózy
26
Rozvoj primární osteoporózy závisí na:
• primární
– juvenilní
– barvě kůže – pohlaví
– postmenopauzální (typ 1)
– výchozí denzitě kosti
» ( ochrana kosti odbourávání Ca2+ v plazmě PTH tvorba kalcitriolu vstřebávání Ca2+ z GIT)
– tělesné aktivitě – hmotnosti – přívodu vitaminu D, kalcia a hořčíku dietou
– senilní (typ 2)
– hladině estrogenů (testosteronu)
» ( tvorba kalcitriolu - vstřebávání Ca2+ z GIT PTH odbourávání kosti)
– rodinné anamnéze – dietě
• sekundární (mnoho příčin)
27
28
Příčiny sekundární osteoporózy Endokrinní
Poruchy pojivové tkáně
Hypogonadismus
Osteogenesis imperfecta
Thyreotoxikóza
Marfanův syndrom
Hyperparathyreóza
Ehlers-Danlosův syndrom
Cushingův syndrom
Malignity Myelom Leukemie Lymfom
Léky
Příznaky osteoporózy
Jiné příčiny Onemocnění GIT
Chronické onemocnění jater Chronické onemocnění ledvin Imobilizace
Bolest v zádech, zkrácení výšky
Změny tvaru páteře
Osteopenie na RTG
Kompresivní zlomeniny obratlů
Zlomeniny zápěstí a krčku femuru
Dieta Glukokortikoidy, alkohol, warfarin, (antiepileptika)
Bolesti kostí
29
30
5
Osteoporóza
Osteoporóza
26 letý muž dlouhodobě substituovaný kortizolem při hypopituitarismu
31
32
Léčba osteoporózy
2. Osteomalácie / křivice
• Prevence! • Estrogeny; selektivní modulátory receptorů pro estrogeny v kostech (tamoxifen); (androgeny) • kalcium • vitamin D • bisfosfonáty (fosamax) • fluorid sodný • PTH, kalcitonin, vitamin K, (leptin)
• onemocnění způsobené neadekvátní nebo opožděnou mineralizací osteoidu • není tak vzácná, jak se tvrdí • v dětském věku se nazývá rachitis (křivice, andělská nemoc) 33
34
Příčiny osteomalácie
Patofyziologie osteomalácie • nedostatek vitamínu D hypokalcémie kalcémie , ale fosfatémie
PTH
• deficit vitamínu D (nedostatek v potravě, malabsorbce, poruchy metabolismu: kůže, játra, ledviny; porucha receptorů)
nepoměr mezi kalciem a fosfáty nedovolí ukládat minerální hmotu do osteoidu
• deficit fosfátů porucha vstřebávání fosfátů v ledvinách (Fanconiho sy, fosfátový diabetes)
široký osteoidní lem, snížená tvorba kosti
• deficit alkalické fosfatázy
• poruchy opět ve spongiózní i kompaktní kosti
• 35
přítomnost toxické látky (fluoridy, aluminium, antacida vázající fosfát)
36
6
Příznaky osteomalácie
Křivice
• difuzní bolesti kostí (hlavně v oblasti kyčlí) • svalová slabost • zlomeniny po minimálním traumatu • Biochemie: • hypokalcémie, hypofosfatémie, lehce PTH Rozšíření epifýz zápěstí
•
U dětí rachitis – křivice poruchy růstu, deformace kostí
Deformace dlouhých kostí 37
38
Rachitis - křivice
Křivice • kostní změny • apatie • neprospívání • křeče 39
40
Osteitis fibrosa cystica
3. Osteitis fibrosa cystica
Extenzivní aktivita osteoklastů ( = osteitis fibrosa, osteodystrophia fibrosa)
Komplikace pokročilé osteoporózy způsobené PTH
zvýšená resorbce kosti - destrukce trámců, oslabení kostní tkáně: infrakce, krvácení
hyperkalcémie (únava, nauzea, ledvinové kameny, polyurie)
(při adenomu, (karcinomu), terciární hyperparathyreóze)
fibrózní degenerace dřeně, v těžkých případech tvorba „cyst“ = tzv. hnědé nádory „měknutí kostí „ deformace 41
42
7
Osteitis fibrosa cystica
Osteitis fibrosa cystica
43
44
4. Pagetova choroba
Pagetova choroba
= osteitis deformans • druhé nejčastější metabolické onemocnění skeletu
• resorbce i novotvorba • kostní denzita • nepravidelná struktura novotvořené kosti
• kostní buňky se zmnožují a zvětšují svůj objem a aktivitu
• prokrvení kosti
• Příčina je neznámá (paramyxoviry? + genetika)
• metabolický obrat kosti se zrychluje až 40x 45
Příznaky a komplikace Pagetovy choroby
Nejčastěji postižené kosti 46
Pagetova choroba
Příznaky: náhodný záchyt na rentgenu; bolest postižené kosti, pocit tepla Komplikace:
Změna tvaru kostí (ohýbání dlouhých kostí, zvětšování obratlů, zvětšování hlavy, deformity) Zlomeniny (!) Útlak nervů (lebka hluchota, páteř slabost a parestezie DK) Artritis, dna Selhání levého srdce (dnes vzácně) Nádory 47
48
8
Pagetova choroba
5. Renální osteopatie • Poškození kostí způsobené chronickým selháváním ledvin • Multifaktoriální příčina – Kombinace poruch: osteoporóza, osteomalácie, osteitis fibróza (terciární hyperparathyreóza) osteoskleróza Massy (1513): Portrét staré ženy
– Další vlivy (terapie heparinem, toxicita hliníku…)
49
50
Renální osteopatie 6. Osteopetróza (osteoskleróza)
Snížení počtu nefronů exkrečních funkcí ledvin
biosyntetické aktivity tvorby kalcitriolu
Retence toxických metabolitů
Proteinokalorická malnutrice
resorpce vápníku v GIT Toxicita hliníku
Porucha růstu kostí u dětí
citlivosti kosti na kalcitriol
Metabolická acidóza
Hypokalcémie Kost jako pufr
• Vzácné hereditární onemocnění
Hyperfosfatémie
sekrece PTH
Porucha poměru kalcium x fosfáty
• Heterogenní patofyziologie (snížení počtu nebo aktivity osteoklastů) • Porucha resorbce ztluštění kostí x zvýšená fragilita
Osteomalácie
Dekalcifikace kosti + osteoporóza
Remodelace a redistribuce kosti osteoskleróza
Osteitis fibrosa
Metastatické kalcifikace
• Tři typy podle věku nástupu příznaků
51
52
Další metabolická onemocnění kostí • Moeller – Barlowova choroba • Nedostatek vitamínu K
53
54
9
B. Onemocnění chrupavky
Poruchy remodelace při metabolických a hormonálních onemocněních Resorpce kosti Osteoporóza Glukokortikoidová osteoporóza Hyperparathyreóza Hyperthyreóza Pagetova choroba Zánět Osteopetróza Imobilizace
1. Chondrodysplazie Geneticky dané poruchy tvorby
Novotvorba kosti
chrupavky viz achondroplazie
2. Osteoartróza Degenerativní onemocnění chrupavky 3. Dna Metabolické onemocnění chrupavky 4. Revmatoidní artritida Zánětlivé onemocnění
55
2. Degenerativní onemocnění chrupavky Osteoartróza, artróza
56
3. Metabolická onemocnění chrupavky Dna
– Postupná destrukce kloubní chrupavky nadměrným zatěžováním
Ukládání krystalů kyseliny močové do kloubů
- Nadbytečný přívod purinů, nádory s rozpadem - Porucha sekrece urikázy v GIT - Metabolický syndrom
– Porucha homeostázy chrupavky - porucha zásobování, aktivace synoviálních buněk) – Reakce okolní tkáně (osteofyty) - bolest - zánět
Průběh onemocnění v záchvatech, při chronickém onemocnění – „dnavé tofy“ 57
58
Revmatoidní artritida
4. Zánětlivá onemocnění chrupavky Revmatoidní artritida • chronické autoimunitní onemocnění kloubů • infiltrace kloubního prostředí zánětlivými buňkami a hypertrofií synoviální membrány • progresivní eroze chrupavky a kostí, postupné zhoršování funkce kloubů • systémové příznaky zánětu – (proteiny akutní fáze, autoprotilátky, …) – mimokloubní postižení • zkracuje život 59
60
10
C. Kostní dysplazie
Kostní dysplazie
• geneticky podmíněné vady, u většiny byla prokázaná mendelovská dědičnost
1.
Achondroplazie
2. Mukopolysacharidózy
• poruchy metabolismu chondrocytů, syntézy proteoglykanů či defekty kolagenu
3. Diastrofické trpaslictví 4. Osteogenesis imperfecta
abnormity skeletu (tvar a struktura, často s disproporcionální postavou)
61
1. Achondroplazie
Achondroplazie
• Autozomálně dominantní dědičnost • V 80 % případů spontánní mutace (1 ze 40 000 porodů) Porucha enchondrální osifikace • Příznaky: – dlouhé tělo – krátké končetiny – velká hlava – hypoplazie střední části obličeje – inteligence normální nebo zvýšená 63
2. Mukopolysacharidózy
64
3. Diastrofické trpaslictví AR Porucha enchondrální osifikace • zkrácené končetiny • krátký trup • deformovaná chodidla • prsty na ruce „hitchhiker“) • uši • páteř
• autozomálně recesivní dědičnost • enzymatický defekt, porucha odbourávání složitých cukrů s ukládáním do tkání • mnoho typů • progrese onemocnění
65
66
11
4. Osteogenesis imperfecta
Osteogenesis imperfecta
• Skupina dědičných poruch kolagenu I. typu, porucha apozice osteoblastů
• Příznaky: – Deformity kostí - osteopenie či osteoporóza s opakovanými frakturami – Letální formy – končetiny deformovány mnohočetnými zlomeninamy, lebka je měkká
• Základní projev – zvýšená lomivost kostí i při malém úrazu
– Neletální formy – klinická závažnost různá, čím dřív se zlomeniny objevují- tím závažnější prognóza – Objemná kalva (obličej menší, trojúhelníkovitý)
• Další symptomy – kostní deformace, modré skléry, ztráta sluchu a lomivost zubů
– Deformity páteře – těžké skoliózy – Hyperplasticita vazů, hypermobilita 67
68
Nejmenší matka je znovu těhotná, i když ji to může zabít
Osteogenesis imperfecta
69
70
Děkuji za pozornost
71
12
