Біологічна роль кальцію в організмі людини і тварин - рефераты, скачать рефераты, бесплатно рефераты

Рефераты. Біологічна роль кальцію в організмі людини і тварин

стеопороз часто перебігає безсимптомно, поки у пацієнтів не виникнуть переломи скелета. Тільки в США, за приблизними оцінками, остеопороз не діагностовано у 80 % пацієнтів, у яких це захворювання наявне. Недавні дослідження підтвердили, що переломи у хворих на остеопороз мають велике соціальне значення: вони порушують працездатність, а один випадок перелому свідчить про ризик виникнення наступних. Переломи різного типу внаслідок крихкості кісток (найважливіше значення мають патологічні переломи кісток, у тому числі компресійні переломи тіл хребців, переломи дистального відділу кісток передпліччя, шийки стегнової кістки та под.) спричиняють як фізичні, так і негативні психологічні наслідки. Тому, з огляду на надзвичайну поширеність остеопоротичних переломів, це захворювання становить одну з пріоритетних проблем сучасної медицини.

Актуальність проблеми остеопорозу (ОП) в Україні зумовлює, по-перше, значне постаріння населення -- 13,2 млн. людей (25,6%) мають вік 55 років і більше, а по-друге, те, що велика частина населення живе на радіаційно забруднених територіях та має незбалансований харчовий раціон. Результати досліджень, проведених в Інституті геронтології АМН України [11], виявили, що в період життя від 30 до 80 років знижується мінеральна насиченість компактної кісткової тканини (КТк) -- у жінок на 27 %, у чоловіків на 22 %, а губчатої КТк -- відповідно на 33 та 25%. Це призводить до значного підвищення ризику переломів та реального збільшення їхньої кількості. Результати епідеміологічних та демографічних досліджень в Україні дають підставу для висновку, що ризик виникнення остеопоротичних переломів мають 4,4 млн жінок та 235 тис. чоловіків -- загалом 4,7 млн осіб, або 10,7% населення [9].

За кордоном проблему ОП активно вивчають з 60-х років XX ст. У США розроблено національну програму профілактики та лікування ОП, реалізація якої потребує великих фінансових затрат. Якщо в 1994 році на фінансування такої програми в США витрачено 10 млрд. доларів, то в 2020 р., за підрахунками спеціалістів, її вартість може зрости до 62 млрд. доларів.

Отже, профілактика й лікування ОП та його ускладнень є, без сумніву, вкрай потрібними, а успіх профілактики залежить від терміну діагностування захворювання.

Остеопороз -- це системне захворювання скелета, що характеризується зниженням кісткової маси, порушенням мікроархітектоніки кісткової тканини, яке зумовлює підвищення ламкості кістки та ризику переломів.

ОП розглядається як результат порушення процесів ремоделювання КТк та звичайно виникає спочатку в метаболічне більш активній трабекулярній тканині, де зменшується кількість та товщина пластинок, а порожнини між ними збільшуються внаслідок перфорації трабекул. Ці зміни є наслідком порушення балансу між глибиною резорбованих порожнин та товщиною утворених пластинок [1].

Процес перебудови КТк відбувається під впливом низки системних та локальних чинників, які в сукупності утворюють складну систему взаємодії з багаторазовим дублюванням на різних рівнях. До чинників системної дії, які впливають на перебудову кісткової тканини, відносять аліментарні, гормональні, зокрема паратиреоїдний гормон, гормони щитоподібної залози, естрогени, андрогени, соматотропний гормон (гормон росту), кальцитонін, глюкокортикоїди (ГК), вітамін D, дію деяких медикаментів (напр. метотрексат, циклоспорин, преднізолон, нестероїдні протизапальні препарати й ін.) та вік пацієнта. Усі вони зумовлюють звільнення та активацію чинників місцевої дії, що справляють автокринний або паракринний вплив на КТк, як-от: інтерлейкіни, ТNF (-альфа, -бета), інсуліноподібні фактори росту (ІФР), GТF (-альфа, - бета), тромбоцитарні фактори росту (ТФР), фактори росту фібробластів, альфа2-мікроглобулін, колонієстимулювальний фактор (КСФ) макрофагів, вазоактивний пептид кишечнику, гранулоцитарно-макрофагальний колонієстимулювальний фактор (ГМ-КСФ), простагландини, протеїни морфогенезу кістки, генопосередкований пептид кальцитоніну.

