Метаболічні захворювання кісток

Нормальна функція кістки вимагає достатнього надходження амінокислот (будівельних матеріалів для білків) для синтезу колагену, головного компонента органічного матриксу; кальцію та фосфату для мінералізації органічної матриці; та інших органічних сполук та мінеральних елементів. Крім того, ріст, відновлення та перебудова кісткової тканини вимагають чітко регульованого надходження гормонів, вітамінів та ферментів. Скелетна хвороба, коли вона зумовлена недостатністю у забезпеченні або дією вищезазначених предметів першої необхідності, пов’язана з порушеннями поза скелетом, називається метаболічною; в таких випадках уражається весь скелет. Прикладами таких відхилень є недостатність дієти та шлунково-кишкові, печінкові, ниркові та гормональні захворювання. Крім того, остеопороз (вікова втрата кісток із схильністю до переломів) традиційно включається до стану обміну речовин, хоча його причина невідома.

Зміни в кістковій тканині через порушення метаболізму класифікуються за кількістю та складом кісткової тканини. Коли кількість кісток нижче або вище норми, умови називають, відповідно, остеопенією та остеосклерозом. Ці терміни не означають якогось конкретного захворювання, а просто описують кількість наявної кістки.

Остеопенія поширена як місцево, так і загалом у всьому скелеті. Локалізована остеопенія виявляється при рентгенівських променях пухлин або інфекцій кісток, при остеонекрозі (відмирання кісткової тканини), при переломах та в умовах зменшеного механічного попиту. Таким чином, остеопенія може бути пов'язана як з атрофією, що припинилася, так і з активним реконструкцією кісток; це відбувається, коли резорбція кісток відбувається швидше, ніж формування кісток. Генералізована остеопенія виникає при остеомаляції, остеопорозі та недосконалому остеогенезі.

Остеосклероз локально виникає при остеоартрозі, остеонекрозі та остеомієліті; він являє собою спробу структурного зміцнення за допомогою потовщення кісткових трабекул, але його рентгенівський вигляд можна сплутати з виглядом мертвої кістки, зберігаючи свою щільність, тоді як сусідня нормальна кістка стала остеопенічною. Широко поширений, але навряд чи коли-небудь справді узагальнений, остеосклероз зустрічається при остеопетрозі (хвороба мармурових кісток) та при хворобі Педжета. Однак, за винятком останнього стану, остеопенія та остеосклероз не пов'язані з виявленими біохімічними відхиленнями. (Ці захворювання характеризуються нижче.)

Недостатнє споживання білків, калорій та вітамінів заважає формуванню кісток під час росту та перебудови, безпосередньо через недостатній запас для утворення матриці та побічно через недостатню продукцію важливих гормонів та ферментів. Ефект - затримка росту у молодих та остеопенія у дорослих.

Недостатнє споживання кальцію або фосфату або того й іншого, не пов'язане з дефіцитом вітаміну D, викликає компенсаторну дію паратиреоїдного гормону, завдяки чому мінерал мобілізується із скелета з можливим розвитком остеопенії. Дефіцит споживання кальцію в поєднанні з надмірним споживанням фосфатів спричиняє остеопенію, переломи та втрату зубів у собак, котів та інших тварин через надмірну компенсаторну дію паратгормону.

Недостатнє споживання вітаміну D є одним із багатьох способів розвитку рахіту. Захворювання, яке колись було поширеним, зараз рідко зустрічається в країнах, які забезпечують достатнє надходження вітаміну D в укріплене молоко та здорові способи життя, включаючи належний вплив сонячних променів. Порушення всмоктування кальцію та вітаміну D викликає суміш остеопенії та остеомаляції і вимагає високого споживання кальцію та вітаміну D.

Паратгормон займається підтримкою концентрації кальцію в клітинних мембранах. Він функціонує шляхом збільшення проходження кальцію через слизову оболонку кишечника, збільшення резорбції кісткової тканини та збільшення реабсорбції кальцію в ниркових канальцях. Надмірно активний паратиреоїдний гормон викликає остеопенію через надмірне розсмоктування кісток; в крайньому випадку можуть виникнути спонтанні переломи. Надмірна секреція паратиреоїдного гормону може бути пов’язана з пухлиною паращитовидних залоз, може бути вторинною внаслідок дефіциту їжі або порушення всмоктування кальцію та вітаміну D, або може бути наслідком ниркової остеодистрофії (див. Нижче).

