Метаболические болезни костей - патология опорно-двигательного аппарата у детей

Видео: NSP - продукция для здоровья.

 
Кость представляет собой динамичный орган, способный к быстрому обновлению, выдерживающий массу тела и устойчивый к действию различных физических нагрузок. Она постоянно формируется (строится) и перестраивается (ремоделируется). Костная ткань представляет собой резервуар кальция, фосфора и магния. Патологические процессы в ней, связанные с нарушением минерализации, называют метаболическими болезнями костей.
В связи с тем что рост костей и скорость их ремоделирования высоки в детском возрасте, многие клинические проявления метаболических болезней костной системы более выражены у детей, чем у взрослых. Недавно полученные данные о метаболизме костной ткани, процессах минерализации, взаимодействиях эндокринной оси витамин D — паратгормон, метаболизме витамина D и его активных соединениях позволили усовершенствовать методы лечения больных.
Скелет человека состоит из белковой матрицы, в основном представленной коллагенсодержащим белком (остеоид), на котором в виде кристаллов депонируются соли. Из других белков следует отметить остеокальцин, содержащий гамма-карбоксиглутаминовую кислоту. Его синтез зависит от присутствия витамина К. При увеличении скорости перестройки костной ткани его уровень в сыворотке повышается.
Микрофибриллярная матрица остеоида позволяет депонировать высокоорганизованные кристаллы фосфата кальция, включая гидроксиапатит [Сш(Р04)6 • 6Н20] и октакальцифосфат [Са8(Н2Р04)6 • 5Н20|, а также менее организованные аморфные фосфат и карбонат кальция, натрий, магний и цитраты. Гидроксиапатит залегает глубоко в матрице костей, а аморфный фосфат кальция находится на поверхности вновь образованной или ремоделированной кости.
У детей рост костей осуществляется за счет процесса кальцификации хрящевых клеток, локализованных на концах кости. При превалировании во внеклеточной жидкости кальция и ионов фосфора происходит минерализация хондроцитов. Роль эндокринной оси витамин D — паратгормон заключается в ее обеспечении путем поддержания концентрации кальция и фосфатов во внеклеточной жидкости на соответствующем уровне.

Существуют данные, что и другие гормоны (гормон роста, действующий через соматомедины, тиреоидины, инсулин, андрогены и эстрогены) в пубертатный период регулируют рост и минерализацию хряща. Концентрация глюкокортикоидов, превышающая физиологическую, нарушает функцию хряща и рост кости.

РАХИТ

Скорость формирования кости координируется изменениями метаболизма солей в кишечнике и почках. Неадекватное поступление кальция с пищей или нарушение его всасывания в кишечнике сопровождается снижением его уровня и его ионизированной фракции в сыворотке. Гипокальциемия стимулирует продукцию и секрецию паратгормона, что приводит к резорбции кальция из костей и повышению его уровня в сыворотке, а также усилению его реабсорбции в почках и увеличению синтеза в почках 1,25-дигидроксивитамина D [l,25(OH)2D, или кальцитриол], наиболее активного метаболита витамина D (рис. 22-33). Таким образом, гомеостаз кальция контролируется в кишечнике, так как содержание l,25(OH)2D определяет его всасываемое количество.
Гомеостаз фосфатов, наоборот, регулируется почками, так как в кишечнике они абсорбируются почти полностью, а их экскреция с мочой определяет их уровень в крови. Чрезмерная абсорбция фосфатов в кишечнике приводит к снижению уровня ионизированного кальция в сыворотке и повышению секреции паратгормона, что проявляется фосфатурией, сопровождающейся уменьшением содержания фосфатов в сыворотке и увеличением в ней количества кальция. Гипофосфатемия блокирует секрецию паратгормона и активирует синтез l,25(OH)2D в почках. Это соединение усиливает абсорбцию фосфатов в кишечнике.
Понимание метаболизма витамина D необходимо для уяснения патогенеза рахита (см. рис. 22-32). В коже содержится 7-дегидро- холестерол, под действием ультрафиолетовой радиации превращающийся в витамин D3 и другие неактивные стеролы витамина D. Недоступность кожи для ультрафиолетового облучения (из-за смога и одежды) приводит к развитию рахита. Витамин D3 транспортируется в печень с помощью белка, связывающего витамин D (все его формы). Концентрация в плазме свободного, или несвязанного, витамина D значительно ниже, чем уровень его метаболитов, связанных с белком.
Витамин D может включаться в метаболизм, всасываясь в кишечнике в виде витамина D2 (эргокальциферол) и витамина D3 (холекальциферол) под действием желчных солей. Абсорбированный витамин транспортируется в печень, в которой вместе с выработанным в коже витамином D3 превращается в 25-гидроксивитамин D(25 OHD) под действием микросомального фермента NADP- Н в присутствии кислорода и магния путем присоединения гидроксильной группы к атому углерода в положении 25.

