Метаболічні хвороби кісток - патологія опорно-рухового апарату у дітей

 
Кость є динамічний орган, здатний до швидкого оновлення, що витримує масу тіла і стійкий до дії різних фізичних навантажень. Вона постійно формується (будується) і перебудовується (ремоделирующих). Кісткова тканина являє собою резервуар кальцію, фосфору і магнію. Патологічні процеси в ній, пов`язані з порушенням мінералізації, називають метаболічними хворобами кісток.
У зв`язку з тим що зростання кісток і швидкість їх ремоделювання високі в дитячому віці, багато клінічні прояви метаболічних хвороб кісткової системи більш виражені у дітей, ніж у дорослих. Нещодавно отримані дані про метаболізм кісткової тканини, мінералізації, взаємодіях ендокринної осі вітамін D - паратгормон, метаболізмі вітаміну D і його активних з`єднаннях дозволили удосконалити методи лікування хворих.
Скелет людини складається з білкової матриці, в основному представленої коллагенсодержащего білком (остеоід), на якому у вигляді кристалів депонуються солі. З інших білків слід зазначити остеокальцин, що містить гамма-карбоксіглутаміновую кислоту. Його синтез залежить від присутності вітаміну К. При збільшенні швидкості перебудови кісткової тканини його рівень в сироватці підвищується.
Мікрофібрилярної матриця остеоида дозволяє депонувати високоорганізовані кристали фосфату кальцію, включаючи гідроксиапатит [СШ (Р04) 6 • 6Н20] і октакальціфосфат [Са8 (Н2Р04) 6 • 5Н20 |, а також менш організовані аморфні фосфат і карбонат кальцію, натрій, магній і цитрати. Гідроксиапатит залягає глибоко в матриці кісток, а аморфний фосфат кальцію знаходиться на поверхні новоствореної або ремоделірованной кістки.
У дітей зростання кісток здійснюється за рахунок процесу кальцифікації хрящових клітин, локалізованих на кінцях кістки. При превалювання в позаклітинній рідині кальцію та іонів фосфору відбувається мінералізація хондроцитов. Роль ендокринної осі вітамін D - паратгормон полягає в її забезпеченні шляхом підтримки концентрації кальцію і фосфатів у позаклітинній рідині на відповідному рівні.

Існують дані, що і інші гормони (гормон росту, який діє через Соматомедин, тиреоїдин, інсулін, андрогени і естрогени) в пубертатний період регулюють ріст і мінералізацію хряща. Концентрація глюкокортикоїдів, що перевищує фізіологічну, порушує функцію хряща і зростання кістки.

РАХІТ

Швидкість формування кістки координується змінами метаболізму солей в кишечнику і нирках. Неадекватне надходження кальцію з їжею або порушення його всмоктування в кишечнику супроводжується зниженням його рівня і його іонізованої фракції в сироватці. Гіпокальціємія стимулює продукцію і секрецію паратгормону, що призводить до резорбції кальцію з кісток і підвищення його рівня в сироватці, а також посилення його реабсорбції в нирках і збільшення синтезу в нирках 1,25-дигидроксивитамина D [l, 25 (OH) 2D, або кальцитріол ], найбільш активного метаболіту вітаміну D (рис. 22-33). Таким чином, гомеостаз кальцію контролюється в кишечнику, так як вміст l, 25 (OH) 2D визначає його усмоктуване кількість.
Гомеостаз фосфатів, навпаки, регулюється нирками, так як в кишечнику вони всмоктуються майже повністю, а їх екскреція з сечею визначає їх рівень в крові. Надмірна абсорбція фосфатів у кишечнику призводить до зниження рівня іонізованого кальцію в сироватці і підвищення секреції паратгормону, що проявляється фосфатурії, що супроводжується зменшенням вмісту фосфатів в сироватці і збільшенням в ній кількості кальцію. Гипофосфатемия блокує секрецію паратгормону і активує синтез l, 25 (OH) 2D в нирках. Це з`єднання підсилює абсорбцію фосфатів в кишечнику.
Розуміння метаболізму вітаміну D необхідно для з`ясування патогенезу рахіту (див. Рис. 22-32). У шкірі міститься 7-дегідро- холестерол, під дією ультрафіолетової радіації перетворюється на вітамін D3 і інші неактивні стероли вітаміну D. Недоступність шкіри для ультрафіолетового опромінення (через смог і одягу) призводить до розвитку рахіту. Вітамін D3 транспортується в печінку за допомогою білка, який зв`язує вітамін D (всі його форми). Концентрація в плазмі вільного, або незв`язаного, вітаміну D значно нижче, ніж рівень його метаболітів, пов`язаних з білком.
Вітамін D може включатися в метаболізм, всмоктуючись у кишечнику у вигляді вітаміну D2 (ергокальциферол) і вітаміну D3 (холекальциферол) під дією жовчних солей. Абсорбований вітамін транспортується в печінку, в якій разом з виробленим в шкірі вітаміном D3 перетворюється в 25-гидроксивитамина D (25 OHD) під дією мікросомального ферменту NADP- Н в присутності кисню і магнію шляхом приєднання гідроксильної групи до атома вуглецю в положенні 25.

