A CSONTANYAGCSERE Novotniné Dr.Dankó Gabriella Debreceni Egyetem AGTC
A mozgás készüléke (apparatus locomotorius) 1. A mozgás passzív szervei - Csontvázrendszer - systema sceleti - A csontok összeköttetései - juncture ossium A mozgás aktív szervei- systema musculorum
A csontrendszer tanulmányozásával a - csonttan (osteologia), az összeköttetésékekkel a - szalagtan (syndesmologia), valamint az - ízülettan (arthologia) foglalkozik
A csont (os ) összetett szerv, erek idegek szövik át, külső és belső felületét a csonthártya borítja, ízületi felületeit és nyúlványait porc egészíti ki, üregeiben csontvelőt tartalmaz. Sárgásfehér kemény és rugalmas részei a szilárd belső váznak. Tömegük a testtömeg 20-30%-a.
A csontok száma különböző. Ez lehet faj, fajta, kor szerinti különbség. Az egyes csontok a törzsfejlődés (filogenezis) során nőnek össze egymással vagy az egyedfejlődés (ontogenesis) során fejlődnek egységes csonttá. A csont szerkezete állandóan átépülve alkalmazkodik a rá ható erők nagyságának és irányának megfelelő mechanikai igénybevételhez.
A csontok feladatai A szervezet szilárd belső vázát adják A mozgás passzív szervei Üregeket alkotva védik a belső lágy szerveket Megszabják a test alakját, nagyságát Részt vesznek a vér alkotóelemeinek képzésében Rezervoárként szolgálva jelentős szerepet játszanak az ásványi anyagok, főként a Ca- és a P- anyagcserében.
A csontok fizikai és kémiai tulajdonságai A csontok legfontosabb fizikai tulajdonsága a szilárdság és a rugalmasság. Szárazanyag tartalmának 30%-a szerves, enyvadó, rugalmas anyag, amit osseinnek nevezünk. Sósavas főzéssel nyerhető, zömmel kötőszöveti rostok és csontsejtek alkotják. 70%-a szervetlen (víz, csonthamu), melyet csontföldnek nevezünk és izzítással nyerhető. Életkorral változó arány. 1 mm 3 térfogatú csontkocka 19 kg nyomóerőt és 10,5 kg húzóerőt képes elviselni.
A csontszövet szerkezete A többi támasztó szövethez hasonlóan sejtekből és sejt közötti állományból áll. A csontszövet sejtjei: - Csontépítő sejtek (osteoblastok)- ahol a csont növekedik vagy átépül - Csontsejtek (osteocyták)- viszonylag nyugalomban lévő sejttípus, megnyúlt, soknyúlványú - Csontpusztító sejtek (osteoclastok)- ahol csontfelszívódás folyik. A csontszövet sejtközötti állománya: - Kollagén kötőszöveti rostok és a közé lerakódott szervetlen anyagok (legnagyobb részben hidroxil-apatit)
A csontszövet szerkezete Kéreg állomány Volkmann és Havers csatorna- tápláló erek Szivacsos állomány Gerendácskák, lemezecskék és csövecskék rendszere A csontok járulékos szervei: A csonthártya halvány rózsaszínű, érző idegvégződésekben gazdag, enyhe ütésre is érzékeny, kötőszövetes rostos hártya, amely a csontot az ízületi felületek kivételével mindenütt beborítja. A csontképzésben és a csontok táplálásban van szerepe. Felületes és mély rétege van. Kollagén (Sharpley-féle) rostok rögzítő szerep. Porc- üvegporc és rostos porc Csontvelő- vörös és sárga csontvelő
A csontok osztályozása Alak: hosszú, lapos, rövid Fejlődés: primer vagy kötőszöveti eredetű, szekunder vagy porcosan előképzett Helyeződés: vázcsont, szabadcsont Szerkezet: tömör, szivacsos, üreges A test részei: fej, törzs, végtagok csontjai
A csontok közötti összeköttetések
A valódi ízület 5 lényeges komponense Kettő vagy több illeszkedő csont Ízületi porc Ízületi tok Ízületi üreg Ízületi nedv
A csont szerepe az ásványi anyagok forgalmában A kalcium és a foszfor a szervezet legnagyobb mennyiségben előforduló ásványi anyaga (egy 100 kg-os állatban pl. 1,7 kg Ca és 0,9 kg P van) A kalcium 99%-a, a foszfor 80%-a a csontokban van.
