30/10/2012 Biochemie kosti ■ Podpůrná funkce ■ Udržování homeostasy minerálů ■ Sídlo krvetvorného systému 1 Složení kosti ■ Pouze část je tvořena buňkami ■ Převládá kalcifikovaná tkáň (90%) ■ Osteoid (organická matrix) ■ kolagen (0 50-70 nm) ■ osteokalcin, osteonektin, ... ■ Minerální prvky ■ Krystaly Ca a P (amorfní nebo hydroxyapatit Ca10(PO4)6(OH)2 ■ Na+, Mg2+, Cu2+, Zn2+, Pb2+, P, HC03" 99% tělesného Ca, 85% P, 66% Mg Remodelace kosti (8-12 týdnů) -v hnízdech f Obměna trabekulární kosti ~ 25 % ročně %. kortikální kosti ~ 2-3 % ročně r řízený proces [Ca] a [Pí] v ECF Metabolismus Ca (2.2-2.6 mmol/l) Q0 ÄnwTwl [lg) - ÍŽSnm U \ i ta (sa*) ....., Ca2"1 vázaný na peptid 1.25 mmol/l Volný ■ „Neionizovaný" (komplexy, soli) 0.1 mmol/l ■ „Ionizovaný" (metabolicky aktivní) 1.15 mmol/l Význam ■ Nervové funkce ■ Permeabilita membrán ■ Svalová kontrakce Regulace ■ Kalcitonin ■ Parathyroidní hormon ■ Vit. D3 Parathyroidní hormon (PTH, parathyrirí), 84 aa ■ Sekretován na základě koncentrace volného nevázaného Ca v plasmě příštitnými žlázami Účinky * ■ Stimuluje resorpci kosti ■ Zvyšuje resorpci Ca v ledvinách ■ Nepřímo zvyšuje resorpci Ca ve střevě (aktivací vit. D3 v ledvinách) Vitamin D3 - cholekalciferol ■ Účinná forma 1,25-dihydroxy-cholekalciferol (kalcitriol) Účinky ■ Podporuje resorpci kosti ■ Podporuje resorpci Ca ve střevě Ca2 Aktivace vit. D3 7-dehydrocholesterol Cholekalciferol (vit. D3) ^ neaktivní játra 25-hydroxycholekalciferol (kalcidiol) 30 mg/ml strava 1,25-dihydroxycholekalciferol (kalcitriol) " 30 pg/ml ledviny PTH 24,25-dihydroxycholekalciferol „odpad" Kalcitonin (33 aa) ■ Sekretován C buňkami štítné žlázy Účinky ■ Inhibuje resorpci kosti (přímé působení na osteoklasty) ■ Inhibuje zpětnou resorpci Ca v ledvinách ■ Tlumí bolest (působení na CNS) I Fi 30/10/2012 Poruchy metabolismu Ca ■ Hypokalcemie (méně běžné; neurologické-tetanus, mentální poruchy, kardiovaskulární poruchy, katarakty) ■ Hypoparathyroidismus ■ Vit. D deficience ■ Ledvinové poškození ■ Hyperkalcemie ( neurologické a psychiatrické poruchy -letargie, deprese, gastrointestináIní - anorexie, zvracení, srdeční arytmie, ledvinové poruchy-žízeň, polyurie) ■ Primární hyperparathyroidismus ■ Nádorová onemocnění Fosfor (0.8 - 1.4 mmol/l) ■ Membrány, nukleové kyseliny, kofaktory, glykolytické intermediáty ■ Fosforylace - regulace enzymů ■ Organofosfáty-zdroj E (ATP, kreatin-P) ■Důležitý anion ICF i ECF ■vázaný na lipidy a proteiny ■Anorganický HP0427H2P04- Fosfor (0.8 - 1.4 mmol/l) ■ Většinou protichůdně k Ca (regulace PTH v ledvinách) 5 Poruchy metabolismu P ■ HyperfOSfatemie - bez specifických symptoma ■ ledvinové selhání ■ hypoparathyroidismus ■ hemolýza ■ Hypofosfatemie < 0.3 mM ■ nedostatečná absorpce ve střevě ■ přesun P z ECT do ICT (^akutní fosforylace, např. ^ H+ & fosfofruktokinasa & fosforylace glc) ■ w ztráty P ledvinou - nejčastější Hořčík (0.1 - 1.0 mmol/l) ■ Aktivátor mnoha enzymů ■ ATP existuje jako komplex s Mg2+ ■ Transmembránový transport K, Ca ■ Vazba podjednotek ribosomů ■ Funkce svalů ■ Nervosvalový přenos vzruchu ■ Ovlivňuje sekreci PTH Hořčík (0.1 - 1.0 mmol/l) ■ 2. hlavní kation ICF ■ V plasmě - 60% ionizováno, 15% komplexy a soli (P, citrát, HCCy), zbytek proteiny -a 5-10 mmol 1£n-rviol D=3 jat KOST re*. 750 mmol MbKKb IKANL 4I£immol Hořčík - podobnost s Ca a K Ca K Distribuce v plasmě Intracelulární kation třtř kost Vstup do buňky při anabolismu a vice versa Regulace PTH -0- v ECT při malabsorpci íŕ v ECT při acidémii a selhání ledvin Regulace kostní hmoty - souhrn ■ Kalcitonin + suprese osteoklastQ ■ PTH aktivace osteoklastQ, inhibice syntézy kolagenu v osteoblastech ■ Vit. D3 +/- nezbytný pro mineralizaci, vyšší koncentrace působí osteolyticky ■ Vápník + pouze v dětství, dospívání a ve stáří ■ Fluoridy + stimulují osteoblasty Regulace kostní hmoty souhrn i Věk i Fyzická aktivita i Růstový hormon i Thyroidni hormony i Glukokortikoidy i Estrogen od 30 let kostní hmoty ubývá + zvyšuje kostní hustotu + stimulace tvorby kosti + stimuluje resorpci kosti, která následně stimuluje tvorbu kostní hmoty přímo inhibují syntézu proteinů osteoblastů, nepřímo inhibují resorpci Ca ve střevě + ovlivňují absorpci Ca ve střevě, nepřímo inhibují osteoklasty Biochemické markery ■ Výstavby kosti ■ Alkalická fosfatasa ■ Osteokalcin ■ Prokolageny ■ Resorpce kosti ■ Hydroxyprolin ■ Pyridinoliny ■ Kyselá fosfatasa Zesíťování pyridinolinu a deoxypyridinolinu v kolagenu Zesíťování pyridinolinu a deoxypyridinolinu v kolagenu o '-^—^ • "S k,