C ALCIUMDEFICIENC Y- OSTEOPOROSIS The Role of the...

C ALCIUMDEFICIENC Y- OSTEOPOROSIS

The Role of the Parathyroids for the Adaptation to a Low Calcium

Intake in the Adult Rat

AKADEMISK AVHANDLING

som med vederbörligt tillstånd av Rektorsämbetet vid Umeå Universitet

för avläggande av medicine doktorsexamen kommer att offentligen försvaras

i Sjuksköterskeskolans aula torsdagen den 11 december 1975 kl. 9.00

avOLOF AHLGREN

Med. lic.

LARSSON & Co:s TRYCKERI UMEÂ 1975

UMEÅ UNIVERSITY MEDICAL DISSERTATIONSNew series No 8

From the Department of Orthopaedic Surgery, University of Umeå, Sweden

KALCIUMBRIST - OSTEOPOROS

Parathyreoideaes roll vid adaptationen till lågt kalciumintag

hos vuxna råttor

AvOLOF AHLGREN

Umeå Universitet Umeå 1975

3

I N N E H Å L L

Sida

K a lc ium bris t som orsak t i l l human osteoporos 5

Adaptation t i l l lå g t kalcium intag 8

K a lc ium bris t - osteoporos experim ente llt 11

Parathyreoideafunktionen v id ka lc ium b ris t 13

M ålsättn ing 15

Val av fö rsöksd ju r 16

Val av metod a t t inducera parathyreoideahypofunktion 16

Försöksuppläggning 19

Försöksmaterial 20

Försöksmetoder 23

Kemiska analysmetoder 24

Radioisotopmetod 25

F ys ika liska analysmetoder 26

H is to log iska analysmetoder 27

Kvantim etriska analysmetoder 28

Fysio log iska analysmetoder 29

S ta t is t is k bearbetning av data 30

R esulta t 31

Diskussion 45

Allmän sammanfattning 58

S lu tsa tse r 61

R efe rens lis ta 62

4

Detta arbete har understö tts av Statens Medicinska Forskningsråd (P ro jek t nr B73-03X-775-05, B73-03X- -4063-01 och B74-03X-4063-02) Medicinska fa ku lte te n ,

aUmeå U n iv e rs ite t och Kung Gustav V:s A tt io å rs Fond.

Den s ta t is t is k a bearbetningen har u t fö r ts i samarbete med f i l .k a n d . Anders Nylén, S ta t is t is k a In s titu t io n e n , Umeå U n iv e rs ite t.

5

I N T R O D U K T I O N

KALCIUMBRIST SOM ORSAK TILL HUMAN OSTEOPOROS

En s to r grupp av de metaboliska skelettsjukdomarna re su lte ra r i en reduktion av mängden benvävnad i s k e le tte t, s k osteopeni (Bauer, Carlsson & L indqu is t 1958). Osteoporos och osteomalaci samt kombinerad osteoporos-osteomalaci är van liga orsaker t i l l osteopeni. Vid osteoporos fö re lig g e r minskning av s k e le tte ts samtliga beståndsdelar, men i detta f a l l är benresorptionen s ä rs k il t framträdande. Vid osteomalaci är däremot benvävnadens m ine ra lise ring defekt med minskad in la g r in g av bensa lte r.

Osteoporos är den va n lig as t förekommande skelettsjukdomen hos vuxna. Det är dessutom den osteopeniform vars génes, d iagnostik och te ra p i erb juder de s tö rs ta problemen.

D e fin it io n av osteoporos

Osteoporos d e fin ie ra s som e t t t i l ls tå n d där s k e le tte t fö re te r reducerad mängd benvävnad i fö rhå llande t i l l volym anatomiskt ben, d v s minskat v ik t/vo lym ra t io . Med stigande å ld e r sker en fy s io lo g is k reduktion av s k e le tte ts benmassa (T ro tte r e t a l . 1960, Rose 1967). Den fys io lo g iska fö r lusten av benvävnad kan e m e lle rtid accelereras genom en nytillkommen s ju k lig process, v ilke n orsakar ka lc ium förlu s te r på hela 200-400 mg/dag, (Dent & Watson 1966, T ro tte r1960). Detta leder så småningom t i l l osteoporos i k l in is k bemärkelse, d v s en ökad frakturbenägenhet t i l l fö l jd av biomekanisk försvagning av s k e le t te t, v i lk e t hos vissa in d iv id e r manifesteras i form av fra k tu re r t ex på ko to r, collumfemoris och d is ta la rad ius .

6

Osteoporosorsaker

Osteoporos utgör e j e t t enda sjukdomsbegrepp utan är e t t t i l ls tå n d som kan uppstå av f le ra orsaker (F rost1963). De v ik t ig a s te orsakerna t i l l osteoporos kan indelas på fö ljande s ä tt:

1 • Endokrina rubbningar Hypogonadism Cushing's syndrom C o r t isonbehandling Acromegali Thyreotoxicos

2. N ä ringsb ris tC-vitam in b r is tK a lc ium bris tP ro te in b r is t

3. Id io p a tis kJuven ilHavandeskapPostmenopausSenil

4. Ä r f t l igOsteogenesis imperfecta

5. Im m obilisering

6. Exogen fa k to rCadmium

K alc ium bris t som orsak t i l l osteoporos

Ren ka lc iu m b ris t i kosten ansågs i den tid ig a re l i t te ra tu re n (A lb r ig h t & R e ifens te in Î948) e j vara av primär e t io lo g is k betydelse fö r uppkomst av genere ll osteoporos. I senare

7

popu la tionsstud ie r (Whedon 1959, Nordin I960, Fraser 1962) pekar man e m e lle rtid u t if rå n gjorda kostundersökningar på den stora betydelsen av kalcium i kosten. Således har man i v issa kostundersökningar påvisat e t t lägre geno m sn ittlig t ka lcium intag hos osteoporosind iv ider jäm fört med in d iv id e r utan k l in is k osteoporos (Nordin 1961, Lutwak 1964) vidare förekom u tta lad osteoporos endast hos personer med lå g t kalcium intag i kosten (Nordin 1964). Personer med osteoporos kan dock ha en normal kalciumkonsumtion, (U r is t 1960, Smith & Frame 1965) även om e t t samband mellan k l in is k osteoporos och ka lc ium intaget fö re lig g e r (Nordin 1964).

Den vuxne l ik a v ä l som den unga ind iv iden har en betydande förmåga a t t adaptera s ig t i l l lå g t kalcium intag genom a t t öka kalciumabsorptionen i tarmen samt minska kalciumutsöndringen i urinen (Malm 1958). En del personer synes dock ha begränsad adaptationsförmåga, v i lk e t kan leda t i l l långvarig negativ kalciumbalans (Malm 1958). Närmare kännedom om dessa adaptionsmekanismer saknas likaså är reg leringen av adaptationen t i l l lå g t kalcium intag e j närmare utredd.Vitam in D är dock e s s e n t ie l lt fö r a t t ökning av tarmens kalciumabsorption s k a ll kunna ske (Nicolaysen e t a l . 1953). Det fö re fa l le r som om personer med osteoporos har reducerad förmåga a t t minska ka lc ium förlus te rna i urinen (Bhandarkar & Nordin 1962). Kalciumutsöndringen v ia njurarna fö re fa l le r sålunda vara oberoende av ka lc ium in taget hos osteoporos- p a tie n te r (Nordin 1961) hos v ilk a kalciumbehovet rapportera ts vara fö rh ö jt (Nordin 1962).

Normalt fö re lig g e r stora s k illn a d e r mellan in d iv id e r såväl beträffande ka lc iu m fö rlu s te r som förmåga a t t t i l lv a r a ta kalcium, v a rfö r minimibehovet är o lik a fö r o lik a in d iv id e r . Frågan om kalciumbehovet är k o n tro v e rs ie ll, v i lk e t framgår av de rekommendationer av dagsbehovet kalcium som fö re lig g e r i o lik a länder. Food and N u tr it io n Board (USA) t ex rekom-

8

menderar sålunda 1000 mg/kalcium/dag medan Statens In s t i t u t fö r Folkhälsan (Sverige) anser a t t kalciumbehovet är 800 mg/dag. Kalciumbehovet grundat på data från Whedon (1963) och Isaksson, Lindholm och Sjögren (1963) är 1 300 mg fö r enbart balans, varv id man k a lk y le ra r med en absorptionsförmåga på 35%.

I in d u s tr ilä n d e r få r osteoporos anses utgöra en folksjukdom, som kräver stora kostnader och /vård insatser inom det r e la t iv t s e tt a l l t s tö rre g e r ia tr is k a k l ie n te le t . Bilden är fo rtfa rande i mycket o k la r, när det g ä lle r kunskapen om de patomekanismer, som är inkopplade v id utvecklingen av osteoporos och någon e f fe k t iv , kausal behandling har v i ännu icke .

ADAPTATION TILL LÅGT KALCIUMINTAG

Adaptation t i l l lå g t kalc ium intag innebär igångsättande av processer i kroppen med sy fte a t t b ibehå lla en normal kalciumnivå i plasma. Vid lå g t ka lc ium intag i kosten re s u lte ra r adaptationsmekanismerna i fö ljande kända e ffe k te r :

1. ökad nettoabsorption av kalcium i tarmen.2. ökad å terabsorp tion av kalcium i n ju r tu b u li.3 . Ökad reso rp tion av kalcium från s k e le t te t.

Absorption av kalcium och fo s fa t i tarmen

Sänkt ka lc ium intag anses stim ulera t i l l ökad absorption av kalcium i övre delen av tunntarmen (Kimberg e t a l . 1960) och ökad ne ttoabsorp tion . Härvid spe lar v itam in D en bety d e ls e fu ll r o l l (N icolaysen e t a l . 1953). Senare under-

9

sökningar v is a r a t t den aktiva D-vitam in metaboliten 1 ,25 -d ihyd roxyko leka lc ife ro l är den fa k to r som re g le ra r tarmabsorptionen av kalcium (H olick e t a l. 1971, M yrtle & Norman 1971). Detta åstadkommes genom syntes av 1,25- -d ih y d ro xyko le ka lc ife ro l i proximala n ju r tu b u li (H olick e t a l. 1971, M yrtle & Norman 1971).

Parathyreoideaes r o l l v id absorptionen av kalcium är f o r t farande o k la r . Parathyreoideae rapporteras således stim ulera den aktiva transporten av kalcium i tarmen (Talmage & E l l io t 1958) och f le r t a l in v i t r o försök har senare v is a t a t t parathyreoidektom i reducerar den ak tiva transporten av kalcium från mukosa t i l l serosa (Rasmussen 1959, Dowdle e t a l. 1960/ Cramer 1963) och liknande re s u lta t har även rapportera ts in v ivo (Toverud 1964). I andra och senare u tfö rda försök redovisas e m e lle rtid ingen fö rändring av absorptionsgraden e f te r parathyreoidektom i på rå t to r (Wasserman & Cornar 1961, C lark & Smith 1964, C lark & Rivera-Cordero 1971).