A Ca megoszlása az állati szervezetben Csontokban, fogakban: 99% Extracellulárisan: 2,2-3,0 mmol/l 50 % Ca 2+ ion 5 % komplex 45 % fehérjékhez kötve Intracellulárisan: 0,1-1 µmol/l
A testfolyadék Ca tartalma Normokalcémia emlősökben: 2,5 mmol/l, madarakban: 5 mmol/l Ionizált, diffúzibilis frakció (50%): vérplazmában, biológiai feladatok Nem ionizált, diffúzibilis frakció (5%) kisméretű vegyületek: hidrokarbonátok, citrátok, laktát Fehérjékhez kötötten, nem diffúzibilis frakció (45%): Ca-proteinát komplexek
A P megoszlása az állati szervezetben 80 %-a a csontokban 20 %- a az extra- ill. intracellulárisan (foszfoplipidek, makroerg foszfátkötések, nukleinsavak)
A vér P tartalma Élettani normál értéke: 4 mmol/l Foszfolipidekben, anorganikus foszfátokban (élettani szempontból ez a legfontosabb) és foszfátészeterekben ph=7,4 mellett és fiziológiás Ca + koncentráció esetén a HPO 2-4 annyira rosszul oldódik, hogy az extracelluláris folyadék gyakorlatilag telítetlen oldatnak tekinthető, ionszorzata állandó (egyik csökkenése a másik növekedését eredményezi)
A kalcium élettani szerepe Véralvadási faktor Izom-összehúzódás Neuromusculáris ingerlékenység szabályozása A szívizomra tett hatás A kapillárisok áteresztőképességét csökkenti, ezáltal gyulladáscsökkentő hatású Membránstabilizáló hatású Egyes enzimek aktivátora (pl. lipáz, rennin) A foszforral együtt biztosítja a csontok és fogak szilárdságát A madarakban a tojáshéj szilárdságát biztosítja Sejten belüli hírvivőként közvetíti egyes hormonok hatását Egyes mirigyek szekréciós tevékenységét befolyásolja
A neuromusculáris ingerlékenység Egy izom és a hozzá térő mozgatóideg funkcionális egységének az ingerületi állapota Hypocalcaemia esetén az idegsejt-membrán környezete megváltozik, csökken az ingerküszöb, tetánia lép fel (a motoros idegek fokozott ingerlékenysége a hozzájuk tartozó izmok görcsös kontrakciójában nyilvánul meg.)
A neuromusculáris ingerlékenységet a vérplazma egyéb kationjai is befolyásolják a különböző ionok hatását a György-féle képlet fejezi ki.
György-féle képlet: K + Na + görcs --------------------------------- Ca 2+ Mg 2+ H + bódulat A Gyögy-féle képlet nem szigorú matematikai modell, hanem csak tendencia, aminek segítségével megjósolható az egyes ionok koncentrációváltozásának hatása a neuromuscularis ingerlékenységre.
A Ca szívizomra tett hatása A Ca koncentráció növekedése a szívizom ingerlékenységét csökkenti, az összehúzódás erősségét fokozza. Ha a koncentráció hirtelen nagymértékben nő, a szív systoléban meg is állhat (pl. túl gyorsan beadott intravénás Ca injekciónál).
