Calcium and Vitamin D in the Prevention and Treatment of Osteoporosis by Assist. Prof. Dr. Suppasin Soontrapa June 1999

1. Calcium and Vitamin D in the Prevention and Treatment of Osteoporosis by Assist. Prof. Dr. Suppasin Soontrapa June 1999

2. อุบัติการของผู้สูงอายุของประเทศไทยอุบัติการของผู้สูงอายุของประเทศไทย 2540 2542 2543 2545 5 ล้าน 5.4 ล้าน 5.8 ล้าน > 6 ล้าน

3. โรคกระดูกพรุน

5. osteoporosis is a disease characterised by low bone mass and microarchitectural deterioration of bone tissue, leading to enhanced bone fragility and a consequent increase in fracture risk consensus development conference (1991)

6. Normal trabecular bone Osteoporotic trabecular bone

7. Diagnosis

8. การตรวจและวินิจฉัย ปัจจุบันนี้การตรวจที่ได้รับความนิยมสูงสุด เพื่อประเมินภาวะกระดูกพรุนคือ การตรวจหาความหนาแน่นของแร่ธาตุในกระดูก (bone mineral density BMD)

9. Diagnostic categories from WHO (1994) 1. Normal : BMD within 1 SD of the young adult reference mean 2. Low bone mass (osteopenia) : BMD >1 SD below the young adult mean but < 2.5 SD 3. Osteoporosis : BMD >= 2.5 SD below the young adult mean 4. Severe osteoporosis : BMD>2.5 SD below the young adult mean with bony fracture

12. 1/3 - 1/2 ของสตรีหลังหมดประจำเดือน พบเป็นโรคกระดูกพรุน • 1/2 ของสตรีและบุรุษอายุมากกว่า 75 ปี พบเป็นโรคกระดูกพรุน

13. กราฟแสดงค่า BMD ของ pop. พบว่า 1. ประชากรช่วงอายุ 50 ปี และ 50-59 ปี มีเพียงเล็กน้อยที่เป็น osteoporosis ตาม criteria ที่ตั้ง 2. ประชากรอายุ 80 ปีขึ้นไป ประ มาณครึ่งหนึ่งเป็น osteoporosis 3. ยิ่งอายุเพิ่มขึ้น อุบัติการณ์ของ osteoporosis ยิ่งเพิ่มขึ้น

14. Fracture risk at the age of 50

15. 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85

16. ที่เยอรมันตะวันตกพบ femoral neck fx. จากภาวะ osteoporosis 70,000 รายต่อปี • 25% เสียชีวิตภายใน 6 เดือน • <50% สามารถกลับมาใช้ชีวิตตามปกติ • >50% ไม่สามารถกลับมาใช้ชีวิตตามปกติ ต้องมีผู้ช่วยหรือเครื่องช่วย

17. Fracture threshold 3-5% / decade 2% / year 3-5% / decade

18. ความฝัน ต่างประเทศ ประเทศไทย

19. การดูแลและรักษา • 1. ป้องกัน ก่อนเกิดโรค • 2. การให้การรักษาหลังเกิดโรค

20. Prevention of osteoporosis 1. Adequate calcium diet 2. Adequate vitamin D 3. Doing regular weight bearing exercise 4. Avoiding excessive alcohol and coffee and not smoking cigarettes at all

21. แคลเซียม

22. เป็นแร่ธาตุที่สำคัญมากของร่างกาย ทำหน้าที่ต่างๆมากมายรวมทั้งรักษาความแข็งแรงของกระดูก • 99% อยู่ในกระดูก • 1% อยู่ใน extracellular fluid

23. หน้าที่ของแคลเซียม 1. Nerve conduction 2. Blood clotting 3. Skeletal muscle contraction 4. Cardiac muscle contraction 5. Intracellular signal transduction

24. ความเข้มข้นของแคลเซียมในกระแส เลือดอยู่ในช่วง 8.8-10.5 • Parathyroid hormone, vitamin D และ calcitonin เป็นฮอร์โมนควบคุมให้ แคลเซียมอยู่ในระดับปกติ โดยมีกระดูก เป็นแหล่งเก็บและให้แคลเซียมกับเลือด

25. Daily requirement of calcium phosphorus and vitamin D

28. Adequate calcium diet ความต้องการแคลเซียมในแต่ละคนแตกต่างกันคือ ในเด็กที่กำลังเจริญเติบโต ในสตรีตั้งครรภ์ ต้องการ Ca 1200 mg/d ในผู้ที่โตเต็มที่แล้วต้องการ Ca 800 mg/d ในผู้สูงอายุและสตรีหมดประจำเดือน ต้องการ Ca 1000-1500 mg/d

29. ‘threshold nutrient’ [Ca]

30. แคลเซียมจากอาหาร [รวบรวมประชากรที่ กทม. 400 ราย] • น้ำนมแม่จะให้แคลเซียมเพียง 30 mg/100 ml. • น้ำนมวัวจะให้แคลเซียมถึง 120 mg/100 ml. • อัตราการบริโภคแคลเซียมเฉลี่ยของคนไทย ประมาณ 361 mg/day โดย >65% รับประทานแคลเซียมน้อยกว่า 400 mg/dayมีเพียง 2%ที่ รับประทานแคลเซียมมากกว่า 800 mg/day