Kalciumkoncentrationen i kosten har även betydelse i detta sammanhang. Vid låg e l le r mycket låg kalciummängd i kosten har sänkt kalciumabsorption rapporte ra ts hos parathyreo id- ektomerade rå t to r (Shah e t a l. 1966, C lark & Rivera-Cordero 1973) medan v id normal e l le r hög ka lc ium halt i kosten o fö rändrad absorptionsförmåga påvisats hos dessa d ju r (Shah e t a l . 1966, C lark & Rivera-Cordero 1973).

I motsats t i l l D -vitam inets e sse n tie lla betydelse fö r den ak tiva kalciumabsorptionen i tarmen är parathyreoideaes r o l l ännu e j utredd, utan är föremål fö r många to lk n in g a r.

»Aterabsorption av kalcium och fo s fa t i n jurarna

Lågt kalcium intag i kosten ger en minskad clearance av kalcium i njuren som fö l jd av ökad parathormoninsöndring

10

(Kleeman e t a l . 1961). Experiment på hund och undersökningar på människa v is a r a t t hypoparathyreoidism leder t i l l ökad clearance av calcium (Kleeman e t a l.1961) medan t i l l f ö r s e l av parathyreoideaextrakt t i l l hypoparathyreoida fö rsöksd ju r ger minskad kalcium- clearance (Kleeman e t a l. 1961). Parathyreoideae medverkar således t i l l den homeostatiska ko n tro lle n av kalciums tubu lära återabsorption (Kleeman e t a l. 1961).

Den ökade parathormoninsöndringen v id lå g t kalcium intag ökar fosfa tc learance genom minskad å terabsorp tion i njuren (Greenwald & Gross 1925, A lb r ig h t e t a l . 1929, A lb r ig h t & E llsw orth 1929). Medverkan av v itam in D fo rdras sa nno lik t v id denna process (Omdahl & DeLuca 1973). Den ökade urinutsöndringen av fo s fa t ger v id en sänkning av plasmafosfat en sam tidig ökning av kalciumkoncentrationen i plasma (Hodge 1955, Neumann & Neuman 1958).

Resorption av kalcium från s k e le tte t

Jämte parathormon är 1,2 5 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l den mest verksamma substansen när det g ä lle r m ob ilise ring av kalcium från benvävnaden (Omdahl & DeLuca 1973)o In v i t r o försök ger v id handen a t t 1 ,25 -d ihyd ro xyko le ka lc ife ro l således är 100 ggr mera verksam än 25 -hyd roxyko leka lc ife ro l i dessa avseenden (Raisz e t a l . 1972). T id igare d ju rfö rsök har v is a t a t t lå g t kalcium intag s tim u le ra r parathyreoideae (Sevastikoglou & Larsson 1972) och ger en ökad resorp tion av kalcium från s k e le tte t (Larsson 1969). Närvaro av v itam in D krävs dock fö r denna kalciummobiliserande e ffe k t (Harrison e t a l . 1958, Rasmussen e t a l . 1963).

11

KALCIUMBRIST - OSTEOPOROS EXPERIMENTELLT

K a lc ium bris t rapporteras ge sp e c ifika fö rändringar i s k e le tte t hos o lik a fö rsöksd ju r såsom växande kattungar (Krook e t a l. 1963, Scott e t a l. 1961), vuxna g r is a r (Brown e t a l . 1966, värpande hönor (Bloom e t alo 1960), vuxna k a tto r (Jowsey & Raisz 1968) och hundar (S a v ille & Krook 1968) samt hos unga (E ngfe ld t 1950) och vuxna rå t to r (Larsson 1969). S ke le ttfö rändringarna beskrives varierande som osteoporos, generaliserad o s te it is fib rosa e l le r osteom alaci. I f le r t a le t re la terade försök noteras jämte ske le ttfö rändringa rna en s ig n if ik a n t h y p e rtro f i av parathyreoidea•

To lkn ingar av resu lta ten i t id ig a re u tfö rda undersökningar rörande e ffek ten på s k e le tte t v id sänkt kalc ium intag fö r svåras dels av a t t o lik a slag av fö rsöksd ju r använts dels av a t t försöksdjurens å lde r v a r ie ra t . De divergerande re s u lta t som rappo rte ra ts , när det g ä lle r s ke le tte ffe k te rn a , kan fö rk la ra s av a t t det växande s k e le tte t reagerar h e lt annorlunda än det vuxna v id k a lc iu m b ris t. Ca:P r a t io t i kosten har dessutom v a r ie ra t mycket v id dessa o lik a s tu d ie r, v i lk e t påverkat adaptationsmekanismerna i o lik a grado

Hos unga rå t to r ger k a lc iu m fa tt ig d ie t ra k it is k a s k e le t t- fö rändringa r, v i lk a när djuren når vuxen å ld e r, övergår i en so rts osteoporos-osteomalaci (Gershon-Cohen e t a l . 1962). K a lc ium bris t fra m ka lla r sam tid ig t en markant tillvä x th ä m n in g (Mac Clendon & B lauste in 1965). Sänkt m inera liseringsgrad och ökad b ild n in g av osteoid vävnad uppkommer v id kalciumb r is t hos unga rå t to r d v s fö rändringar som v id r a k it - -osteom alaci (S ta u ffe r e t a l . 1973). De s k e le ttfö rä n d rin g a r, som induceras på växande rå t to r (Harrison & Fraser 1960,Fraser 1962) kan ej_ anses vara l ik ty d l ig a med osteoporos, v i lk e t ju är e t t t i l ls t å n d som i sin k lass iska form drabbar det adulta s k e le t te t .

12

Den vuxna rå tta n har t id ig a re e j ansetts utveckla osteoporos v id ka lc iu m b ris t beroende på en e f fe k t iv adaptation av kalciumabsorptionen i tarmen (Nicolaysen e t a l. 1953).Denna uppfa ttn ing har dock huvudsakligen grundats på ba lansstud ier utan a t t någon eg en tlig upp fö ljn ing av ske le ttfö rändringarna g jo r ts . I senare u tfö rda försök med långvarig iso le rad ka lc ium bris t (Ca:P ra t io = 1 :6 ,1 ) har e m e lle rtid uppkomsten av ske le ttfö rä n d rin g a r typ iska fö r osteoporos d e ta lje ra t b e s k r iv its hos vuxna hanrå tto r v ilk a observerats under o lik a försöksperioder upp t i l l 1 år (Larsson 1969). O s te it is fib ro sa uppstod e j hos dessa vuxna d ju r v i lk a t i l l f ö r t s en i ö v r ig t vä l balanserad kos t. Emellert id utvecklades långsamt en hyperp lasi av parathyreoideae (Sevastikoglou & Larsson 1972).

Hos vuxna k a tto r v i lk a h å l l i t s på k a lc iu m fa tt ig och fo s fa tr ik d ie t (Ca:P ra t io = 1:26) har ävenledes ske le ttfö rä n d r in g a r rapporte ra ts v i lk a to lk a ts som osteoporos tro ts a t t det k o r t ik a la benet företedde r i k l i g t med re so rp tio ns- k a v ite te r och nybildade osteoner (Jowsey & Gershon-Cohen1964). Vidare noterades parathyreo ideahyperp lasi. Detta ta la r fö r a t t de observerade ske le ttfö rändringa rna mer är fö re n lig a med osteomalaci e l le r o s te it is fib ro sa än osteoporos. Hos vuxna hundar som lika le d e s f å t t k a lc iu m fa tt ig och fo s fa t r ik d ie t har också de uppkomna benförändringarna b e s k r iv its såsom o s te it is fib ro sa (S a v ille & Krook 1968).Vuxna k a tto r som s tå t t på k a lc iu m fa tt ig och fo s fa t r ik d ie t u tveck la r en övergående osteomalaci under de fö rs ta 5 månaderna v ilk e n e f te r 13 månader övergår i osteoporos (Jowsey & Raisz1968). Även hos dessa d ju r uppstår sekundär hyperparathyreodism.

Frågan om huruvida osteomalaci uppkommer e l le r in te synes d e lv is vara beroende på Ca:P r a t io t i kosten och graden av ka lc iu m b ris t. Vid en snabb nedbrytning av benvävnaden t i l l fö l jd av u tta la d ka lc iu m b ris t utvecklas o s te it is fib rosa med e t t ins lag av osteomalaci.

13

Parathyreoideae tycks således v id sidan av v itam in D vara av s tö rs ta betydelse fö r adaptationen t i l l lå g t ka lc ium in tag . Hos unga resp. vuxna rå t to r leder långva rig ka lc ium bris t v id normalt in tag av fo s fa t och v itam in D t i l l parathyreoideahyperplasi (Engfe ld t 1950, Sevastikoglou & Larsson 1972)• Genom en sanno lik t ökad insöndring av parathormon sker en ökad m ob ilise ring av kalcium från s k e le tte t och u tveck ling av osteoporos (Larsson 1969).

Under utvecklingen av ka lc ium brist-osteoporos hos vuxen rå tta f ö r b l i r fö rh å lla n de t m inera l/ko llagen i det kompakta benet o förändrat (Larsson 1969). Vare sig k v a lita t iv a e l le r k v a n tita tiv a fö rändringar i benmatrix har kunnat påvisas och e j h e lle r uppkommer någon förändring av g lykos- aminoglykaner i den k o r t ik a la benvävnaden (Larsson & Vejlens 1 969).

U tförda kalciumbalansundersökningar har v is a t a t t den adaptation av kalciumabsorptionen, som sker v id kalciumb r is t hos rå tta ä r jämförbar med den adaptation som sker v id ka lc ium bris t hos människa (Nicolaysen e t a l . 1953). Senare s tu d ie r av kalciumadaptationen och osteoporos- utvecklingen v id långvarig ka lc ium bris t hos adu lt rå tta antyder a t t lå g t kalcium intag också hos människan kan leda t i l l uppkomsten av kalcium bristosteoporos (Larsson 1 969).

PARATHYREOIDEAFUNKTIONEN VID KALCIUMBRIST

Vid långvarig ka lc ium bris t hos vuxna rå t to r uppkommer små, subnormala svängningar i serumkalcium (Sevastikoglou & Larsson 1972). P a r a l le l l t med sänkningar i serumkalcium-

14

nivån sker en s ig n if ik a n t volymökning av parathyreoidea och en ökad c e ll tä th e t i kö rte ln (Sevastikoglou & Larsson 1 972).

