Calcio, fosfato, magnesio e marcatori del metabolismo osseo

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1 Calcio, fosfato, magnesio e marcatori del metabolismo osseo

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9 CALCIO (1) Fabbisogno: 700 mg/die adulti; 1000 mg/die bambini; 1200 mg/die gravidanza; mg/die allattamento Assorbimento: duodenale, è influenzato dall acidità gastrica, dalla vitamina D e dal PTH Eliminazione: è filtrato e quindi riassorbito per il 99% dal tubulo; escrezione di mg/24h Valori di riferimento: mg/dl nell adulto mg/dl nei bambini

10 CALCIO (2) Il 40-50% del calcio circolante è legato alle proteine (in particolare all albumina) e non è dializzabile; la parte rimanente è sotto forma di citrato, fosfato, bicarbonato, solfato, rappresenta la quota attiva e prende nome di calcio ionizzato. Nella acidosi aumentano gli idrogenioni che competendo con il calcio nel legame con l albumina ne aumentano la quota attiva

11 La calcemia dipende da CALCIO (3) PTH: stimola attività osteoclastica (aumenta calcio e fosforo), aumenta l assorbimento del calcio e diminuisce quello del fosforo, aumenta la formazione di VIT D attiva VIT D: promuove l assorbimento di calcio e fosforo nell intestino, mobilizza calcio e fosforo dall osso insieme al PTH, stimola la ritenzione di calcio e fosforo a livello renale Calcitonina: antagonizza il PTH Ormoni tiroidei: accelerano la mobilizzazione del calcio dall osso

12 IPERCALCEMIA principali cause iperparatiroidismo (iperplasia, 90% adenoma) ipervitaminosi D (somministrazione eccessiva) ipercalcemia idiopatica infantile (2-4 anni) metastasi ossee ad azione osteolitica mieloma immobilizzazione (fratture, paralisi)

13 IPOCALCEMIA principali cause ipoparatiroidismo (autoimmune, chirurgico) carenza di vitamina D sindrome nefrosica (ipoalbuminemia) steatorrea pancreatite acuta insufficienza renale cronica (aumento di P) ipocalcemia del neonato

14 FOSFORO Fabbisogno: 1-2 g/die Eliminazione: filtrato per il 90%, viene riassorbito quasi totalmente; escrezione g/die Valori di riferimento: mg/dl nell adulto mg/dl nei bambini

15 IPOFOSFATEMIA principali cause iperparatiroidismo (90% adenoma, iperplasia) carenza di vitamina D (iperfosfaturia) steatorrea Tubulopatie (s. di Fanconi) acidosi tubulare renale alcolismo

16 IPERFOSFATEMIA principali cause insufficienza renale cronica ipoparatiroidismo ipervitaminosi D tumori ad attività osteolitica

17 MAGNESIO In un uomo adulto: g di magnesio (50% nelle ossa, 45% intracellulare, 5% extracellulare). Fabbisogno: 300 mg/die nell adulto Eliminazione: filtrato 70-80% e riassorbito 20-30% Valori di riferimento: mg/dl ( mmol/l)

18 IPOMAGNESIEMIA principali cause malassorbimento, digiuno prolungato diarrea cronica, pancreatite acuta, steatorrea, alcolismo cronico, terapia diuretica, insufficienza renale cronica, tubulopatie iperparatiroidismo, tireotossicosi, gravidanza, sindrome premestruale, stress

19 IPERMAGNESIEMIA principali cause insufficienza renale acuta e cronica morbo di Addison ipotiroidismo chetoacidosi diabetica disidratazione severa terapia con Mg nell eclampsia

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22 RANKL produced by osteoblasts binds to RANK on the surface of osteoclast precursors and recruits the adaptor protein TRAF6, leading to NF-κB activation and translocation to the nucleus. NF-κB increases c-fos expression and c-fos interacts with NFATc1 to trigger the transcription of osteoclastogenic genes. OPG inhibits the initiation of the process by binding to RANKL.

23 In condizioni normali Cellule stromali Osteoblasti Cellule T attivate Cellule stromali Osteoblasti RANK-L OPG Cellule stromali Osteoblasti Cellule T attivate RANK-L Nel MM Cellule stromali Osteoblasti OPG

24 Marcatori biochimici di rimodellamento osseo OPG RANK-L Fosfatasi acida ossea Catepsina K Peptidi di degradazione del collagene Propeptidi del procollagene Fosfatasi alcalina ossea Osteocalcina MARCATORI DI FORMAZIONE OSSEA marcatori di attività degli ob marcatori di sintesi del collagene MARCATORI DI RIASSORBIMENTO OSSEO Marcatori di attività degli osteoclasti Marcatori di numero di oc Marcatori di osteoclastogenesi

25 Idrossiprolina urinaria Prodotto da modificazioni postsintetiche del collagene (idrossilazione di residui di prolina) Rilasciato in seguito alla degradazione del collagene, escreto con le urine, ma per il 90% riassorbito Marcatore obsoleto Assorbito attraverso l intestino, necessita una dieta priva di collagene prima del prelievo del campione biologico Non specifico per il collagene di tipo I