32. การดูดซึมแคลเซียมของลำไส้การดูดซึมแคลเซียมของลำไส้ ปัจจัยที่ควบคุมการดูดซึมแคลเซียมคือ 1. ความยาวของตัวลำไส้เอง 2. ระยะเวลาที่อาหารอยู่ในลำไส้ 3. ความสามารถของลำไส้ในการดูดซึมและนำแคลเซียมจากอาหารมาใช้ประโยชน์ 4. ความเข้มข้นของแคลเซียมในลำไส้

33. ความยาวของลำไส้ • Ileum เป็นลำไส้ที่ยาวที่สุด จึงเป็นบริเวณที่แคลเซียมถูกดูดซึมมากที่สุด รองลงมาคือ jejunum ที่น้อยที่สุดคือ duodenum

34. ระยะเวลาที่อาหารอยู่ในลำไส้ระยะเวลาที่อาหารอยู่ในลำไส้ • แคลเซียมที่รับประทานพร้อมอาหารจำนวนมากจะถูกดูดซึมได้มากกว่าแคลเซียมที่รับประทานกับอาหารน้อยๆ เช่นรับประทานนมตอนก่อนนอน แคลเซียมในนมจะถูกดูดซึมได้น้อยกว่ารับประทานนมพร้อมกับรับประทานอาหาร

35. ความสามารถของลำไส้ในการดูดซึมและนำแคลเซียมจากอาหารมาใช้ประโยชน์ความสามารถของลำไส้ในการดูดซึมและนำแคลเซียมจากอาหารมาใช้ประโยชน์ • [calcium bioavailability] • phytate, oxalate ขัดขวางการดูดซึม • Lactose ส่งเสริมการดูดซึม

36. ความเข้มข้นของแคลเซียมในลำไส้ความเข้มข้นของแคลเซียมในลำไส้ • ความเข้มข้นของแคลเซียมในอาหารยิ่งมากการดูดซึมแบบ paracellular จะยิ่งเพิ่มขึ้น แต่การดูดซึมแบบ transcellular จะไม่เพิ่มขึ้น และเนื่องจาก Ca เป็น threshold nutrient ดังนั้นหากCa มีความเข้มข้นสูงเกิน threshold การดูดซึมจะคงเดิม

38. จากรูปพบว่าอัตราการดูดซึมจะลดลงเมื่อความเข้มข้นสูงขึ้น แต่ปริมาณแคลเซียมที่ถูกดูดซึมจริงจะเพิ่มขึ้น เช่นให้แคลเซียม 15 mg อัตราการดูดซึม 64% แต่หากได้แคลเซียม 500 mg อัตราการดูดซึมจะเป็น 28.6%

41. ช่องทางการดูดซึมแคลเซียมช่องทางการดูดซึมแคลเซียม • มีสองช่องทางคือ • 1. Paracellular (nonsaturable portion) • 2. Trancellular (saturable portion)

42. Paracellular absorption • เป็น simple diffusion ผ่าน tight junction ที่อยู่ระหว่างเซล • ในสัตว์ทดลองพบว่า 90% ของการดูดซึมทางลำไส้เป็นการดูดซึมแบบนี้

45. Trancellular absorption of calcium • การดูดซึมโดยวิธีนี้จะมี 3 ขั้นตอน • 1. แคลเซียมผ่าน mucosal membrane • 2. แคลเซียมข้ามเซลโดยผ่านทาง cytoplasm • 3. แคลเซียมออกจากเซลทาง serosal membrane

46. Calcium Entry • แคลเซียมผ่าน mucosal cell ได้ 2 วิธี ซึ่งทั้งสองวิธีนี้ต้องอาศัยไวตามินดี • 1. โดย calcium binding protein • 2. โดยวิธี “transcaltachia”

47. Calcium Entry the Cell Membrane 1 2

48. Intracellular Movement of Calcium • แคลเซียมสามารถข้ามผ่านในเซลโดยวิธี • 1. ถูกจับและพาไปโดย calcium binding protein • 2. ถูกดูดเข้าไปอยู่ใน vesicle ของ mitochondria, Golgi complex and endoplasmic reticulum • 3. Transcaltachia วิธีนี้สามารถเกิดขึ้นได้ภายใน 3 นาทีภายหลังจากได้รับไวตามินดี

49. Intracellular Movement of Calcium 2 1 3

50. Calcium Extrusion • แคลเซียมออกจากเซลได้หลายทางคือ • 1. ผ่านทาง calcium channel • 2. ผ่านทาง ATP-dependent calcium pump • 3. ผ่านทาง sodium/calcium exchanger • 4. ผ่านทาง sodium/potassium pump • * หมายถึงแคลเซียมส่วนใหญ่จะขับออกจากเซลโดยวิธีนี้ โดยพบว่า pump นี้จะอยู่ที่ basolateral membrane ของ epithelial cell • ไวตามินดี เพิ่มความเร็วของการขับแคลเซียมออกจากเซล