A foszfor élettani szerepe Az intermedier anyagcserében betöltött szerep (szénhidrátok, zsírok, fehérjék és vitaminok anyagcseréjében egyaránt vannak olyan lépések, amikor foszforiláz enzim hatására foszforsav észter keletkezik) Kémiai energia raktározása (ATP, GTP, UTP,stb.) A kalciummal együtt biztosítja a csontok és a fogak szilárdságát Nukleinsavak alkotórésze Pufferhatás (foszfátpuffer) Membránalkotás (foszfolipidek)
A Ca és P szervezeten belüli forgalma Takarmányok: zöldtakarmány- sok Ca, gabonamagvak-sok P; hal, csontliszt, tej sok Ca és P. A Ca és P a vékonybél elülső szakaszán szívódik fel, a felszívódást befolyásoló tényezők: A szervezet aktuális igénye (laktáció során javul a takarmány Ca -és P- tartalmának kihasználása) A Ca/P arány a takarmányban A szervezet D-vitamin ellátottsága (CaBP szintézist serkenti a bélben) Életkor (öregedéssel csökken a felszívódás) Helyi tényezők a bélben (serkenti: savas ph, a takarmány nagy fehérje tartalma, gátló : lúgos ph, a takarmány nagy zsírtartalma)
A Ca é P kiürülése a szervezetből Ca kiürülés: 90%-a bélsárral, 10%-a a vizelettel (ez hormonális szabályozás alatt áll). Laktáló állatokban jelentős mennyiség távozik a tejjel. P kiürülés: elsősorban a vesén keresztül ürül (a tubuláris reabszorpciót a parathormon és a kalcitonin egyaránt gátolja, ezzel segítik a kiürülést) a bélsárral csak a takarmányból föl nem szívódott P távozik, laktáló állatokban jelentős a tejjel történő foszforürítés. A tej Ca koncentrációjának állandóságát az anyai szervezet még saját kalciumhiányos állapota árán is biztosítja. A tehéntej Catartalma: 1,2 g/l, a colosturumé 1,6 g/l, a P-tartalom 1 g/l.
A csontok fejlődése (osteogenesis) és a csontosodás (ossificatio) Direkt (desmalis) : a kötőszövetben lévő csontképző (osteoblast) sejtek alapállományt fejlesztenek, amelyben kalciumsók rakódnak le (főleg felületekenkötőszöveti vagy fedőcsont) Indirekt (chondralis): a csontot a fejlődése helyén porc előzi meg. Mindkét esetben a csontképző sejtek együtt maradnak és csontosodási magvakat hoznak létre.
A csontsejtek Osteoblast: a csont szerves alapállományának termelése; alkalikus foszfatáz termelés; csontreszorpció (a szervezet hiányos Ca ellátottsága estetén), Ca-permeabilitást szabályzó membrán kialakítása Osteocyta: csontreszorpció; tápanyagok és egyéb anyagcseretermékek transzportja Osteoclast: Monocyta eredetű sokmagvú óriássejt, a machrophag rendszer tagja
Ásványianyag-forgalom a csontok és az extracelluláris folyadék (ECF) között Csontreszorpció, osteolysis (PTH) Csont ECF Kalcifikáció (CT)
A csontosodás és a csontreszorpció folyamata Csontosodás: EC testnedv ph=7,4; [Ca 2+ ]*[HPO 4 2- ] ionszorzata állandó, ha az egyik ion koncentrációja nő, a másik csökken, miközben kicsapódik, kalcifikáció. A HPO 4 2- a csontosodás során degenerálódó porcsejtekből származik. Csontreszorpció: Az osteolysist a PTH váltja ki. A csontsejtek mindhárom típusában fokozódik a glükolízis intenzitása, savanyodik a csontintersticium ph-ja, kioldódnak az ásványi sók, az osteocyták és osteoclastok megkezdik a szerves alapállomány enzimatikus bontását.
A parathormon (PTH) 84 aminosavból álló polipeptid A mellékpajzsmirigyben termelődik Hatásai: a csontokból történő Camobilizációval, valamint a vizelettel és a tejjel történő Ca veszteség csökkentésével növeli a vérplazma Ca 2+ koncentrációját.