26 Related to the Endocrine System Postmenopausal estrogen deficiency, osteoporosis Hypercortisolism, hypogonadism, hyperparathyroidism, and hyperthyroidism Acromegaly, growth hormone/receptor deficiencies and other growth disorders Chronic therapy with anticonvulsants, corticosteroids (glucocorticoids), excess thyroid hormone, gonadotropin-releasing hormone agonists, or heparin Related to the Skeletal System Paget's disease of bone Osteogenesis imperfecta Related to Behavior or Nutrition Alcoholism or tobacco use High sodium intake Chronic irnmobilization Gastrointestinal diseases related to nutrition and mineral metabolism Vitamin D deficiency Deficient calcium intake

27 Related to Other Diseases and Conditions Multiple myeloma Breast cancer Prostate cancer Renal insufficiency or failure Rheumatoid arthritis, polymyalgia rheumatica, and other connective tissue disorders Recent fracture Anorexia, bulimia Pregnancy Lactation Liver diseases Osteoarthritis Condition following transplantation

28 Products of osteoblast activity

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33 Three hydroxylysyl side chain Two hydroxylysyl and one lysyl side chain

34 Markers of bone resorption (products of the osteoclasts activity) - Pyridinium crosslinks - Collagen I C- and N-terminal telopeptides (CTX-I and NTX-I) - Tartrate resistant acid phosphatase (TRACP) isoform 5b - Galactosyl hydroxylysine

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37 Symptoms Osteoporosis, the "silent disease," has bone loss without symptoms. Onset only occurs with sudden strains, bumps, or fall causes a fracture or a vertebra to collapse. Collapsed vertebrae may initially be felt or seen in the form of severe back pain, loss of height, or spinal deformities such as kyphosis or stooped posture.

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39 Siamo arrivati qui

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42 DEXA (dual energy X-ray absorptiometry scan: Hip T-Score

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46 MARCATORI BIOCHIMICI DI RIMODELLAMENTO OSSEO NELL OSTEOPOROSI Identificare pazienti a rischio di frattura Chapurlat RD, et al. The EPIDOS study. Bone 2000;27:283-6

47 Garnero P, et al. The EPIDOS study. J Bone Miner Res 1996 MARCATORI BIOCHIMICI DI RIMODELLAMENTO OSSEO NELL OSTEOPOROSI Identificare pazienti a rischio di frattura

48 Delmas PD. 1995

49 Various guidelines are in general agreement that dual energy x-ray absorptiometry (DXA) is the preferred technique for diagnosing osteoporosis and monitoring changes in bone mineral density Biochemical markers of bone turnover can be used to monitor response to treatment. Current evidence suggests that both the decrease in turnover and the increase in BMD induced by antiresorptive therapies contribute to their antifracture efficacy. Biochemical markers show considerable variability within individuals such that fairly large changes are required to indicate a treatment effect; however, with antiresorptive therapy, the changes are often substantial..

50 Osteoporos Int (2009) 20:

51 Bone turnover markers in the management of postmenopausal osteoporosis Brown et al, Clin Biochem Apr 10. [Epub ahead of print]

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53 Cause di variabilità Variabilità totale Preanalitica Analitica Biologica Intraindividuale Interindividuale

54 Preanalitica Emolisi Stabilità Tipo di campione biologico

55 Analitica Elevata imprecisione Mancanza di standardizzazione

56 BONE MARKERS Biological variability Bone formation markers CV I, % CD, % S-Bone ALP S-Osteocalcin Bone resorption markers S-TRACP S-β CTX U-β CTX U-NTx U-total DPD U-free DPD U-free PYD

57 Pagani F, Panteghini M. Clin Chem 1994;40:952-3

58 published at on April 29, Sequence variants in five genomic regions were significantly associated with bone mineral density in the discovery set and were confirmed in the replication sets (combined P values, to ). Three regions are close to or within genes previously shown to be important to the biologic characteristics of bone: the receptor activator of nuclear factor-κb ligand gene (RANKL) (chromosomal location, 13q14), the osteoprotegerin gene (OPG) (8q24), and the estrogen receptor 1 gene (ESR1) (6q25).

59 In this double-blind, placebo-controlled trial, 3889 patients (mean age, 73 years) were randomly assigned to receive a single 15-minute infusion of zoledronic acid (5 mg) and 3876 were assigned to receive placebo at baseline, at 12 months, and at 24 months; the patients were followed until 36 months. Primary end points were new vertebral fracture (in patients not taking concomitant osteoporosis medications) and hip fracture (in all patients). Secondary end points included bone mineral density, bone turnover markers, and safety outcomes.

60 Treatment with zoledronic acid reduced the risk of morphometric vertebral fracture by 70% during a 3-year period, as compared with placebo and reduced the risk of hip fracture by 41% Nonvertebral fractures, clinical fractures, and clinical vertebral fractures were reduced by 25%, 33%, and 77%, respectively (P<0.001 for all comparisons). Zoledronic acid was also associated with a significant improvement in bone mineral density and bone metabolism markers. Adverse events, including change in renal function, were similar in the two study groups. However, serious atrial fibrillation occurred more frequently in the zoledronic acid group (in 50 vs. 20 patients, P<0.001).

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