Enbart hypokalcemi anses i s ig kunna stim ulera t i l l ökad resorp tion av benvävnaden e n lig t vissa forskare (Rasmussen e t a l . 1967), medan andra d ra g it s lu tsa tsen från in v i t r o fQrsök, a t t de tta e j ä r f a l le t (Raisz e t a l . 1969). Unga, hypokalcemiska, thyreoparathyreoidektomerade rå t to r snarare minskar än ökar den osteok las tiska resorptionen i benet (S ta u ffe r e t a l . 1973). Detta tyde r på a t t den osteok la s tis k a resorptionen är knuten t i l l parathyreoideafunktionen och parathormoninsöndringen. Hos unga, hypokalcemiska r å t to r som s tå t t på mycket lå g t kalcium intag fö re lig g e r en ökad v ik t och volym av parathyreoidea (S ta u ffe r e t a l . 1973). Parathyreoideas r o l l i de tta sammanhang bestyrks även av, a t t sänkningar av plasmakalciumnivån hos kor genom EDTA in fu s io n e r ger en ökning av immuno- re a k t iv t parathormon i b lodet (Ramberg e t a l . 1969).

Det få r anses fa s ts la g e t a t t parathyreoideaes funktion ökar v id ren ka lc iu m b ris t och a t t parathyreoideae synes vara av vä se n tlig betydelse, när det g ä lle r kalcium - adaptationen och utvecklingen av osteoporos v id kalciumb r is t (Larsson 1969). Kalcium bristen kan sedan vara ren t d ie tä r , orsakad av malabsorption e l le r re n a lt betingad. Kunskap saknäs e m e lle rtid i s to r u ts träckn ing vad g ä lle r parathyreoideas r o l l v id reg le ringen av de o lik a adaptationsmekanismerna•

15

M Å L S Ä T T N I N G

Föreliggande arbete utfördes i sy fte a t t studera parathyreoideas r o l l v id reg leringen av adaptationen t i l l lå g t ka lc ium intag, d v s b ibehållandet av normal plasma- kalciumnivå v id sänkt födointag av kalcium under normal t i l l f ö r s e l av fo s fa t , v itam in D och andra ämnen. Följande fys io lo g iska system, v ilk a åstadkommer denna adaptation, har studerats hos in ta k ta och s e le k t iv t parathyreoidektomerade d ju r v id normalt och lå g t in tag av kalcium i kosten:

1• Resorptionen av kalcium från s k e le tte t och utvecklingen av ka lc ium bris tosteoporos•

2. Absorptionen av kalcium från tarmen.3. Utsöndringen av kalcium i n ju ra rna .

Jämförande s tu d ie r gjordes av fosfatmetabolismen med avseendeopa:

1• Absorptionen av fo s fa t i tarmen2. Utsöndringen av fo s fa t i n ju ra rna .

En begränsad u p p fö ljn ing rörande magnesium redovisas sam tid ig t, lika så en m orfo logisk undersökning rörande e ffek te rna på b injurebarken. Försöken har u t fö r ts i såväl en k o r tt id s s tu d ie som en lå n g tid ss tu d ie fö r a t t även kartlägga förändringarnas p ro g re s s iv ite t resp. r e v e r s ib i l i t e t •

16

VAL AV FÖRSÖKSDJUR

En s to r del av vår kunskap rörande kalcium- och fo s fa t- metabolismen samt v itam in D grundar sig på fys io lo g iska s tu d ie r u tfö rda på rå t ta . Vuxna hanrå tto r ( e t t år gamla, k ro p p s v ik t> 500 g) har fö re d ra g its av f le ra skä l. Det minimala kalciumbehovet fö r o lik a å ld ra r är vä l u t re t t hos dessa d ju r (Henry & Kon 1953). Å ts k i l l ig a kalcium- balansundersökningar v id lå g t kalcium intag hos rå tta har v is a t stora p r in c ip ie l la l ik h e te r med motsvarande observatio n e r gjorda på människa (Nicolaysen e t a l . 1953). Utvecklingen av kalcium bristosteoporos har b e s k r iv its i t id ig a re lån g tids fö rsök på vuxen rå tta u tfö rda v id v å rt laboratorium (Larsson 1969). Även om vissa ep ifys foga r e j s lu ts h e lt hos rå tta n sker sanno lik t ingen y t te r l ig a re t i l l v ä x t av s k e le tte t hos e t t å r gamla d ju r hos v ilk a ep ifysbrosket är in a k t iv t (El-Maraghi e t a l . 1965). Frånsex månaders å lde r är s k e le tte ts m ine ra lise ring tämligen

/ \ 45konstant (Henry & Kon 1953), lika så upptaget av Ca ibenvävnaden (Bohr 1968). Detta överensstämmer också med de mätningar av t il lv ä x th a s tig h e te n hos rå tta som u tfö r ts e f te r te tracyk linm ärkn ingar (Bohr 1968). Vid osteoporos hos människa anses resorptionen i benvävnaden vara ökad och bennybildningen normal (Jowsey & Raisz 1968). Ifrå g a varande försök omfattade så många fö rsöksd ju r och försöks- grupper a t t andra d ju r , såsom kanin, k a tt e l le r hund av p raktiska skäl e j kunde användas. I våra försök var a lla djuren 12 - 12y månader gamla v id fö rsökssta rten och var uppfödda på adekvat kost med avseende på kalcium, fo s fa t, D -vitam in och andra näringsämnen, v a rfö r benvävnaden var normalt utvecklad och normalt m ine ra lise rad•

VAL AV METOD ATT INDUCERA PARATHYREOIDEAHYPOFUNKTION

I före liggande djurexperim ent u tfördes s e le k tiv para-

17

thyreoidektom i (PTE) på rå t to r med fö rfin a d k iru rg is k tekn ik under fö rs to r in g . S y fte t med de tta var a t t skapa e t t h yp o fu n k tio n s tills tå n d med s e le k t iv t reducerad para t- hormoninsöndring fö r a t t därigenom ha en m ö jlighe t a t t belysa parathyreoideas betydelse som ka lc ium regu la to r v id ka lc iu m b ris t.

I l i t te ra tu re n beskrivna djurexperim ent är t i l l huvudparten u tfö rda på sådant s a tt a t t hypoparathyreoidism uppnåtts e f te r thyreoparathyreoidektom i. Nackdelarna med den sistnämnda försöksmodellen är jäm fört med s e le k tiv parathyreoidektom i många. V ik tsu tveck lingen hos "ad u lta " men ännu växande rå t to r (k roppsv ik t 260 g) är t ex k la r t hämmad v id thyreoparathyreoidektom i kontra s e le k tiv parathyreoidektom i (Johansson 1966). Uppkomst av osteoporos- liknande fö rändringar hos vuxna rå t to r (k roppsv ik t 500 g) har rapporte ra ts e f te r kombinerad thyreoparathyreoidektom i och ka lc iu m b ris t (Sevastikoglou 1972). Därvid kan uppkommen th y ro x in b r is t ha spe la t en b e ty d e ls e fu ll r o l l . Thyroxin- b r is t kan även v id sidan av parathorm onbrist vara en bidragande fa k to r t i l l reducerad benomsättning ( " tu rn -o v e r") hos k a tto r e f te r thyreoparathyreoidektom i (Jowsey & Raisz1968).

E lim ineringen av thy rox in i anslu tn ing t i l l thyreoparathyreoidektom i anses minska absorptionen av kalcium i tarmen hos rå tta (W inter e t a l. 1969). Däremot påverkar e j k a lc ito n in b r is t kalciumabsorptionen i tarmen (W inter e t a l.1969). E lektrokoagu la tion av parathyreoidea ökar k a lc ito n in - insöndringen något under de fö rs ta postoperativa dygnenoch kan v id sidan av den reducerade parathormonnivån bidraga t i l l en reduktion av plasmakalcium v id akuta försök (Thasjan 1966). I fö re liggande försök utfördes de s lu t l ig a metaboliska analyserna fö rs t 8 veckor p o s to p e ra tiv t, va rv id en sådan k a lc ito n in e f fe k t kunde anses vara h e lt elim inerade Accessoriska

18

parathyreoidea i mediastinum och thymus (Casewell & Fene ll 1970) kan man e j komma å t vare s ig med parathyreoidektom i e l le r thyreoparathyreoidektom i. Den i före liggande undersökning studerade parathyreoideahypo- funktionen få r anses bero på antingen to ta l parathyreoidektom i e l le r parathyreoidektom i med upptagen o fu lls tä n d ig a k t iv i t e t hos accessoriska parathyreoidea*

19

FÖRSÖKSUPPLÄGGNING

I en k o r t t id s - och en lång tidss tud ie undersöktes in ta k ta och s e le k t iv t parathyreoidektomerade vuxna hanrå tto r vid normalt och lå g t ka lc ium in tag . Långtidsstudien syftade således t i l l a t t k la rlägga eventue ll progress e l le r r e v e rs ib i l i te t av de fö rändringar som uppkommit i k o r t- tid s fö rs ö k e t rörande plasmakalcium, benvävnad, kalcium- och fosfatmetabolism samt b in ju reba rk . Resultaten redovisas i fö ljande a r t ik la r :

I . The Short-Term E ffe c t o f Parathyreoidectomy on the Adaptation to a Low Calcium Intake in Adu lt Rats w ith Special Reference to Plasma Calcium, Bone Tissue and Adrenal Glands.

I I . The Short-Term E ffe c t o f Parathyroidectomy on the Adaptation to a Low Calcium Intake in A du lt Rats w ith Special Reference to Calcium Metabolism.

I I I . The Long-Term E ffe c t o f Parathyroidectomy on the Adaptation to a Low Calcium Intake in A du lt Rats w ith Special Reference to Plasma Calcium, Bone Tissue and Adrenal Glands.

IV . The Long-Term E ffe c t o f Parathyroidectomy on the Adaptation to a Low Calcium Intake in A du lt Rats w ith Special Reference to Calcium Metabolism.

Sammanfattningen baseras på ovanstående a r t ik la r t i l l v ilk a re fe re ras med de romerska s if f ro rn a I - IV .

20

F Ö R S Ö K S M A T E R I A L

Försöksdjur ( i och I I I )

T o ta lt användes i försöken 137 s t s te rilupp födda , vuxna hanrå tto r av Sprague-Dawley stammen v ilk a v id fö rsöks- s ta rten var 1 2 - 1 2-j månader gamla. Kroppsvikten varierade mellan 515 - 645 g. A lla d ju r hade tid ig a re uppfö tts på en standarddiet med optimala mängder av kalcium och oorganiskt fo s fa t samt 1000 I .E . v itam in -Dg per 100 g to rr fo d e r (ko s t- blandning nr 1; Eggum & Möllegaard Hansen 1967).

