Calcium et vitamine D

Vous savez déjà que le calcium est un composant essentiel de l'os, en particulier sous forme de phosphate de calcium et de carbonate de calcium. Comme le corps ne peut pas fabriquer de calcium, il doit être obtenu par l'alimentation. Cependant, le calcium ne peut pas être absorbé par l'intestin grêle sans vitamine D. Par conséquent, l'apport en vitamine D est également essentiel à la santé osseuse. En plus de son rôle dans l'absorption du calcium, la vitamine D joue également un rôle, bien que moins bien compris, dans le remodelage osseux.

Le lait et les autres produits laitiers ne sont pas les seules sources de calcium. Cet important nutriment se trouve également dans les légumes à feuilles vertes, le brocoli, le saumon entier et les sardines en conserve avec leurs arêtes molles. Les noix, les haricots, les graines et les fruits de mer fournissent du calcium en plus petites quantités.

À l'exception des poissons gras comme le saumon et le thon, ou du lait ou des céréales enrichis, la vitamine D n'est pas présente naturellement dans de nombreux aliments. L'action de la lumière du soleil sur la peau déclenche la production de vitamine D par le corps (Figure 6.22), mais de nombreuses personnes, en particulier celles ayant un teint plus foncé et celles vivant dans les latitudes nordiques où les rayons du soleil ne sont pas aussi forts, sont déficientes en vitamine D. En cas de carence, un médecin peut prescrire un supplément de vitamine D.

Figure 6.22 Synthèse de la vitamine D La lumière du soleil est une source de vitamine D.

Autres nutriments

La vitamine K soutient également la minéralisation osseuse et peut avoir un rôle synergique avec la vitamine D dans la régulation de la croissance osseuse. Les légumes à feuilles vertes sont une bonne source de vitamine K.

Les minéraux magnésium et fluorure peuvent également jouer un rôle dans le soutien de la santé osseuse. Bien que le magnésium ne se trouve qu'en quantités infimes dans le corps humain, plus de 60 pour cent de celui-ci se trouve dans le squelette, ce qui suggère qu'il joue un rôle dans la structure de l'os. Le fluorure peut déplacer le groupe hydroxyle dans les cristaux d'hydroxyapatite de l'os et former de la fluorapatite. Similaire à son effet sur l'émail dentaire, la fluorapatite aide à stabiliser et à renforcer le minéral osseux. Le fluorure peut également pénétrer dans les espaces des cristaux d'hydroxyapatite, augmentant ainsi leur densité.

Les acides gras oméga-3 sont connus depuis longtemps pour réduire l'inflammation dans diverses parties du corps. L'inflammation peut interférer avec la fonction des ostéoblastes, de sorte que la consommation d'acides gras oméga-3, dans l'alimentation ou sous forme de suppléments, peut également aider à améliorer la production de nouveau tissu osseux. Le Tableau 6.5 résume le rôle des nutriments dans la santé osseuse.

Hormones qui influencent les ostéoblastes et/ou maintiennent la matrice

Plusieurs hormones sont nécessaires pour contrôler la croissance osseuse et maintenir la matrice osseuse. L'hypophyse sécrète l'hormone de croissance (GH) qui, comme son nom l'indique, contrôle la croissance osseuse de plusieurs manières. Elle déclenche la prolifération des chondrocytes dans les plaques épiphysaires, ce qui entraîne l'augmentation de la longueur des os longs. La GH augmente également la rétention de calcium, ce qui améliore la minéralisation, et stimule l'activité ostéoblastique, ce qui améliore la densité osseuse.

La GH n'est pas la seule à stimuler la croissance osseuse et à maintenir le tissu osseux. La thyroxine, une hormone sécrétée par la glande thyroïde, favorise l'activité ostéoblastique et la synthèse de la matrice osseuse. Pendant la puberté, les hormones sexuelles (œstrogènes et testostérone) entrent également en jeu. Elles favorisent également l'activité ostéoblastique et la production de matrice osseuse, et sont en outre responsables de la poussée de croissance qui se produit souvent pendant l'adolescence. Elles favorisent également la conversion de la plaque épiphysaire en ligne épiphysaire (c'est-à-dire le cartilage en son vestige osseux), mettant ainsi fin à la croissance longitudinale des os. De plus, le calcitriol, la forme active de la vitamine D, est produit par les reins et stimule l'absorption du calcium et du phosphate par le tractus digestif.

Le vieillissement et...

Le système squelettique

L'ostéoporose (osteoporosis) est une maladie caractérisée par une diminution de la masse osseuse qui survient lorsque le taux de résorption osseuse dépasse le taux de formation osseuse, un phénomène courant avec l'âge. Notez en quoi cela diffère de la maladie de Paget. Dans la maladie de Paget, de nouveaux os sont formés pour tenter de suivre la résorption par les ostéoclastes hyperactifs, mais ces nouveaux os sont produits de manière désordonnée. En fait, lorsqu'un médecin évalue un patient présentant un amincissement osseux, il recherchera l'ostéoporose et la maladie de Paget (ainsi que d'autres maladies). L'ostéoporose ne présente pas les niveaux sanguins élevés de phosphatase alcaline que l'on trouve dans la maladie de Paget.