Маючи морфологічні властивості, подібні до деяких ліній кістковомозкових стромальних клітин, остеобласти здатні синтезувати цитокіни (КСФ, інтерлейкіни). Останнє передбачає участь остеобластів як у процесі ремоделювання кісткової тканини, так і в мієлопоезі. Оскільки остеокдасти походять з гемопоетичних гранул оцитарно-макрофагальних колонієтвірних одиниць, які є попередниками моноцитів/макрофагів, то ранні етапи гемопоезу та остеокластогенезу регулюються подібним чином. У розвитку остеобластів беруть участь цитокіни, які одночасно відіграють провідну роль у регуляції локальних та системних запальних реакцій під час різних захворювань людини, -- інтерлейкіни 1, 3, 6, 11, фактор некрозу пухлин, ГМ-КСФ. Важливо також, що дію цитокінів з остеокластогенними (інтерлейкіни 6,11) та остеобластогенними (лейкемічний інгібуючий фактор) властивостями опосередковують подібні молекулярні механізми, а саме модуляція глікопротеїну 130 (ГП-130), що бере участь у переданні цитокін-опосередкованого активаційного сигналу клітинам-мішеням. Естрогени пригнічують, а 1,25-(ОН)2-D3 та паратиреоїдний гормон (ПТГ) посилюють експресію ГП-130 у клітинах кісткового мозку. Зміни рівня гормонів (зокрема на тлі гострофазової відповіді, пов'язаної з автоімунним запаленням під час ревматичних захворювань) можуть впливати на чутливість попередників остеокластів та остеобластів до впливів цитокінів, які беруть участь у процесі ремоделювання КТк.

Вважається, що порушення в системі імунних медіаторів відіграють важливу роль у патогенезі вторинного ОП на тлі ревматичних захворювань [3]. Тому вивчення остеопорозу за наявності цих захворювань протягом останніх років привертає увагу не тільки ревматологів, а й учених інших медичних спеціальностей [14]. Для цього є кілька підстав. В основі ревматичних захворювань лежать важкі порушення в системі імунітету, які зумовлюють розвиток і прогресування хронічного запалення, тому ці патології є унікальною моделлю для розшифрування ролі імунних медіаторів у патогенезі остеопорозу [1]. Частота ревматичних захворювань (як і остеопорозу) зростає у жінок, що свідчить про участь статевих гормонів у патогенезі обох захворювань. Наявність ревматичних захворювань є одним з основних показань для глюкокортикоїдної терапії, а остеопороз, індукований ГК, часто стає причиною вторинного остеопорозу [20]. Є дані про те, що механізми дії деяких ефективних антиостеопоротичних препаратів (бісфосфонати, активні метаболіти вітаміну D, кальцитонін та ін.) також можуть бути частково опосередковані їхнім впливом на запальні та імунні процеси, які причетні до патогенезу як остеопорозу, так і запальних ревматичних захворювань [4]. До чинників розвитку вторинних остеопеній у хворих ревматологічного профілю відносять: стать та вік хворих; тривалість та виразність запального компонента захворювання; рухову активність; ступінь вимушеної іммобілізації; лікування самого захворювання глюкокортикоїдами, базовими препаратами та ін.; менопаузальний статус у жінки; розвиток вторинного гіперпаратиреозу.

Як уже зазначено, процес перебудови КТк контролює низка системних та місцевих чинників. Розглянемо детальніше чинники системної дії на КТк.

До аліментарних чинників, які підвищують ризик розвитку ОП, належать: різноманітні порушення дієти; недостатнє надходження Кальцію з їжею; недостатнє надходження в організм вітаміну D; дієта з високим вмістом протеїнів або фосфатів; кофеїн; дієта з високим вмістом Натрію; алкоголь; недостатнє надходження в організм флюоритів; цинга; дефіцит вітамінів В6, В12, К.

На метаболізм та гомеостаз КТк впливають також численні гормональні чинники. Скажімо, гормони анаболічної дії (естрогени, андрогени) стимулюють кісткотворення, а антианаболічні гормони (наприклад ГК) посилюють резорбцію кістки. На думку деяких дослідників, ПТГ, кальцитонін та вітамін D, більшою мірою беруть участь у регуляції кальцієвого гомеостазу, ніж безпосередньо впливають на функціональну активність остеобластів та остеокластів.