Normalkost och experimentkost ( i , I I , I I I och IV)

Experimentdieten (General Biochemicals, se Larsson 1969) visade v id kemiska analyser e t t inn e h å ll av kalcium om 0,04% och oorganisk fo s fa t 0,70%. Ca:P r a t io t var 1 :17 ,5 . Magnesiuminnehållet i d ie ten var 0,20%» Dieten innehö ll dessutom 600 I.E . v itam in -Dg per 100 g foder samt var vä l balanserad även med avseende på övriga näringsämnen.

Den normala kalcium dieten bestod av lågkalcium dieten t i l l förd CaCOg så a t t foderblandningen inn ehö ll } ,20% kalcium och 0,70% oorganiskt fo s fa t med e t t Ca:P ra t io på 1 :0 ,53 .F r i t i l lg å n g gavs t i l l foder och a v jon ise ra t va tten .

Gruppindelning ( i , I I , I I I och IV)

E tth u n d ra tre ttio s ju vuxna hanrå tto r användes i försöken.Dessa uppdelades i in ta k ta d ju r (42) och överlevande parathyreoidektomerade d ju r (85 ). In ta k ta och parathyreoidektomerade d ju r s tä lld e s v id fö rsöksstarten på normalt resp.

21

lå g t ka lcium intag* Exponering fö r s o ll ju s förekom e j* Försöksm ateria let fördelade sig v id fö rsöksstarten på fö ljande grupper:

1 • Tjugo in ta k ta rå t to r på normal kalciumkost*2* Tjugotvå in ta k ta rå t to r på låg kalciumkost*3. F y rtio två parathyreoidektomerade rå t to r på låg kalcium

kost*4. F y r t io tre parathyreoidektomerade rå t to r på normal kalcium

kost*

De parathyroidektomerade djuren indelades 2 dygn e f te r fö rsökssta rten i undergrupper med ledning av e ffek ten på plasmakalciumnivån* Med v e r if ie ra d parathyreoidektom i (PTE) avsågs e t t p lasm akalc ium <.4 j 1 mE/l samt med icke v e r if ie ra d parathyreoidektom i (PTE^y) e t t p lasm akalcium > 4f 1 mE/l (Johansson & Segerström 1972)* Därvid e rh ö lls grupper av d ju r v i lk a från början hade en v e r if ie ra d resp* icke v e r if ie ra d parathyreoidektom i samt en grupp av d ju r v ilk a under försökets gång normaliserade sin plasmakalciumnivå(pten).

Plasmakalciumnivån bestämdes v id o lik a tid p u n k te r, d v s2 dagar, 4, 6, 14 och 22 veckor e f te r fö rsökssta rten och med ledning av kalciumnivån i plasma samt ka lc ium in taget e rh ö lls v id resp* försöksperioders s lu t fö ljande s lu t grupper bestående av parathyreoidektomerade och in ta k ta d ju r :

1• D ju r med reducerat plasmakalcium och normalt kalciumin tag : PTE +Ca*

2* D jur med reducerat plasmakalcium och lå g t ka lc ium in tag:PTE -Ca.

3 . D ju r v i lk a norm alisera t s i t t plasmakalcium v id normalt ka lc ium in tag: PTE ̂ +Ca.

22

4. D jur v ilk a norm aliserat s i t t plasmakalcium vid lå g t ka lc ium intag: PTE ̂ -Ca.

5. D jur v ilk a från början av försöken ej uppfy llde kravet på en v e r if ie ra d parathyreoidektom i: PTE^y +Ca.

6. In tak ta k o n tro lld ju r .7. In tak ta k a lc iu m b r is td ju r .

K o rttid s fö rs ö k e t omfattade t o ta l t 40 av djuren och representerade samtliga ovannämnda grupper utom PTE ̂ -Ca (se re s u lta t ) . Långtidsfö rsöket omfattade 53 d ju r t o ta l t , v i lk a representerade a lla 7 ovanstående grupper. Försöks- tiden fö r ko rttid s d ju re n omfattade 8 veckor och fö r lång- tid sd ju re n 6 månader. Tre dagar fö re av livande t placerades samtliga d ju r inom va rje serie i metaboliska burar.

23

F Ö R S Ö K S M E T O D E R

Parathyreoidektomi ( i , I I / I I I och IV)

S e lek tiv parathyreoidektom i utfördes genom e le k tro - koagulation av parathyreoidea in s itu (Kenny I960 ). Para- thyreoidea v isua liserades på ytan av thyreoidea med in - droppning av 1:1000 adrena lin lösn ing (B ro lin 1945).E ffekten av parathyreoidektomin kon tro lle rades genom postoperativa plasmakalciumbestämningar• V e rif ie ra d parathyreoidektom i fö re låg e n lig t vår d e f in it io n v id en kalciumkoncentration p å < 4j1 mE/l (Johansson & Segerström 1972).

K o n tro ll av kvarvarande parathyreoidea ( i och I I I )

Förutom med postoperativa analyser av plasmakalcium kon tro lle rades ra d ik a lite te n av parathyreoidektomien med efterundersökning av thyreoideae och mediastinum. Just innan avlivandet in jice rad es m ety lenb lå tt in t r a k a rd ie l l t fö r v i t a l färgn ing av even tue ll kvarvarande parathyreoidea- vävnad (Rosen e t a l. 1974) i thyreoidea, halsorgan och mediastinum, v ilk a undersöktes omedelbart pos topera tiv t i e t t d issektionsm ikroskop.

S e rie sn ittn in g och färgn ing av thyroidea med hematoxylin- -eosin gjordes fö r a t t utröna dels förekomsten av in tra m u ra lt belägen kvarvarande parathyreoideavävnad och dels e ffekten av e lektrokoagulationen på thyreoideas parenchym*

Is o to p t i l l f ö r s e l ( I I och IV)

S ju tt io tv å timmar fö re av livandet t i l l f ö r d e s va rje rå tta 20

24

45m ikrocuri Ca (ka lc ium k lo rid i va tten lösn ing , 2 - 1 0mC/mg Ca, C.E.S. 2, Radiochemical Centre, Amersham,England) i 1,0 ml fy s io lo g is k koksa ltlösn ing från en

45färsk CaCl2 blandning (en "batch11 användes fö r vardera k o r t- och lå n g tid s s e r ie n ). E fte r 12 timmars fasta t i l l fördes under l ä t t e te ranestesi iso top lösn ing i en magsond. Längden på magsonden hade uträknats t id ig a re med ledning av rön tgenkon tras ts tud ie r så a t t positionen av den nedre sondmynningen i v e n tr ik e ln säke rs tä lld es .

Plasmaprovtagning ( i , I I , I I I och IV)

Från va rje rå tta uttappades 0,5 - 1,0 ml blod genom h jä r t -punktion under l ä t t e te ranes tes i. Detta skedde i k o r t t id s -serien 2 dagar, 4 och 6 veckor e f te r fö rsökssta rten samtunder 8:e veckan 4, 24, 48 och 72 timmar e f te r t i l l f ö r s e l

45av en CaC^ iso top i magsond, v a re fte r djuren av livades.I lång tidsfö rsöken h järtpunkterades djuren på motsvarande s ä tt 2 dagar, 4, 6 och 14 veckor e f te r s ta rten samt under 27:e veckan 4, 24, 48 och 72 timmar e f te r t i l l f ö r s e l av isotopen och avlivades d ä re fte r . A lla r å t to r avlivades genom fö rb lödn ing från a r te r ia fem ora lis under e te ranestes i, va rv id sam tid ig t blod uppsamlades i s tö rre mängd. Blodet från provtagningarna centrifugerades i 15 m inuter under 3 000 varv/m in, v a re fte r plasmasupernatanten pipetterades över i syradiskade p rovrör och förvarades i -20° temperatur i avvaktan på kommande analyser.

KEMISKA ANALYSMETODER

Kalcium och magnesium i plasma ( I I och IV)

Kalcium och magnesium i plasma bestämdes med atomabsorptions-

25

spektro fo tom etri e f te r u t fd lln in g av p ro te in e r med 20fo t r ik lo r ä t t ik s s y r a . SrCJ^ t i l ls a t t e s fö r a t t dämpa in te rfe rensen av plasm afosfater (W il l is 1961). Absorptionen avlästes i en Unicam SP90 Spektrofotometer (Unicam In s t r . L td ., London, England). V a ria tio n ssko e ffic ie n te n fö r dessa analyser var mindre än 1 procent.

Oorganiskt fo s fa t i plasma ( I I och IV)

Detta bestämdes med en Technion auto-analyser (Tecnicon Instrument Corp., A rdsley, N.Y. 10502, USA). V a ria tio n s - ko e ffic ie n te n fö r dessa analyser låg inom 1,5 procent.

Kalcium, magnesium och oorganiskt fo s fa t i u r in ( I I och _iv)

Dessa parametrar bestämdes e n lig t samma metoder som plasmaanalyserna •

Kalcium och magnesium i faeces ( i l och IV)

Poolade faecesprover från va rje rå tta föraskades, upplöstes i HC1 och utspäddes i d u b b e ld e s tille ra t vatterv. D äre fte r analyserades proverna e n lig t den metod som användes fö r urinproverna.

RADI0IS0T0PMET0D ( I I och IV)

R ad io ak tiv ite ten i plasma och u rin beräknades genom a t t 0 ,2 resp 0,5 ml av proverna d ire k t t i l ls a t t e s en s c in t i l la - tio n s lö sn in g , som in n e h ö ll fö ljande komponenter:

26

1 ,0 g 2,5 - D ifenyloxazo l (PPO)0,3 g 1,4 -b is -2 (4-M ety l-5 -fenyloxazo ly l)-B ensen

(P0P0P)100,0 g Naftalen

1 1 DioxanT h ixo trop t gel pu lver (CAB-0-SIL) t i l l mättnad.

R ad ioak tiv ite ten i faeces bestämdes genom a t t t i l l s c in t i l la - tionslösn ingen t i l l f ö r a 0,5 ml av t id ig a re beredd faeces- lösn ing . Hela t ib ia föraskades och upplöstes i 10,0 ml 1,2 N HC1, v i lk e t utspäddes t i l l 100,0 ml med d u b b e ld e s tille ra t va tte n . Av denna lösn ing t i l l f ö r d e s 2,0 ml s c in t i l la t io n s - vätskan. Proverna räknades i en Packard t r i - c a rb vätske- sc in tilla tio n s s p e k tro fo to m e te r (Modell 314 EX-2, Packard Instruments CO., La Grange, IL L ., USA). K o n tro ll av "quenching" gjordes med h jä lp av extern standard e n lig t en k a n a l-ra tio metod angiven av Bush (1963).