Рис. 22-33. Схема превращения витамина D в гормон 1,25 [ОН2| D3 и неактивный продукт 24,25
Витамин D3 (эргостерол) проходит тот же путь гидроксилирования.

Видео: Опорно двигательный аппарат, позвоночник.

Затем 25(OH)D транспортируется с помощью белка, связывающего витамин, в почки, где происходит его дальнейший метаболизм. Основным циркулирующим в крови человека метаболитом витамина служит 25(OH)D, концентрация которого составляет 20—50 нг/мл (табл. 22-4). Поскольку механизм обратной связи почти не влияет на синтез 25(OH)D, уровень его в плазме повышается летом и понижается зимой. Поступление больших количеств витамина приводит к увеличению концентрации 25(OH)D в несколько раз по сравнению в нормой, излишек его абсорбируется жировой тканью.
Таблица 22-4. Уровень в плазме метаболитов витамина D у здорового человека

В почках происходит дальнейшее гидроксилирование 25(OH)D в зависимости от уровня кальция, фосфатов и паратгормона в сыворотке. При снижении уровня кальция и фосфора или повышении уровня паратгормона активируется фермент 25(ОН)0-1а-гидроксилаза, в результате чего образуется l,25(OH)2D (см. рис. 22-32). Содержание этого метаболита в крови составляет только 0,1% от уровня 25(OH)D (см. табл. 22-4). В кишечнике он повышает активный транспорт кальция и стимулирует абсорбцию фосфатов. Поскольку митохондриальный фермент la-гидроксилаза регулируется по принципу обратной связи, синтез l,25(OH)2D снижается при нормализации уровня кальция и фосфора в сыворотке. Излишек l,25(OH)2D превращается в кальцитроевую кислоту, неактивный метаболит. На фоне неизмененного или повышенного уровня кальция и/или фосфора в сыворотке активируется почечная 25(ОНШ-24-гидроксилаза, под действием которой синтезируется 24,25-дигидроксивитамин D[24,25(OH)2D], играющий роль в процессе минерализации кости. Его уровень в сыворотке (1—5 нг/мл) повышается после поступления с пищей больших количеств витамина D. Несмотря на то что при пероральной передозировке витамина могут развиться гипервитаминоз и образоваться неактивные метаболиты, даже очень интенсивная инсоляция не приводит к образованию токсических уровней 25(OH)D3, что предполагает существование естественного регуляторного механизма его продукции.
Концентрации l,25(OH)2D у детей выше, чем у взрослых, не подвержены сезонным колебаниям и достигают максимума на первом году жизни, вновь увеличиваясь при ускоренном росте в подростковый период. Эти данные необходимо рассматривать в комплексе, учитывая содержание в сыворотке кальция, фосфора, паратгормона и всех метаболитов витамина D.
Дефицит минеральных солей нарушает минерализацию костей. Их недостаточность в зонах роста, проявляющуюся замедлением роста и отставанием костного возраста, называют рахитом. Недостаточная минерализация трабекулярной кости, приводящая к большому содержанию неминерализованного остеоида, называется остеомаляцией. Рахитом болеет только растущий ребенок (процесс при этом локализуется главным образом в области эпифизов), а остеомаляция может встречаться в любом возрасте. У всех больных рахитом выявляются признаки остеомаляции, но не у всех больных с остеомаляцией развивается рахит. Эти состояния следует отличать от о с т е о п о р о з а, т. е. состояния, при котором в одинаковой степени уменьшаются объемы костей и солей- это состояние связано с лечением глюкокортикоидами или сопровождает синдромы Тернера и Клайнфелтера.
Рахит может протекать на фоне дефицита кальция или фосфора. Поскольку ионы кальция и фосфора составляют минаральную часть кости, недостаток любого из них во внеклеточной жидкости, омывающей минерализуемую поверхность, приводит к рахиту и остеомаляции. Типы рахита различают по клиническим проявлениям.