Про вплив естрогенів на кісткову тканину свідчать такі факти: жінки втрачають найбільше кісткової маси в постменопаузальний період; синтез анаболічних стероїдів у жінок у постменопаузальний період зменшується на 80% (у чоловіків -- на 50%), водночас синтез кортикостероїдів -- тільки на 10%; кількість жінок серед хворих на пресенільний ОП в 6--7 разів перевищує кількість чоловіків; жінки з ранньою (зокрема штучно спричиненою) менопаузою втрачають кісткову масу швидше, ніж жінки того ж віку з фізіологічною менопаузою; остеопороз часто є ознакою гіпогонадизму; застосування замісної терапії естрогенами протягом останніх 10 років сприяло зниженню постменопаузальної втрати КТк і, як наслідок, -- зменшенню кількості переломів [17].

Оскільки дефіцит естрогенів зумовлює місцевий дисбаланс в одиницях ремоделювання, то метаболічні зміни, які підвищують швидкість ремоделювання кістки, прискорюватимуть втрати кісткової маси надалі [4].

З огляду на те, що одним з основних патогенетичних механізмів розвитку первинного ОП є дефіцит естрогенів, замісна гормональна терапія (ЗГТ) належить до числа найефективніших методів профілактики та лікування захворювання [9].

Глюкокортикоїди є нині найпотужнішими серед протизапальних препаратів, їх застосовують для лікування широкого спектра захворювань вже понад 40 років. Клінічно ГК-індуковане порушення обміну Кальцію проявляється остеопенією, ОП, асептичним некрозом кісток, гіперпаратиреозом, міопатією, кальцифікацією тканин та іншими порушеннями.

Основні патогенетичні механізми ГК-індукованих остеопеній [3]:

Зменшення абсорбції Кальцію в кишечнику.

Зниження ниркової канальцевої реабсорбції і посилення втрати Кальцію із сечею.

Зниження експресії рецепторів до вітаміну D.

Посилення синтезу ПТГ.

Пригнічення синтезу статевих гормонів.

Зниження синтезу колагену та неколагенових білків.

Зниження синтезу локальних факторів росту кісткової тканини.

Порушення експресії молекул адгезії і взаємодії остеобластів з кістковим матриксом.

Роз'єднуючи процеси кісткотворення та резорбції, ГК зумовлюють швидку втрату кісткової маси, прямо пригнічуючи формування кістки й тим самим знижуючи синтез головних компонентів матрикса, зокрема колагену та протеогліканів [17]. Порушення гомеостазу Кальцію та Фосфору належать до найпоширеніших наслідків терапії ГК. Індуковані останніми порушення фосфорно-кальцієвого обміну пов'язані як з прямим впливом препаратів на тканини та органи, так і з розладом функцій кальцієрегулювальних гормонів.

Провідною ланкою в цьому патологічному процесі є пригнічення всмоктування Кальцію та Фосфору в кишечнику, пов'язане з порушенням метаболізму або фізіологічної дії вітаміну D. Зниження абсорбції Кальцію в кишечнику внаслідок пригнічення синтезу протеїну, що зв'язує Кальцій і відповідає за його транспортування в стінку кишечнику, призводить до збільшення екскреції Кальцію із сечею, негативного кальцієвого балансу та підвищує резорбцію кістки [13].

Вплив ГК на процеси диференціювання клітин КТк залежить від застосовуваних доз і типу ГК, тривалості приймання препарату (експозиції), специфічності. Виявлено, що після внутрішньосуглобового введення ГК спостерігається зниження рівня піридиноліну та деоксипіридиноліну. Однак відомості стосовно ролі ГК у розвитку остеопорозу в разі ревматоїдного артриту (РА) є дуже суперечливими. Попри те, що здатність ГК зумовлювати розвиток остеопорозу не викликає сумніву [2], у хворих на РА багато інших чинників впливають негативно на масу кісткової тканини (хронічне запалення, порушення рухової активності тощо). Слід мати на увазі, що найшвидша втрата кісткової маси спостерігається протягом перших 6--12 місяців від початку ГК-терапії. Оцінюючи вплив ГК на розвиток остеопорозу у хворих на РА, потрібно брати до уваги особливості патогенезу цього захворювання і механізмів дії ГК. Є відомості про те, що адекватна терапія низькими дозами ГК (5--7,5 мг/д) зумовлює менше зниження мінеральної насиченості кістки, ніж лікування дуже високими (понад 10 мг/д) або дуже низькими (менше за 5 мг/д) дозами [4]. У зв'язку з цим привертає увагу той факт, що в деяких хворих на РА спостерігається гіпоталамічний дефект синтезу кортизолу (прихована недостатність надниркових залоз), що може бути додатковим чинником хронізації запалення в разі цього захворювання [4].

Страницы: 1, 2, 3, 4