Мал. 22-33. Схема перетворення вітаміну D в гормон 1,25 [ОН2 | D3 і неактивний продукт 24,25
Вітамін D3 (ергостерол) проходить той же шлях гидроксилирования.

Потім 25 (OH) D транспортується за допомогою білка, який зв`язує вітамін, в нирки, де відбувається його подальший метаболізм. Основним циркулюючим в крові людини метаболітом вітаміну служить 25 (OH) D, концентрація якого становить 20-50 нг / мл (табл. 22-4). Оскільки механізм зворотного зв`язку майже не впливає на синтез 25 (OH) D, рівень його в плазмі підвищується влітку і знижується взимку. Надходження великої кількості вітаміну призводить до збільшення концентрації 25 (OH) D в кілька разів у порівнянні в нормою, надлишок його абсорбується жировою тканиною.
Таблиця 22-4. Рівень в плазмі метаболітів вітаміну D у здорової людини

У нирках відбувається подальше гідроксилювання 25 (OH) D в залежності від рівня кальцію, фосфатів і паратгормону в сироватці. При зниженні рівня кальцію і фосфору або підвищенні рівня паратгормона активується фермент 25 (ОН) 0-1а-гідроксилази, в результаті чого утворюється l, 25 (OH) 2D (див. Рис. 22-32). Зміст цього метаболіту в крові становить лише 0,1% від рівня 25 (OH) D (див. Табл. 22-4). У кишечнику він підвищує активний транспорт кальцію і стимулює абсорбцію фосфатів. Оскільки мітохондріальний фермент la-гідроксилази регулюється за принципом зворотного зв`язку, синтез l, 25 (OH) 2D знижується при нормалізації рівня кальцію і фосфору в сироватці. Надлишок l, 25 (OH) 2D перетворюється в кальцітроевую кислоту, неактивний метаболіт. На тлі незміненого або підвищеного рівня кальцію і / або фосфору в сироватці активується ниркова 25 (ОНШ-24-гідроксилази, під дією якої синтезується 24,25-дигідроксивітамін D [24,25 (OH) 2D], який грає роль в процесі мінералізації кістки. його рівень у сироватці (1-5 нг / мл) підвищується після надходження з їжею великої кількості вітаміну D. Не дивлячись на те що при пероральної передозуванні вітаміну можуть розвинутися гіпервітаміноз і утворитися неактивніметаболіти, навіть дуже інтенсивна інсоляція не призводить до утворення токсичних рівнів 25 ( OH) D3, що передбачає існування природного регуляторного механізму його продукції.
Концентрації l, 25 (OH) 2D у дітей вище, ніж у дорослих, не схильні до сезонних коливань і досягають максимуму на першому році життя, знову збільшуючись при прискореному зростанні в підлітковий період. Ці дані необхідно розглядати в комплексі, враховуючи вміст у сироватці кальцію, фосфору, паратгормону і всіх метаболітів вітаміну D.
Дефіцит мінеральних солей порушує мінералізацію кісток. Їх недостатність в зонах росту, виявляється уповільненням зростання і відставанням кісткового віку, називають рахіт. Недостатня мінералізація трабекулярної кістки, що призводить до великому вмісту немінералізованние остеоида, називається остеомаляцією. Рахіт хворіє тільки зростаючий дитина (процес при цьому локалізується головним чином в області епіфізів), а остеомаляція може зустрічатися в будь-якому віці. У всіх хворих на рахіт виявляються ознаки остеомаляції, але не у всіх хворих з остеомаляцією розвивається рахіт. Ці стани слід відрізняти від о с т е про п про р о з а, т. Е. Стану, при якому в однаковій мірі зменшуються обсяги кісток і солей- це стан пов`язаний з лікуванням глюкокортикоїдами або супроводжує синдроми Тернера і Клайнфелтера.
Рахіт може протікати на тлі дефіциту кальцію або фосфору. Оскільки іони кальцію і фосфору становлять мінаральную частина кістки, недолік будь-якого з них в позаклітинній рідини, що омиває мінералізуемую поверхню, призводить до рахіту і остеомаляції. Типи рахіту розрізняють за клінічними проявами.