FYSIKALISKA ANALYSMETODER

V å tv ik t, v ik t av o rgan iskt och oorganiskt m a te ria l i t ib ia ( I och I I I )

M jukdelar och p e r io s ta l vävnad avlägsnades om sorgsfu llt frårv höger t ib ia , som d ä re fte r d ire k t placerades i en vågskål och vå tv ik te n noterades på en M e ttle r balansvåg med en noggrannhet av 0,05 mg. A lla t ib ia preparat inom k o r t t id s - och lång tidsse rien torkades sam tid ig t v id resp. analyst i l l f ä l l e i +50°C under 48 timmar och to r rv ik te n på benet noterades. E fte r inaskning av benen i +700°C under 16 timmar bestämdes askv ik ten.

27

T ib ias benvolym ( i l l )

T ib ias benvolym beräknades genom nedsänkning av hydrerat ben i d e s t i l le r a t vatten v id +4°C. Benvolymen motsvarande då v ik ten av det undanträngda v a ttn e t ( c . f . Robinson & E l l io t 1957).

B in ju rev ik ten ( i och I I I )

Omedelbart e f te r av livande t uttogs bägge b in ju ra rn a . I e t t dissektionsm ikroskop avlägsnades noggrannt a l l omgivande fettvävnad och vå tv ik te n noterades omedelbart d ä re fte r på en M ettlerbalansvåg.

HISTOLOGISKA ANALYSMETODER

Preparering av ben ( i och I I I )

Höger femur på sam tliga rå t to r fr iad es från omgivande mjukde la r och delades sedan meçl h jä lp av en tunn bandsåg exakt i m itten av d iafysen v in k e lrä t t mot femurs längsaxelo Den d is ta la hä lften av femur fixerades och dehydrerades i 96 procentig a lkohol med 6 byten under 6 dagar. Preparaten inbäddades e f te r de tta i m etakryla t e n lig t en känd metod (Larsson 1969). Från den d ia fysära änden utsågades sedan e t t 0,5 mm tjo c k tv ä rs n it t v in k e lrä t t mot längsaxeln av femur. E tt l ik a t jo c k t tv ä rs n it t utsågades även från d is ta la femur metafysen exakt i nivå med övre gränsen av knäledsbrosket på femurs fram sida. A lla plastinbäddade tv ä rs n it t slipades ner t i l l ungefär 80yu tjo c k le k i en Knuth-Rotor s lipappa ra t med s ilik o n k a rb id papper N:o 220 och 600.

28

Mikroröntgen ( i och I I I )

Mikroröntgen utfördes på a lla tv ä rs n itts p re p a ra t från2

femur med e t t Siemens rö r (AGW 38, med 1 mm tungsten skiva och e t t 0,1 mm t jo c k t be ry llium fön s te r) v id 15 kV. Tvärsn itten placerades i d ire k t kontakt med spektroskopiska p la t to r , typ 649 - 0 av märket Kodak,

H is to log isk preparering av b in ju ra r ( i och I I I )

Höger b in ju re från va rje rå tta fixerades i 10 p rocen tig t, n e u tra lt fo rm alin och inbäddades i p a ra ff in , v a re fte r preparatet se r ie s n itta d e s . Representativa de la r av de 5yu tjocka sn itte n färgades med hematoxylin-eosin e n lig t E h rlic h . Den vänstra b in ju ren inbäddades i 10 procentig g e la tin , fry s - sn ittades i mikrotom t i l l lOyu tjocka s n i t t och fe ttfä rgades med Sudan Black B (Meyers Carmalun m otfä rgn ing)•

KVANTIMETRISKA ANALYSMETODER

K o r t ik a lis t jo c k le k i m itten av femurdiafysen ( i och I I I )

Tjockleken av det k o r tik a la benet m it t på femurdiafysen mättes på 10 X förstorade fo to n e g a tiv . Den långa och korta inn e r- resp. y tterd iam etern noterades på va rje preparat och k o r t ik a lis t jo c k le k e n beräknades som sk illnaden av dessa.

Spongiös benvävnad i d is ta la femurdiafysen ( i och I I I )

Den re la t iv a mängden av spongiös benvävnad i m e ta fyssn itt från d is ta la femurmetafysen uträknades e n lig t en "p o in t sampling" metod (Chalkley 1943), varv id e t t in te g re ra t

29

ocu lar (Zeiss i ) med 25 referenspunkter användes* Sju mätningar på va rje m ikroröntgat m e ta fyssn itt (ovan beskrive t) gjordes v id 62 x fö rs to r in g . Synfälten u tvaldes på e t t s t r i k t s tandard isera t s ä tt, så a t t a l l t spongiöst och inge t k o r t ik a lt ben undersöktes på va rje m e ta fy s s n itt•

R e la tiva tjock leken på binjurebarken ( i och I I I )

Den re la t iv a tjock leken på binjurebarken studerades på 5^u tjocka hem atoxylin-eosin färgade s n it t från cen tra la de la r av b in ju ren . Denna parameter de fin ie rades som sk illnaden mellan y t te r - och innerdiametern i procent av y tte rd iam e te rn • Detta index beräknades både på den långa diametern och diametern v in k e lrä t t mot denna. Mätningarna u tfördes v id 20 x fö rs to r in g på de tre s tö rs ta tv ä rs n itte n från den s e r ie sn ittade bin ju re n •

FYSIOLOGISKA ANALYSMETODER

Kalciumackretionen i t ib ia ( i och I I I )

Ackretionshastigheten fö r kalcium i hela t ib ia u ttry ck te si mg kalcium/timme/mg kalcium i benet och beräknades e n lig tBauer e t a l . (1955). S ju tt io tv å timmar före av livande t

45 /t i l l f ö r d e s va rje rå tta i magsond 20yuC Ca (ka lc iu m k lo ridi va tten lösn ing 2 - 1 0 c/g Ca, CES. 2, Radiochemical Centre,Amersham, England) i 10,0 ml fy s io lo g is k ko ksa ltlö sn in g .

45Bestämning av Ca i plasma och ben utfördes i vä tskesc in- t i l l a t o r (Larsson 1969). Den i t id ig a re försök beräknade s if f r a n fö r ka lc ium innehåll i benaska (Larsson 1969) användes.

30

Nettoabsorption av kalcium och oorganiskt fo s fa t ( I I och IV)

Nettoabsorption av kalcium och oorganiskt fo s fa t beräknades med ^C a absorp tionstest (Nordin 1965) resp* balansundersökningar av oorganiskt fo s fa t (Nordin 1965).

STATISTISK BEARBETNING AV DATA

Data t i l l va rje djurgrupp jämfördes parvis och S tudent's t - t e s t användes som metod a t t utvärdera s ig n if ik a n ta sk illn a d e r* Hypotesen a t t ingen s k illn a d finnes mellan grupperna testades på en 5 procentig s ig n ifik a n s n iv å • Avvikelse från nollhypotesen har värderats e n lig t fö lja nde :

0*10 ^ p = icke s ig n if ik a n t0*05 ^ p < *0 .1 0 = nästan s ig n if ik a n t0 . 0 0 K p < 0 * 0 5 = s ig n if ik a n t

p < 0.001 = k la r t s ig n if ik a n t

31

R E S U L T A T

M o r ta lite t ( i och I I I )

N ittio fe m rå t to r opererades med s e le k tiv parathyroidektom i v id fö rsö kss ta rte n . T io av dessa dog under s jä lva ingreppet# I inge t f a l l var orsaken postoperativ te ta n i. Haemo- och pneumothorax bidrog t i l l a t t y t te r l ig a re 17 rå t to r av 127 dog under försökens gång i samband med h jä rtp u n k tio n e r. De senare dödsfa llen var jämt fördelade i de o lik a försöks- grupperna# I k o rttid s s e r ie n (8 veckor) och lång tidsse rien (6 månader) dog vardera 2 d ju r av okända orsaker# De övriga djuren var v id god hälsa.

Plasmakalcium ( i och I I I )

Under bägge försöksperioderna (8 veckor resp# 6 månader) noterades ingen s ig n if ik a n t s k illn a d i plasmakalcium mellan in ta k ta k o n tro lle r (+Ca) och in ta k ta d ju r med lå g t kalcium intag (-C a). Bland de ursprungligen 42 parathyreoidektomerade djuren på normal kalcium kost, svarade 36 d ju r (86%) med en sänkning av plasmakalcium under 4 r l mE/l (PTE +Ca)# I fo rtsä ttn in g e n normaliserade under k o r t t id s - uppfö ljn ingen 17% av parathyreoidektomerade d ju r med normalt ka lcium intag (PTE^ +Ca) kalciumnivån i plasma# Av å te rstående 20 parathyreoidektomerade d ju r på samma kost, v ilk a ing ick i lång tidsfö rsöken normaliserade 40% s in plasma- kalciumnivå +Ca), 1 d ju r inom 14 veckor och d ä re fte ry t te r l ig a re 7 d ju r fram t i l l lång tids fö rsöke ts s lu t#

Parathyreoidektomerade rå t to r med lå g t kalcium intag visade under ko rttid su p p fö ljn in g e n (8 veckor) ingen tendens t i l l norm alisering, utan fö rs t e f te r 14 veckors observation

32

företedde 9,4$ d v s 3 av de 32 djuren ingående i lång- tidsgruppen e t t plasmakalcium, som översteg 4^1 mE/l (PTEn -Ca).

Hypokalcemiska PTE d ju r på normalt kostin tag av kalcium hade inom k o rtt id s s e r ie n under 8 veckors observa tionstid e t t plasmakalcium på mellan 2,65 - 4,00 mE/l, jäm fört med lång tidsse rie n som hade 2,70 - 4,10 mE/l under 27 veckors u p p fö ljn in g . Motsvarande värden fö r hypokalcemiska PTE d ju r med lå g t kalc ium intag i korttidsgruppen var 2,05 - - 2,95 och i långtidsgruppen 1,80 - 3,75 mE/l. En v iss uppgång av kalcium i plasma kunde noteras i a lla dessa PTE grupper mot s lu te t av resp. fö rsöksperiod . I långtid sse rie n uppvisade PTE d ju r med normalt ka lcium intag och norm alisera t plasmakalcium (PTE^ +Ca) fo rtfa rande v id 27 veckor, t ro ts "norm a lise ring" e n lig t v å r t k r ite r iu m , en s ig n if ik a n t lägre kalciumnivå i plasma än de in ta k ta k o n tro lld juren.