A D-hormon (1,25-(OH) 2 -D 3 Szteránvázas vegyület, amely előanyagából, a D3 vitaminból keletkezik a szervezetben. A D-hormon szintézisét a PTH és a CT szabályozza Hatásai: a csontképzés és csontbontás összhangját teremti meg a szervezetben, biztosítva a folyamatos csontépülés zavartalanságát. Csökkenti a Ca és a P szervezetből való ürülését Serkeni a bélhámsejtekben a CaBP szintézisét, így a Ca felszívódást fokozza. Hiánya: fiatal korban az angolkór (rachitis), kifejlett állatokban az osteomalacia (csontrendszer fájdalmassága és csonttörés)
A kalcitonin (CT) 32 aminosavból álló polipeptid A pajzsmirigyben termelődik Szekrécióját a vérplazma Ca 2+ koncentrációja szabályozza Hatásai: A csontépítő folyamatokat támogatja A vesében a Ca 2+ tubuláris reabszorpcióját gátolja, ezáltal a vizelettel történő Ca-ürülést fokozza Fokozza a P-ürülését Gátolja a D-hormon szintézisét
A csont Ca és P forgalmát befolyásoló tényezők Hormonok: - Csontnövekedést serkentik: PTH, CT, D-vit, STH, pajzsmirigyhormonok, ösztrofgének, androgének, inzulin, gasztrin - Csontnövekedést gátolják: glükokortikoidok, prosztaglandin Vitaminok: A,D és C-vitamin Nyomelemek: Mn, Cu Mechanikai hatások: a csontszerkezet az erőhatásoknak megfelelően átépül (fokozott oszteoblaszt tevékenység)
A gímszarvas (Cervus elaphus) 150 napos agancsfejlődési periódusának utolsó 2-3 hete június- a csontos korona mineralizációjának legintenzívebb időszaka. Rövid idő alatt egy végül 8-17 kg-os csontszervbe kell hatalmas mennyiségű ásványi anyagot mobilizálni, ami kizárólag táplálkozás útján lehetetlen. Így ideiglenesen vázelemekből-, szegycsontból, bordákból, egyes csigolyákból transzportálja a kalciumot és a foszfátot az agancs mineralizációjához, ezzel a csontsűrűség csökkenést, azaz fiziológiás csontritkulást indukálva az érett vázcsontokban. Később az ásványi sók a döhérség kondíciójavító ideje alatt a dús vegetációból táplálkozás útján visszapótlódnak. (Forrás: Borsy A. Mg. Biotech.Kut. Gödöllő: Ciklikus fiziológiás oszteoporózis és regeneráció a gímszarvasban )
A kalciumháztartás változása ellés körüli időszakban tejhasznú tehenekben Forrás: Dr. Bajcsy Árpád Csaba SZIE ÁOTK Nagyállat Klinika, Üllő A tejelő tehenek laktációjának kezdetét átmeneti Cahiányos időszak (hypokalcémia) jellemzi még megfelelő hormonális szabályozás mellett is Ez klinikai tüneteket többnyire nem eredményez A vérplazma Ca koncentrációja az ellést követő 2-3 napon belül visszatér az élettani tartományba (2,2-2,6 mmol/l) A hypokalcémiához gyakran társul hypofosztatémia és hipermagnezémia is
A kalcium háztartás szabályozása Forrás: Goff és mtsai 1987
Az ellési bénulás főbb jellemzői Az ellési bénulás elléskor jelentkező klinikai tünetekkel is járó metabolikus zavar Kiváltója: hypokalcémia közvetlenül ellés után Oka: a tejjel (bélsárral, vizelettel) ürülő Ca több, mint a tápcsatornából felszívódott és a csontokból mobilizált Ca. - A föcstej Ca tartalma nagyobb, mint a normál tejé - a tehénnek csökkent az étvágya ellés után Háttere: viszonylagosan alacsony szintű parathormon termelés és 1, 25-(OH) 2 -D 3 hatás Tünetek: Comatosus állapot, bódulat, fekszik az állat, lóg a nyelve, légzése nehezített, nincs bendőmozgás, keringési elégtelenség, végső esetben elhullás.
Az ellési bénulás megelőzése Ellési bénulásra hajlamos nagytejű teheneknek az ellés előtt 10 nappal adott D-vitamin injekció A vemhesség utolsó hetében Ca szegény és P ban gazdag diéta (PTH mozgósítás) Kalcium felszívódás gátló takarmány kiegészítés ellés előtt Kalcium adagolás szájon át elléskor és ellés után Frissen ellett tehenek csak részleges kifejése Intravénás kalcium-boroglükönát kezelés
A kalciumháztartás változása ellés körüli időszakban tejhasznú tehenekben
Eredmények
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET