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Restoring Aging Bones
Humans and other mammals evolved an ingenious solution to the calcium challenge, relying on our own skeletons - where 99 percent of bodily calcium resides
- as "calcium banks." In a process known as calcium homeostasis, the mineral is deposited into or withdrawn from the skeleton so that blood levels are kept
within the narrow range essential for nerve conduction, blood clotting, muscle contraction and other vital physiological functions. Unfortunately, this
process is at the root of osteoporosis, because it calls for sacrificing the skeleton if that is what it takes to maintain adequate blood calcium levels.
The regulatory system at the heart of calcium homeostasis features parathyroid hormone [PTH], vitamin D and ingested calcium. When the parathyroid gland
[located near the thyroid gland in the neck] senses a dip in circulating calcium levels, it secretes PTH - a hormone that works in several ways to boost
calcium levels. PTH powerfully influences osteoporosis by inducing bone-degrading cells [osteoclasts] to dissolve bone and release calcium into the blood.
The hormone also stimulates the kidneys to return calcium to the blood instead of excreting it and induces the small intestine to absorb calcium more
efficiently from food - a feat that PTH accomplishes indirectly, by increasing the body's production of vitamin D.
Some 90 percent of the average person's vitamin D is synthesized in the skin using energy from the sun's ultraviolet rays [we also get some vitamin D from
foods such as fatty fish and vitamin D-fortified dairy products]. In an ongoing chemical reaction that progresses from the skin to the liver to the kidney,
PTH helps transform vitamin D3 [the vitamin D precursor made when ultraviolet rays strike the skin's epidermis] into vitamin D's most active form. Vitamin
D acts directly on the small intestine, boosting its absorption of calcium from food so that more of the mineral is available for physiological functions
and for building bones.
A falloff in vitamin D curtails the amount of calcium absorbed and causes blood calcium levels to decline, prompting the parathyroid gland to secrete more
PTH to raise levels of active vitamin D. People with consistently low levels of the vitamin tend to have chronic elevations in serum PTH, a condition known
as hyperparathyroidism. The elevated PTH level manages to maintain vitamin D and calcium at close to normal levels but also accelerates the bone resorption
that leads to osteoporosis in many people.
Recent surveys have found that low serum vitamin D level are surprisingly common, especially among people living in northern latitudes, where sun exposure
is limited. In studies involving older women, vitamin D supplements have been found effective in returning vitamin levels to normal and preventing bone loss.
Clifford J. Rosen
Scientific American March 2003
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Régénérer les os qui vieillissent
L’homme et les autres mammifères ont développé une solution ingénieuse au problème du calcium, qui repose sur l’utilisation de leur propre squelette- où se
trouve 99 pour cent du calcium présent dans le corps- comme ‘banque de calcium’. Lors d’un processus connu sous le nom d’homéostase calcique, le minéral
est soit déposé dans le squelette, soit retiré de ce dernier, de manière à ce que son taux dans le sang soit maintenu dans l’étroite fourchette nécessaire
à la conductivité nerveuse, la coagulation du sang, la contraction des muscles et autres fonctions physiologiques vitales. Malheureusement ce processus est
à l’origine de l’ostéoporose, car il impose de sacrifier le squelette si cela est nécessaire pour maintenir un taux de calcium sanguin adéquat.
Le système de régulation au cœur de l’homéostase du calcium fait intervenir la parathormone (PTH), la vitamine D et le calcium ingéré. Quand les glandes
parathyroïdes (situées près de la glande thyroïde dans le cou) détectent une baisse du taux de calcium dans le circuit sanguin, elles sécrètent de la PTH-
une hormone qui agit de plusieurs manières pour augmenter le taux de calcium. La PTH influe fortement sur le développement de l’ostéoporose en incitant les
cellules destructrices de l’os (ostéoclastes) à dissoudre ceux-ci et libérer le calcium dans le sang. Cette hormone stimule aussi les reins pour qu’ils
restituent le calcium dans le sang au lieu de l’excréter et déclenche une absorption plus efficace du calcium contenu dans les aliments au niveau de
l’intestin grêle – des prouesses que la PTH accomplit indirectement, en accroissant la production de vitamine D dans le corps.
A peu près 90 pour cent de la vitamine D chez un individu moyen est synthétisée dans la peau en utilisant l’énergie fournie par les rayons ultraviolets du
soleil (la vitamine D est aussi apportée par quelques aliments tels que les poissons gras ou les produits laitiers enrichis en vitamine D). Lors d’une
réaction chimique continue qui progresse de la peau au foie, puis aux reins, la PTH aide à transformer la vitamine D3 (le précurseur de la vitamine D
produit quand les rayons ultraviolets frappent l’épiderme de la peau) en la forme la plus active de la vitamine D. La vitamine D agit directement sur
l’intestin grêle en accroissant l’absorption du calcium contenu dans les aliments pour que davantage de ce minéral soit disponible pour des fonctions
physiologiques et pour la construction des os.
Une diminution de la vitamine D réduit la quantité de calcium absorbé et provoque la baisse du taux de calcium sanguin, ce qui incite les glandes
parathyroïdes à sécréter plus de PTH pour faire remonter le taux de vitamine D active. Les personnes pour qui le taux de cette vitamine est constamment bas
ont tendance à souffrir d’une augmentation chronique du taux de PTH sérique, condition connue sous le nom d’hyperparathyroïdisme. Le niveau élevé de PTH
permet de maintenir les taux de vitamine D et de calcium à des niveaux proches de la normale, mais il accélère aussi la résorption osseuse ce qui conduit à
l’ostéoporose chez beaucoup d’individus.
Des études récentes ont montré qu’il est étonnamment fréquent de trouver des taux faibles de Vitamine D dans le sang, spécialement chez des personnes
vivant sous des latitudes septentrionales, où l’exposition au soleil est limitée. Des études portant sur une population de femmes plus âgées ont montré que
des suppléments en vitamine D sont efficaces pour ramener le taux de vitamine à la normale et prévenir la perte osseuse.
Clifford J. Rosen
Scientific American Mars 2003
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