Гормон кортикостероїдів надниркових залоз пов’язаний із порушеннями роботи скелета, остеопенією та остеонекрозом. Остеопенія розвивається через те, що підвищений рівень кортикостероїдів, спричинений хворобою (наприклад, пухлина гіпофіза або надниркових залоз) або тривалим прийомом ліків (наприклад, при астмі), пригнічує швидкість утворення кісткової тканини. Остеонекроз пов’язаний навіть з короткочасним прийомом великих доз високих кортикостероїдних препаратів.

Вплив хвороби нирок на кістки відображає роль нирки в підтримці балансу кальцію та фосфатів, опосередкованого паратиреоїдним гормоном. Дві основні одиниці нирки - канальці та клубочок - пов’язані з двома групами кісткових захворювань: перша - з низьким рівнем фосфату в крові (гіпофосфатемія), а друга - нирковою остеодистрофією (див. Нижче), обидві характеризуються рахітом та остеомаляцією. Крім того, трансплантація нирки пов’язана з надмірною активністю паращитовидних залоз та остеонекрозом.

Реабсорбція фосфату нирковими канальцями є дефіцитною при спадковому розладі, відомому як сімейна гіпофосфатемія; витік фосфату спричиняє низьку концентрацію фосфату в крові і, в свою чергу, недостатню мінералізацію кісткової тканини, рахіт та остеомаляцію. Сімейна гіпофосфатемія - найпоширеніша причина рахіту в Європі та США. Основний дефіцит лікується високими пероральними дозами фосфату. Запущені форми захворювання призводять до затримки росту та деформації скелета, що часто вимагає повторних операцій. Більш складні дефекти канальцевої реабсорбції є причиною втрат бікарбонату, амінокислот та глюкози; наслідком захворювання є настільки серйозне, що кісткові порушення зазвичай стають менш важливими.

Хвороба ниркових клубочків з високим рівнем сечовини в крові - уремія - пов’язана з остеодистрофією нирок. Цей стан призводить до важкого рахіту або остеомаляції, пов’язаних із компенсаторним вторинним гіперпаратиреозом. У дітей затримка росту може бути першим симптомом, що призводить до виявлення хвороби нирок; аномалію скелета не можна пояснити виключно порушенням мінерального балансу, але, ймовірно, це також пов'язано з несприятливим впливом уремії на білковий обмін. Зростання може відновитись після успішної трансплантації нирки, а груба деформація кінцівок може бути виправлена хірургічним шляхом. Хронічна уремія у дорослих, навіть коли її лікують за допомогою штучної нирки, спричиняє остеопороз та відкладення апатиту кальцію в артеріальних стінках та сухожильних оболонках, ймовірно, пов’язаних з гіперпаратиреозом.

Трансплантація нирки іноді супроводжується гіперпаратиреозом та остеонекрозом. Надмірна активність паратиреоїдів пояснюється тим, що до корекції захворювання нирок залози повинні були функціонувати на аномально високому рівні протягом такого тривалого часу, що механізми їх відключення стали недостатніми. Остеонекроз після трансплантації нирки принаймні частково зумовлений високими дозами кортикостероїдних препаратів, що використовуються для запобігання відторгненню трансплантата. Остеонекроз кульшових або колінних суглобів може спричинити залишкову інвалідність після успішної трансплантації нирки.

Генералізована остеопенія без ознак остеомаляції називається остеопорозом. Це може бути вторинним фактором метаболічних відхилень, про які говорилося вище, або може бути без відомих причин. Остеопороз з невідомої причини на сьогоднішній день є найпоширенішим захворюванням кісток; це, ймовірно, трапляється у всіх людей похилого віку, а іноді може виявитися вже у віці 30 або 40 років. Особливо страждає хребет.

Діагностика менш важких стадій остеопорозу є складною справою, оскільки стан не пов'язане з вимірюваними хімічними відхиленнями або відміченими аномаліями тканин, крім зменшення кісткової маси. Зазвичай вважають, що часто трапляються переломи у літньому віці - а саме, стегна, коліна та зап'ястя - обумовлені остеопорозом. На відміну від переломів хребців при остеопорозі, переломи кінцівок навряд чи трапляються без особливих випадків, і їм ніколи не передують біль у кістках або болючість. Зменшена кількість кісткової тканини, характерна риса остеопорозу, чітко пов’язана із зменшенням стійкості кісток до переломів, але може також відбутися зміна якості кісткової тканини.

У жінок остеопороз викликаний зміною гормональної картини, іноді застосовується замісна гормональна терапія. Вправи на обтяження та опір пропонуються як профілактика, так і терапія при остеопорозі.

Хвороба Педжета, яка все частіше зустрічається після середнього віку, характеризується поширеними зонами остеосклерозу; причина невідома.