Костный и минеральный обмен
Костный и минеральный обмен — это область внутренней медицины и ревматологии, изучающая процессы построения, поддержания и ремоделирования скелета, а также регуляцию кальция, фосфатов и гормонов, управляющих этими процессами. Она связывает клеточную биологию кости с метаболическими заболеваниями костей — главным образом остеопорозом — которые ослабляют скелет и вызывают переломы.
Definition
Костный и минеральный обмен охватывает физиологические процессы, регулирующие массу скелета и минеральный гомеостаз, а также метаболические заболевания костей (MeSH: Bone Diseases, Metabolic), возникающие при нарушении этих процессов.
Scope
Эта область знакомит читателя со структурой и обновлением костной ткани, системной регуляцией кальция и фосфатов, оценкой риска переломов и метаболическими заболеваниями костей, которые лечатся в ревматологии и эндокринологии. Она включает основные сведения о биологии кости, оценке риска переломов, остеопорозе, его фармакологическом лечении и лекарственно-индуцированных заболеваниях костей. Это справочная информация, а не клиническое руководство, и она не содержит индивидуальных диагностических или лечебных рекомендаций.
Sub-topics
Core questions
- Как регулируется баланс между формированием и резорбцией костной ткани?
- Как кальций, фосфаты, витамин D и паратиреоидный гормон поддерживают минеральный гомеостаз?
- Как измеряется и интерпретируется риск переломов вследствие хрупкости?
- Что отличает остеопороз от других метаболических заболеваний костей?
- Как лекарства и системные состояния влияют на прочность костей?
Key concepts
- Цикл ремоделирования кости
- Остеобласты, остеокласты и остеоциты
- Сигнализация RANK/RANKL/остеопротегерин
- WNT-сигнализация и склеростин
- Гомеостаз кальция и фосфатов
- Паратиреоидный гормон и витамин D
- Минеральная плотность кости и переломы вследствие хрупкости
- Метаболические заболевания костей
Mechanisms
Скелет непрерывно обновляется посредством ремоделирования, при котором остеокласты резорбируют старую кость, а остеобласты откладывают новый матрикс, который впоследствии минерализуется. Сопряжение этих процессов координируется локально осью RANK/RANKL/остеопротегерин, которая контролирует образование остеокластов, а также WNT-сигнализацией и ее ингибитором склеростином, регулирующими активность остеобластов. Системно, паратиреоидный гормон, витамин D и поступление кальция и фосфатов поддерживают концентрацию минералов в узких пределах, используя скелет в качестве минерального резервуара. Когда резорбция превосходит образование или когда минерализация нарушается, масса и качество кости снижаются, а риск переломов возрастает.
Clinical relevance
Метаболические заболевания костей являются частыми причинами переломов, инвалидности и потери независимости, и понимание их общей биологии лежит в основе оценки риска переломов и действия костно-направленных терапий. Эта область описывает концепции, которые формируют клиническое мышление о здоровье скелета; это образовательный справочный материал, а не основа для индивидуальной диагностики или лечения.
Epidemiology
Остеопороз и связанные с ним переломы вследствие хрупкости являются одними из наиболее распространенных проблем костного метаболизма во всем мире, при этом переломы шейки бедра и позвонков влекут за собой значительную заболеваемость, смертность и затраты; бремя резко возрастает с возрастом и, как ожидается, будет расти по мере старения населения (Compston et al., 2019).
Evidence & guidelines
Доказательная база охватывает лабораторные исследования клеточной сигнализации кости, обсервационные данные по эпидемиологии переломов, а также рандомизированные исследования и рекомендации по оценке и терапии. Рекомендуемые нормы потребления кальция и витамина D от Института медицины (Ross et al., 2011) являются основополагающим руководящим документом по здоровью скелета в этой области.
History
Современная область костного и минерального обмена развивалась с середины XX века благодаря характеристике гормонов, регулирующих кальций, и гистологическому изучению костного обмена, а на рубеже XXI века была преобразована открытием сигнальных систем RANK/RANKL/остеопротегерин и WNT/склеростин, которые выявили молекулярные мишени, впоследствии использованные в терапии.
Key figures
- Juliet Compston
- Roland Baron
- Lorenz Hofbauer
- B. Lawrence Riggs
Related topics
Seminal works
- compston-2019
- hofbauer-2000
- baron-2013
Frequently asked questions
- Что такое метаболическое заболевание костей?
- Это расстройство, при котором нарушается системная регуляция костного обмена или минерализации, что приводит к ослаблению скелета; остеопороз является наиболее распространенным примером, но эта категория (MeSH: Bone Diseases, Metabolic) также включает такие состояния, как остеомаляция и почечная остеодистрофия.
- Как эта область связана с ревматологией и эндокринологией?
- Костный и минеральный обмен находится на стыке обеих областей: ревматологи часто оценивают и наблюдают состояние костей у пациентов с воспалительными заболеваниями и получающих глюкокортикоиды, в то время как гормональная регуляция кальция тесно связана с эндокринологией.