ما هي فسيولوجيا العظام؟
توازن الكالسيوم والفوسفات:
لا تقل أهمية الخصائص الهيكلية للعظام عن الدور الذي تلعبه العظام في الحفاظ على التركيب الأيوني للدم والسوائل الخلالية في الجسم، حيث تظهر جميع الفقاريات التي تمتلك عظمًا حقيقيًا تركيزات أيونات الكالسيوم في الجسم والسوائل تبلغ حوالي 50 مجم لكل لتر (1.25 ملي مول) وتركيزات الفوسفور في نطاق 30-100 مجم لكل لتر (1-3 ملي مول).
هذه المستويات خاصة مستويات الكالسيوم مهمة للغاية للحفاظ على الوظيفة العصبية العضلية الطبيعية والانتقال بين الخلايا العصبية وسلامة غشاء الخلية ونفاذه وتخثر الدم، إن الثبات الصارم الذي يتم من خلاله الحفاظ على مستويات الكالسيوم سواء في الفرد أو في جميع فئات الفقاريات الأعلى يشهد على الأهمية البيولوجية لمثل هذا التنظيم.
يوجد حوالي 99 في المائة من إجمالي الكالسيوم في الجسم و85 في المائة من إجمالي فوسفور الجسم في الرواسب المعدنية للعظام، وبالتالي يكون العظم كميًا في وضع يسمح له بالتوسط في التعديلات في تركيز هذين الأيونات في سوائل الجسم المنتشرة.
يتم توفير هذه التعديلات من خلال ثلاث حلقات تحكم هرمونية أنظمة تحكم مع تغذية راجعة وثلاث آليات تعمل محليًا على الأقل، حيث تتضمن الحلقات الهرمونية هرمون الغدة الجار درقية (PTH) والكالسيتونين (CT) وفيتامين D وتهتم حصريًا بتنظيم أيون الكالسيوم وتركيزات أيون الفوسفور.
هرمون PTH:
يعمل الهرمون (PTH) وفيتامين D على رفع مستويات الكالسيوم المتأين في سوائل الجسم ويعمل التصوير المقطعي المحوسب من الجسم فائق الخرق أو الخلايا C من الغدة الدرقية على تثبيط هذه المستويات، إذ يتم التحكم في إفراز كل هرمون عن طريق مستوى أيون الكالسيوم في الدورة الدموية.
في تركيزات الكالسيوم الطبيعية هناك مستويات منخفضة من إفراز جميع الهرمونات الثلاثة، وعندما تنخفض مستويات الكالسيوم المتأين في الدم هناك زيادة فورية تقريبًا في تخليق وإفراز هرمون الغدة الدرقية، وللهرمون (PTH) ثلاثة إجراءات رئيسية في الحفاظ على تركيز الكالسيوم في الدم، حيث إنه يحفز الكلى بشكل مباشر لتعزيز إعادة امتصاص الكالسيوم من الأنبوب من الترشيح الفائق الذي يمكن أن يفرز في البول، كما أنه يحفز الكلى على تنشيط الشكل المنتشر الرئيسي لفيتامين D إلى الكالسيوم، كما يدخل الكالسيوم في الدورة الدموية وينتقل إلى الأمعاء الدقيقة، حيث يعمل على زيادة كفاءة امتصاص الكالسيوم الغذائي في مجرى الدم.
يمكن أن يحفز (PTH) والكوليسترول أيضًا بانيات العظم لإنتاج عامل تمايز ناقضات العظم (ODF)، ويمكن أن تتفاعل بانيات العظم التي تحتوي على (ODF) على أسطحها مع الخلايا الأولية للخلايا الآكلة للعظم (حيدات) لتحفيزهم على أن يصبحوا ناقضات عظمية ناضجة.
تقوم ناقضات العظم بدورها بإطلاق حمض الهيدروكلوريك والإنزيمات في العظم المعدني وتطلق الكالسيوم والفوسفور في الدورة الدموية وهكذا، عندما يكون هناك نقص في الكالسيوم الغذائي لإشباع احتياجات الجسم من الكالسيوم يعمل كل من الهرمون (PTH) والكلسيتر بالتنسيق على بانيات العظم لتجنيد سلائف ناقضات العظم لتصبح ناقضات العظم الناضجة.
عندما يتم تلبية احتياجات الجسم من الكالسيوم من خلال تناول كمية كافية من الكالسيوم في النظام الغذائي يعمل كل من (PTH) والكالسيت على بانيات العظم لزيادة نشاطها، مما يؤدي إلى زيادة تكوين العظام والتمعدن، والكالسيتونين هو الهرمون الوحيد الذي يتفاعل مباشرة مع ناقضات العظم التي لديها مستقبلات لها، كما يقلل من نشاط ترقق العظام الناضج، وبالتالي يثبط وظيفتها.