Figure 6.23 Graphique montrant la relation entre l'âge et la masse osseuse La densité osseuse atteint son maximum vers 30 ans. Les femmes perdent de la masse osseuse plus rapidement que les hommes.

Bien que l'ostéoporose puisse affecter n'importe quel os, elle touche le plus souvent les extrémités proximales du fémur, des vertèbres et du poignet. En raison de la perte de densité osseuse, le tissu osseux peut ne pas fournir un soutien adéquat pour les fonctions quotidiennes, et quelque chose d'aussi simple qu'un éternuement peut provoquer une fracture vertébrale. Lorsqu'une personne âgée tombe et se fracture la hanche (en réalité, le fémur), il est très probable que le fémur se soit fracturé en premier, ce qui a entraîné la chute. Histologiquement, l'ostéoporose est caractérisée par une réduction de l'épaisseur de l'os compact et du nombre et de la taille des trabécules dans l'os spongieux.

Figure 6.23 montre que les femmes perdent de la masse osseuse plus rapidement que les hommes à partir d'environ 50 ans. Cela se produit parce que 50 ans est l'âge approximatif auquel les femmes traversent la ménopause. Non seulement leurs périodes menstruelles diminuent et finissent par cesser, mais leurs ovaires réduisent de taille et cessent ensuite la production d'œstrogènes, une hormone qui favorise l'activité ostéoblastique et la production de matrice osseuse. Ainsi, l'ostéoporose est plus fréquente chez les femmes, mais les hommes peuvent également la développer. Toute personne ayant des antécédents familiaux d'ostéoporose a un risque plus élevé de développer la maladie, le meilleur traitement est donc la prévention, qui devrait commencer par un régime alimentaire infantile comprenant un apport adéquat en calcium et en vitamine D et un mode de vie incluant des exercices de port de poids. Ces actions, comme discuté ci-dessus, sont importantes pour la construction de la masse osseuse. Promouvoir une nutrition adéquate et des exercices de port de poids tôt dans la vie peut maximiser la masse osseuse avant l'âge de 30 ans, réduisant ainsi le risque d'ostéoporose.

Pour de nombreuses personnes âgées, une fracture de la hanche peut être mortelle. La fracture elle-même peut ne pas être grave, mais l'immobilité qui survient pendant le processus de guérison peut entraîner la formation de caillots de sang qui peuvent se loger dans les capillaires des poumons, entraînant une insuffisance respiratoire ; une pneumonie due à une mauvaise ventilation pulmonaire liée à l'immobilité ; des escarres qui permettent aux agents pathogènes de pénétrer dans le corps et de provoquer des infections ; et des infections des voies urinaires dues au cathétérisme.

Les traitements actuels pour la gestion de l'ostéoporose comprennent les bisphosphonates (les mêmes médicaments souvent utilisés dans la maladie de Paget), la calcitonine et les œstrogènes (pour les femmes seulement). Minimiser le risque de chutes, par exemple en éliminant les risques de trébuchement, est également une étape importante dans la gestion des résultats potentiels de la maladie.

Hormones qui influencent les ostéoclastes

Le modelage osseux et le remodelage osseux nécessitent des ostéoclastes pour résorber l'os inutile, endommagé ou ancien, et des ostéoblastes pour déposer de l'os nouveau. Deux hormones qui affectent les ostéoclastes sont l'hormone parathyroïdienne (PTH) et la calcitonine.

La PTH stimule la prolifération et l'activité des ostéoclastes. En conséquence, le calcium est libéré des os dans la circulation, augmentant ainsi la concentration d'ions calcium dans le sang. La PTH favorise également la réabsorption du calcium par les tubules rénaux, ce qui peut affecter l'homéostasie du calcium (voir ci-dessous).

L'intestin grêle est également affecté par la PTH, bien qu'indirectement. Parce qu'une autre fonction de la PTH est de stimuler la synthèse de la vitamine D, et parce que la vitamine D favorise l'absorption intestinale du calcium, la PTH augmente indirectement l'absorption du calcium par l'intestin grêle. La calcitonine, une hormone sécrétée par la glande thyroïde, a des effets qui contrent ceux de la PTH. La calcitonine inhibe l'activité des ostéoclastes et stimule l'absorption du calcium par les os, réduisant ainsi la concentration d'ions calcium dans le sang. Comme en témoignent leurs fonctions opposées dans le maintien de l'homéostasie du calcium, la PTH et la calcitonine ne sont généralement pas sécrétées en même temps. Le Tableau 6.6 résume les hormones qui influencent le système squelettique.