Kroppsvikt ( i och I I I )

Den genom snittliga begynnelsevikten fö r sam tliga d ju r var 569 g varierande mellan 515 - 645 g. In ta k ta rå t to r uppvisade i k o rtt id s s e r ie n en uppgång i kroppsvikten på 12%, oavsett om d juren stod på normal e l le r låg kalcium kost. I lång tid sse rie n var v ik te n i motsvarande grupper konstant e l le r l ä t t ökad. Mot s lu te t av va rje försöksperiod i k o rt och lån g tid sse rie rn a e rh ö ll så g o tt som sam tliga grupper av d ju r en l ä t t t i l l m å ttlig sänkning av kroppsvikten, v i lk e t huvudsakligen skedde under de 3 s is ta dygnen, då d juren h ö lls i metaboliska burar. Samtliga PTE d ju r på normal kalciumkost hade både i k o r t t id s - och lå n g tid s - försöken en konstant e l le r l ä t t minskad v ik ts k u rv a . Vid lå g t ka lc ium intag hade PTE d ju r med reducerat plasmakalcium en v ik ts re d u k tio n i k o r tt id s s e r ie n på 30% och i lå n g tid s serien på 17%.

33

T ib ias sammansättning ( i och I I I )

Under k o rtt id s fö rs ö k e t (8 veckor) uppvisade ingen av PTE grupperna någon s ig n if ik a n t fö rändring av va tten , o rgan iskt e l le r oorganiskt m ate ria l i t ib ia jäm fört med in ta k ta d ju r . Däremot förekom mera markanta fö rändringar i benvävnadens sammansättning i lång tidss tud ien (6 månader). Inn e h å lle t i t ib ia av oorganiskt m a te ria l beräknat i procent av t ib ia s v å tv ik t var k la r t s ig n if ik a n t lägre hos in ta k ta d ju r på lå g t kalcium intag jäm fört med normala k o n tro lle r . Vattenmängden var däremot s ig n if ik a n t högre och den organiska substansen lä g re . PTE d ju r med normalt ka lcium intag och e t t reducerat plasmakalcium uppvisade i fö rhå llande t i l l normala k o n tro lle r en nästan s ig n if ik a n t ökad mängd oorganiskt m a te ria l, medan organiska komponenten var s ig n if ik a n t lägre och vattenmängden något ökad. Hypo- kalcemiska PTE d ju r med lå g t in tag av kalcium hade en k la r t s ig n if ik a n t ökad mängd oorganiskt m a te ria l i t ib ia jäm fört med in ta k ta d ju r på låg ka lc ium d ie t, medan både den organiska komponenten och vattenmängden var lä g re . PTE d ju r med normal is e r a t plasmakalcium och låg kalciumkost s k iljd e s ig in te s ig n if ik a n t från in ta k ta ka lc iu m b ris td ju r beträffande någon av de tre komponenterna i t ib ia .

K o r t ik a l is t jock lek , in re och y t t re diameter på femur- d ia fys samt tib iavo lym ( i och I I I )

Den k o r t ik a la tjock leken på femurdiafysens m itt var e f te r 8 veckor (k o r tt id s fö rs ö k ) s ig n if ik a n t mindre v id jämförelse av in ta k ta d ju r på låg kalciumkost med normala k o n tro lle r ( i , ta b e ll 1 ) . Denna s k illn a d accentuerades markant v id undersökning av motsvarande grupper i långtidsförsöken ( I I I , ta b e ll 2 ) . Mellan k o n tro lld ju r och hypokalcemiska PTE d ju r med både normal och låg kalciumkost fö re låg ingen s ig n if ik a n t s k illn a d av k o r t ik a lis t jo c k le k e f te r 8

34

veckors t id ( i , ta b e ll 1 ). Vid långtidsobservationen (6 månader) kunde fo rtfa rande ingen s ig n if ik a n t s k illn a d noteras, när motsvarande d jurgrupper jämfördes, b o rts e tt från a t t PTE d ju r med normalt kalcium intag hade en något ökad tjo c k le k av k o r t ik a l is . Skillnaden var nästan s ig n if ik a n t . Hypokalcemiska PTE rå t to r på låg ka lc ium die t uppvisade e f te r 8 veckor en l ä t t ökad och e f te r 6 månader en k la r t s ig n if ik a n t ökad k o r t ik a l bentjocklek jäm fört med in ta k ta d ju r på samma d ie t ( i , ta b e ll I och I I I , ta b e ll 2 ).

E tt k la r t in ve rs t samband fö re låg mellan innerdiam eter och k o r t ik a lis t jo c k le k i samtliga grupper i lån g tidsse rien ( I I I , ta b e ll 2 ) . Y tterdiam etern s k iljd e s ig in te mellan grupperna frå n s e tt a t t hypokalcemiska PTE d ju r med normal ka lc ium die t hade en något ökad diameter jäm fört med k o n tro lld ju ren . Skillnaden var nästan s ig n if ik a n t .

I långtidsgrupperna uppmättes tib iavolym en e f te r 6 månader. Denna parameter visade mycket små v a r ia t io n e r mellan k o n tro ll- och fö rsö ksd ju r. E tt undantag utg jorde hypokalcemiska PTE d ju r , som v id normalt ka lcium intag hade en s ig n if ik a n t s tö rre benvolym än d ju r med lå g t ka lc ium in tag .

Spongiös benvävnad i femurmetafysen ( i och I I I )

Den spongiösa benvävnaden beräknades kva n tim e trisk t i metafysnivån på d is ta la femur. In ta k ta d ju r med kalcium - b r is tk o s t visade redan e f te r 8 veckor en lägre mängd spongiös vävnad, m orfo log iskt i form av smalare och fä rre benbalkar, än normala k o n tro lle r . Skillnaden var som väntat mera u tta la d e f te r 6 månaders fö rsö ks tid och s ig n if ik a n t .

En l ä t t reduktion av benvävnaden syntes också v id jämförelse av in ta k ta k o n tro lld ju r v id 8 veckor och 6 månader. Vid

35

normalt ka lcium intag hade hypokalcemiska PTE d ju r i fö rhå llande t i l l in ta k ta k o n tro lld ju r e f te r 8 veckor l ö t t men e j s ig n if ik a n t ökad mängd benvävnad, medan sk illnaden fö r motsvarande grupper var s ig n if ik a n t e f te r 6 månader. Vid låg kalciumkost hade hypokalcemiska PTE rå t to r jäm fört med in ta k ta d ju r nästan s ig n if ik a n t ökad benmängd v id 8 veckor och e fte r 6 månader var denna s k illn a d k la r t s ig n if ik a n t . Både v id k o r t t id s - och lång tidsfö rsöken hade PTE -Ca djuren en l ä t t ökad mängd spongiosa i fö rhå llande t i l l in ta k ta k o n tro lle r .

Mikroröntgen ( i och I I I )

Mikroröntgenundersökning av tv ä rs n it t från femurmetafys och femurdiafys i 20 x och 50 x fö rs to r in g visade en jämn m ine ra lise ring av benvävnaden hos a lla normala k o n tro lld ju r . En jämn m ine ra lise ring e f te r 8 veckor hade också in ta k ta d ju r på ka lc iu m b ris tko s t, men här var benbalkarna fä rre och tunnare i m e ta fyssn itten • Denna benreduktion blev ännu mer markant hos motsvarande d ju r , som g å tt 6 månader på k a lc iu m fa tt ig ko s t. M orfo log isk t motsvarande dessa benfö rändringa r osteoporos. Hypokalcemiska PTE d ju r normal resp. k a lc iu m fa tt ig kost hade e f te r 8 veckor samma jämna m ine ra lise ring och utseende i metafysens benvävnad som normala k o n tro lld ju r . Denna l ik h e t b ibehö lls även hos motsvarande PTE d ju r med k a lc iu m fa tt ig d ie t e f te r 6 månader, medan PTE d ju r med normal ka lc ium die t v id samma jämförelse hade b e ty d lig t tjo cka re benbalkar. PTE d ju r med lå g t kalciumin tag och norm alisera t plasmakalcium (PTE^ -Ca), visade e f te r 6 månader en reduktion av fra m fö ra llt den spongiösa vävnaden och liknande därvid de in ta k ta ka lc iu m b ris td ju re n .

Mikroröntgen av tv ä r s n it t från m itten av femurdiafysen visade i sam tliga grupper både i k o r t- pch långtidsfö rsöken

36

en jämn m ine ra lise ring av den k o r t ik a la benvävnaden.E fte r 8 veckor kunde någon m orfologisk s k illn a d e j ses, frå n s e tt a t t in ta k ta ka lc iu m b ris td ju r hade något mindre endosta lt ben än normala k o n tro lld ju r* I långtidsobserva- tionen syntes däremot markanta fö rändringar av benm orfologien, i en de l f a l l t o m mer u tta lade än de som noterades i den spongiösa benvävnaden* Dessa fö rändringar omfattade huvudsakligen den in re delen av det k o r tik a la benet* Hos k o n tro lld ju re n bestod den in re delen av kompakt ben och märgrum, v ilke n i vissa områden å ts k iljd e s av benbalkar* In tak ta r å t to r med k a lc iu m fa tt ig kost uppvisade p ra k tis k t taget en to ta l reduktion av denna in re del av d ia fysko rte x . Hypokalcemiska PTE rå t to r med normal kalciumkost visade i s t ä l le t en fö rtjo c k n in g av det kompakta, k o r t ik a la benet, medan PTE d ju r med låg kalciumkost hade e t t k o r t ik a lt ben av normalt utseende ( I I I , f ig . 9 och 11).

Kalciumackretion i t ib ia ( i och I I I )

Ackretionshastigheten av kalcium i t ib ia visade s ig n if ik a n t högre värden fö r in ta k ta rå t to r med k a lc iu m fa ttig d ie t i fö rhå llande t i l l k o n tro llrå t to r * Detta gä llde både fö r k o r t t id s - och långtidsfö rsöken* Hypokalcemiska PTE d ju r med låg kalciumkost hade s ig n if ik a n t lägre ackre tion och PTE d ju r med normalt ka lcium intag visade en tendens t i l l lägre ackre tion e f te r 8 veckor jäm fört med normala kontr o l le r * Vid 6 månader uppvisade bägge dessa PTE grupper en ackre tion , som in te s k iljd e s ig s ig n if ik a n t från ko n tro lld ju re n s * K a lc ium fa ttiga PTE d ju r med norm aliserat plasmakalcium (PTE^ -Ca) hade en kalcium ackretion i t ib ia , som s ig n if ik a n t översteg k o n tro lld ju re n s , men ungefär var i samma nivå som in ta k ta d ju r på låg kalciumkost*

Ackretionshastigheten fö r sam tliga grupper i lå n g tid s försöken var g e n e re llt lägre än i ko rttid s fö rsö ke n* Approxi-

37

m ativ t uppgick denna ackretionssänkning t i l l mer än 50%.

Parathyreo idektom ieffekt på thyreoidea ( i och I I I )

E fte r av livande t se riesn ittades och färgades a lla thyreoidea- k ö r t la r med hematoxylin-eosin e n lig t E h rlic h . Kvarvarande pa ra thyreo ideakörtla r h ittades i 2 av t o ta l t 95 parathyreoidektomerade d ju r . Dessa d ju r ing ick i k o r t t id s serien och visade ingen reduktion av plasmakalcium post- o p e ra tiv t och hänfördes t i l l PTEjyjy gruppen. Hos övriga 4 d ju r tillh ö ra n d e PTE^y gruppen h ittades inga kvarvarande pa ra thyreo ideakörtla r i thyreo idea. Samtliga 6 PTE^y d ju r hade från fö rsökssta rten s tå t t på normalt ka lc ium intag.

Frånsett e t t l i t e t ärrområde e f te r e lektrokoagulationen av parathyreoideae hade de övriga rå tto rnas thyreoidea v id mikroskopisk undersökning e t t n o rm a lh is to log isk t utseende.E tt d ju r hade dock e t t k o l lo id a lt thyreoideaadenom. Ingen kvarvarande parathyreoideavävnad å terfanns. Eventuella fö r ändringar i C -ce llernas fu n k tio n e lla sta tus kunde in te avgöras med enbart 1 jusmikroskopisk te kn ik .

Parathyreo idektom ieffekt på b in ju ra r ( i och I I I )

Våtvikten av bägge b in ju rarna (medelvärdet) och re la t iv a tjock leken på binjurebarken visade inga s ig n if ik a n t s k i l l nader mellan k o n tro lld ju r och experiment d ju r . Detta gä llde både fö r k o r t t id s - coh lå n g tid sse rie n . I f e t t - färgade (Sudan Black B) f r y s s n it t av b in juren hade normala k o n tro ll r å t to r en r e la t iv r i k l i g lip idupp laddn ing och zona glomerulosa var vä l demarkerad från zona fa s c ic u la ta . Experimentgrupperna hade v id jämförelse ingen avvikande h is to lo g i i a llm änhet. Undantag u tg jorde hypokalcemiska

38

PTE d ju r på låg kalciumkost (PTE -Ca), v i lk a i 3 f a l l av 7 e f te r 8 veckor uppvisade en ökad lip id u p p la g rin g i zona glomerulosa och fa sc icu la ta samt en mindre syn lig demarkation av zona glomerulosa jäm fört med k o n tro lld ju ren . I några f a l l sågs också liknande fö rändringar, men mindre framträdande e f te r 6 månaders fö rsö ks tid i motsvarande experimentgrupp.

Kalcium i plasma, faeces och u rin ( I I och IV)

Hos in ta k ta d ju r i k o r t t id s - och långtidsfö rsöken fö re kom såsom nämnts inga s ig n if ik a n ta s k illn a d e r i plasmakalcium v id normalt e l le r lå g t ka lc ium in tag . Sex PTE d ju r reducerade in te plasmakalcium p o s to p e ra tiv t• Dessa rå t to r hade a lla f å t t normal kalciumkost (PTE^y +Ca)0 Under 8 veckors observa tions tid normaliserades plasmakalcium ( > 4 ^ 1 mE/l) e f te r en i n i t i a l reduktion och mellan 14:e och 27:e veckan hos y t te r l ig a re 8 PTE d ju r på samma kost (PTE^ +Ca). Vid lå g t in tag av kalcium hade a lla PTE d ju r under de fö rs ta 8 veckorna reducerad plasmakalciumnivå (PTE -Ca) utan tendens t i l l norm alisering , medan 3 d ju r (10%) normaliserades (PTEjyj -Ca) i motsvarande grupp mellan 14:e och 27:e veckan. De hypokalcemiska PTE djuren hade i k o r tt id s fö rs ö k e t v id 8 veckor en s ig n if ik a n t lägre plasmakalciumnivå än hypokalcemiska PTE d ju r på normal kalciumd ie t . Den genom snittliga sänkningen av plasmakalcium var i den fö rs ta gruppen 47,9$ jäm fört med 32,3% i den senare o I lång tidsfö rsöken var sk illnaden v id 27 veckor också s ig n if ik a n t och den genom snittliga reduktion av plasmakalcium 39,6% och 18,8$ resp.

Faeceskalcium var som vänta t i både k o r t t id s - och långtid s s e rie n s ig n if ik a n t läg re hos d ju r med låg kalciumkost än hos d ju r med normal ka lc ium kost. Inom de grupper som hade låg kalcium kost och normal kalciumkost resp. noterades

39

inga s ig n if ik a n ta s k illn a d e r.

I k o rttid s s e r ie n var kalciumnivån i urinen s ig n if ik a n t reducerad i a lla experimentgrupperna jäm fört med k o n tro lld ju r , en tendens som även gä llde hos motsvarande lå n g tid s - d ju r . Skillnaden var här dock s ig n if ik a n t endast fö r experim entdjur med låg ka lc ium d ie t. Vid lå g t in tag visade in ta k ta d ju r i bägge serierna s ig n if ik a n t lägre värden än normala k o n tro lle r . Lägre kalciumvärde i urinen v id jämfö re lse av serie rna hade också hypokalcemiska PTE d ju r med lå g t ka lc ium intag kontra PTE d ju r på normalt kalciumin ta g . Skillnaden var dock s ig n if ik a n t endast i lå n g tid s - gruppen. I dessa grupper fö r e fö l l urinkalcium i fö rs ta hand mera avspegla plasmakalciumnivåerna. Vid resp. kalciumnivå hade PTE djuren i lån g tid sse rien en tendens t i l l lägre urinkalcium än sina in ta k ta k o n tro lle r . S killnaderna var dock in te s ig n if ik a n ta .

^C a a k tiv ite te n i plasma, faeces, u rin och ben ( I I och IV)

45Plasma Ca a k t iv ite te n u tt ry c k t i procent av den givna dosen per mg plasmakalcium var k la r t s ig n if ik a n t högre hos in ta k ta rå t to r givna låg kalciumkost jäm fört med normala k o n tro l lr å t to r , både v id k o r t t id s - och lå n g tid s - observationen. Vid låg resp. normal ka lc ium die t hade PTE djuren e f te r 8 veckor s ig n if ik a n t högre a k t iv i t e t i plasma än in ta k ta d ju r . E fte r 6 månader hade endast hypokalcemiska PTE d ju r med låg ka lc ium die t ökad a k t iv i t e t , medan PTE d ju r med normal ka lc ium d ie t här uppvisade liknande värde som in ta k ta d ju r med samma kos tn ivå . PTE d ju r i både k o r tt id s - och lån g tid sse rie n med norm alisera t plasmakalcium hde en a k t iv i t e t i plasma som e j s ig n if ik a n t s k il jd e s ig från in ta k ta d ju r på resp. kos tn ivå .

40

45Ca a k tiv ite te n i faeces u ttry ck te s i procent av den givna dosen. E fte r 8 veckor uppvisade a lla experimentd ju r lägre a k t iv i t e t än normala k o n tro lle r . Detta fö r hållande ändrades, så a t t v id 6 månaders observationen hade a lla d ju r med låg ka lc ium die t s ig n if ik a n t lägre a k tiv ite tsvä rd e n än de som å t normal kalcium kost. Vid normal ka lc ium die t visade PTE djuren i lång tidsse rien en nästan s ig n if ik a n t ökad a k t iv i t e t i fö rhå llande t i l l in ta k ta k o n tro lle r . Vid motsvarande jämförelse av d ju r som stod på lå g t kalcium intag fanns inga s k illn a d e r i a k t iv ite ts n iv å •

45Ca a k tiv ite te n i u rin u ttry ck te s i procent av den givna dosen. In tak ta ka lc iu m b ris td ju r hade v id 8 veckor s ig n if ik a n t lägre värden än in ta k ta k o n tro lle r . E fte r 6 månader hade motsvarande grupper värden som in te nämnvärt s k iljd e s ig från varandra. PTE d ju r med ka lc iu m b ris td ie t visade s ig n if ik a n t högre nivå i k o rttid s s e r ie n jäm fört med in ta k ta d ju r med samma kos t. I lång tidsse rien fö re låg ingen s ig n if ik a n t s k illn a d mellan motsvarande grupper.

45Ca a k t iv ite te n i t ib ia u ttry ck te s i procent av den givna dosen per mg kalcium i ben. I k o rtt id s fö rs ö k e t hade a lla experim entdjur högre a k t iv i t e t i t ib ia än k o n tro lld ju re n .I lå n g tid s fö rsö ke t uppvisade in ta k ta d ju r och PTE d ju r med låg kalciumkost k la r t s ig n if ik a n t högre värden v id motsvarande jäm före lse. Övriga experim entdjur på normal kalciumkost hade a k t iv ite te r , som in te s k il jd e s ig s ig n if ik a n t från in ta k ta k o n tro lld ju r . I bägge serierna hade in ta k ta d ju r och PTE d ju r v id låg ka lc ium die t en a k t iv i t e t , som var omkring 2 gånger så hög jäm fört med övriga grupper på normal ka lc ium d ie t. Vid normal kalciumkost hade PTE djuren e f te r 8 veckor s ig n if ik a n t högre a k t iv i t e t än k o n tro lld ju re n . E fte r 6 månader noterades ingen s k illn a d mellan motsvarande grupper. Däremot s k iljd e

41

sig in te PTE d ju r med k a lc iu m b ris td ie t från in ta k ta d ju r , varken i k o r t t id s - e l le r lå n g tid sse rie n , I långtid sse rie n fö re låg en g e n e re llt reducerad a k t iv i t e t av 45Ca i t ib ia jäm fört med k o r tt id s s e r ie n . Skillnaden var därvid s tö rs t mellan experim entserierna,

4 5Plasma Ca a k t iv ite te n v id o lik a perioder e f te r t i l l fö rs e l av Ca ( I I och IV)

45Ca a k t iv ite te n i plasma, u t try c k t i procent av den givna dosen per mg plasmakalcium, var b e ty d lig t högre i a lla experimentgrupperna än i kontro llg ruppen e f te r 8 veckor.Denna s k illn a d var in te l ik a s to r e f te r 6 månader, beroende på en ökad a k tiv ite ts n iv å i kontro llg ruppen o I lå n g tid s - fö rsöke t karakteriserades mönstret av en ansenlig fö r höjning av a k t iv ite te n i a lla grupper med lå g t kalcium i kosten jäm fört med kon tro llg ruppen . Vid normalt kalciumin tag hade PTE rå tto rn a i k o rtt id s s e r ie n ungefär 2 gånger så hög a k t iv i t e t som k o n tro llrå tto rn a , I lång tidsse rien s k il jd e s ig icke motsvarande grupper å t beträffandea k t iv ite ts n iv å n . Vid låg kalciumkost var e f te r 8 veckor

45plasma Ca a k t iv ite te n nästan 3 gånger så hög hos in ta k ta r å t to r och omkring 6 gånger så hög hos hypokalcemiska PTE d ju r jäm fört med normala k o n tro lld ju r . Nästan l ik a markanta s k illn a d e r noterades mellan motsvarande grupper i lå n g tid s se rien , Dessa d if fe re n s e r fö re låg även när hänsyn togs t i l l s k illn a d e r i den genom snittliga kroppsvikten mellan grupperna,

A lla grupper inom lång tid sse rie n hade jäm fört med k o r t t id s -45seriens en g e n e re llt något långsammare e lim in a tio n av Ca

i plasma. Detta framgick ty d lig a s t v id jämförelse av grup- 45pernas Ca n ivåer i plasma 72 timmar e f te r i s o t o p t i l l

förseln®

42

45 / \Nettoabsorption av Ca i tarmen ( I I och IV)

Vid både lå g t och normalt in tag av kalcium var ne tto - 45absorptionen av Ca i tarmen hos in ta k ta d ju r 2 gånger

så hög e f te r 6 månader jäm fört med absorptionen e fte r 8 veckor. In ta k ta d ju r med lå g t kalcium intag hade högrevärden än in ta k ta k o n tro lle r . E fte r 8 veckor var sk illnadene j h e lt s ig n if ik a n t , men e f te r 6 månader k la r t s ig n if ik a n t (50% s k il ln a d ) . Vid låg kalciumkost företedde hypokalcemiska PTE d ju r i k o r tt id s fö rs ö k e t en absorption som k la r t s ig n if ik a n t översteg de in ta k ta d ju rens. I lå n g tid s fö rsö ke t noterades i motsvarande grupper ingen s k illn a d i absorpt io n . I k o r t t id s - och långtidsfö rsöken hade hypokalcemiska PTE d ju r med normal ka lc ium die t och k o n tro lld ju r absorp- tio n sn ivå e r som inom resp. försöksomgång e j s k iljd e s ig s ig n if ik a n t från varandra. Hypokalcemiska PTE d ju r medlå g t kalcium intag visade jäm fört med PTE d ju r med normalt

45kalcium intag k la r t s ig n if ik a n t högre absorption av Ca (70% s k illn a d ) e f te r både 8 veckor och 6 månader.

Absorptionen av kalcium och oorganiskt fo s fa t i tarmen (IV )

I lå n g tid s fö rsö ke t var nettoabsorptionen av både kalcium och oorganiskt fo s fa t s ig n if ik a n t högre i a lla d jurgrupper som g iv i ts låg kalciumkost jäm fört med de grupper som f å t t normal ka lcium kost. Vid resp. kostn ivå fö re låg inga s ig n ifik a n ta s k illn a d e r mellan in ta k ta d ju r och PTE djuro

Magnesium i plasma, faeces och u rin ( I I och IV)

In ta k ta r å t to r med låg ka lc ium die t s k iljd e s ig in te s ig n if ik a n t från k o n t ro l l r å t to r i k o r tt id s s e r ie n . I lå n g tid s serien hade däremot in ta k ta ka lc iu m b ris td ju r s ig n if ik a n t lägre magnesiumvärde i plasma. Vid normalt in tag av kalcium

43

hade PTE djuren e f te r 8 veckor e t t magnesiumvärde som e j s k iljd e s ig från in ta k ta d ju r . E fte r 6 månader hade PTE djuren s ig n if ik a n t lägre nivå av magnesium i plasma.Vid lå g t kalcium intag hade PTE djuren i k o rttid s s e rie n lägre värde än in ta k ta d ju r . Denna sk illn a d var s ig n if ik a n t . I lång tidsse rien fö re låg ingen sk illn a d mellan motsvarande grupper.

Vid låg kalciumkost hade in ta k ta rå t to r i k o r ttid s fö rs ö k e t s ig n if ik a n t lägre kalciumvärde i faeces än PTE d ju r och nästan s ig n if ik a n t lägre än normala k o n tro lle r . PTE d ju r med lå g t in tag av kalcium hade s ig n if ik a n t högre nivå av faeceskalcium än PTE d ju r , som få t t normal kalciumkos t. T i l l s k illn a d från k o rttid s s e r ie n fö re låg ingen s k illn a d mellan k o n tro lld ju r och experim entdjur i långt id s s e r ie n .

Magnesium i u rin var i lå n g tid s fö rsö ke t k la r t lägre fö r a lla grupper jäm fört med k o r tt id s fö rs ö k e t. S ä rs k ilt u tta lad var denna s k illn a d i experimentgrupperna. E fte r 8 veckor var magnesium i urinen ökad hos in ta k ta kalcium- b r is td ju r i fö rhå llande t i l l k o n tro lld ju re n . Skillnaden var här nästan s ig n if ik a n t . Förhållandet var omvänt e f te r 6 månader, då ko n tro lld ju re n hade högre värde än både in ta k ta ka lc iu m b ris td ju r och övriga experim entd jur. Skillnaden var dock e j s ig n if ik a n t .

Kalcium och ooragniskt fo s fa t i plasma och u rin ( I I och IV)

Koncentrationen av oorganiskt fo s fa t i plasma visade e t t in v e rs t fö rhå llande t i l l kalcium både i k o r t t id s - och lång- tid s fö rsö ken . In ta k ta ka lc iu m b ris t d ju r hade e f te r 8 veckor något lägre koncentration av oorganiskt fo s fa t i plasma jäm fört med normala k o n tro lle r . Ingen s k illn a d mellan mot

44

svarande grupper fö re låg e f te r 6 månader. Vid normalt och lå g t ka lcium intag hade PTE d ju r s ig n if ik a n t högre plasmavärden av oorganiskt fo s fa t än in ta k ta d ju r både i k o r t t id s - och lå n g tid sse rie rn a . I båda dessa s e r ie r hade hypokalcemiska PTE d ju r med låg kalciumkost högsta värdet av oorganiskt fo s fa t och lägsta värdet av kalcium 0

E fte r 8 veckor hade v id normalt ka lcium intag PTE djuren en s ig n if ik a n t lägre nivå av oorganiskt fo s fa t i urinen än k o n tro lld ju re n . Motsvarande grupper visade e f te r 6 månader en omvänd tendens med högre värden fö r PTE d juren, sk illnaden var dock e j s ig n if ik a n t . A lla grupper med låg ka lc ium die t hade i både k o r t t id s - och lång tidsse rien höga värden av oorgan iskt fasfja t i urinen med den p r in c ip ie l la sk illnaden a t t sam tliga PTE grupper hade något lägre värden än resp. in ta k ta d ju rgrupper.

Oorganiskt fo s fa t i plasma, faeces och u rin (IV )

I lå n g tid sse rie n visade in ta k ta k a lc iu m b ris td ju r v id jämfö re lse med k o n tro lld ju r liknande värden av oorganiskt fo s fa t i plasma, ökade värden i u r in och reducerade i faeces. Hypokalcemiska PTE d ju r med normalt in tag av kalcium hade ökat inn e h å ll i plasma och normalt in n e h å ll i u r in och faeces. Motsvarande PTE grupp med lå g t kalçium - in ta g uppvisade avsevärt ökat fo s fa tin n e h å ll i plasma och u rin samt reducerat i faeces. A lla s k illn a d e r var k la r t s ig n if ik a n ta . Oorganiskt fo s fa t i faeces var s ig n if ik a n t minskat i a l la grupper, som stod på lå g t ka lc ium in tag .Ingen s k illn a d fö re låg dock mellan in ta k ta d ju r och PTE d ju r på resp. ko s tn ivå .

45

D I S K U S S I O N

Adaptationen t i l l lå g t kalcium intag åstadkommes genom fö ljande fys io lo g iska system:

1• Resorption av kalcium från s k e le t te t.2. Absorption av kalcium från tarmen.3. Utsöndring av kalcium i n ju ra rna .

Hur dessa fy s io lo g iska mekanismer reg leras är fo rtfa rande e j h e lt k la r la g t . Man vet a t t v itam in D och den ak tiva metaboliten 1 ,25 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l re g le ra r kalciumabsorptionen i tarmen och lika så vet man a t t parathormonet re g le ra r m obiliseringen av kalcium från s k e le tte t och å te rresorp tionen av kalcium från n ju r tu b u li. Nyligen publicerade forskningsrön har e m e lle rtid v is a t a t t 1,25- -d ih y d ro x y k o le k a lc ife ro l är en av de mest a k tiva substanser man känner t i l l beträffande m ob ilise ring av kalcium från s k e le t te t. Vidare hävdar man nu på många h å ll a t t v itam in D -metabolismen reg leras av parathyreoideae, v i lk a således sku lle ha en överordnad, styrande fu n k tio n .

Detta arbete avser a t t belysa parathyreoideas r o l l v id adaptationen t i l l lå g t ka lcium intag och re la tionen t i l l v itam in D metabolismen.

S e le k tiv parathyreoidektom i

S e lek tiv parathyreoidektom i u tfördes medelst en fö rfin a d e lek trokoagu le rings tekn ik fö r a t t inducera e t t t i l ls tå n d av hypoparathyreoidism utan påverkan på thyreoideafunktionen och produktionen av th y re o -k a lc ito n in . Thyreoidea kvar-

46

lämnades således så in ta k t som det överhuvudtaget var m ö jlig t v i lk e t kon tro lle rades med s e r ie s n it tn in g .Accessoriska parathyreoidea rapporteras förekomma ända upp t i l l 80% (Kenny 1960) och e n lig t en annan undersökning är 30%> d i f fu s t utspridda i halsregionen (Casewell & Fennel 1970), Dessa k ö r t la r anses vara hormonellt ak tiva men dock e j t i l l r ä c k l i g t fö r a t t upp rä tthå lla e t t normalt plasmakalcium e fte r parathyreoidektom i (Casewell & Fennel 1970). Samma fö r fa t ta re visade också a t t ektopisk para- thyreoideavävnad i thymus (närvarande i 65%) in te producerar fy s io lo g is k t a k t iv t parathormon.

En de fin ie rad reduktion av plasmakalcium användes som k r ite r iu m på inducerad parathyreoideahypofunktion. En postopera tiv reduktion av plasmakalciumnivån S i 4 ,1 mE/l utg jorde därvid k r i t e r ie t fö r v e r if ie ra d parathyreoidektomi (Johansson & Segerström 1972). V e rif ie ra d parathyreoidektomi e rh ö lls i 86% av de PTE d ju r som f ic k normal kalciumkost och i 100% hos PTE d ju r med låg kalcium kost. Av de fö rra normaliserade 17% s i t t plasmakalcium inom 8 veckor, men inga av de senare. Mellan 8:e och 27:e observations- veckorna normaliserades plasmakalcium y tte r l ig a re i 40% av PTE djuren med normal kalciumkost och endast i 10% ov PTE djuren med låg kalcium kost. Ingen postopera tiv nedgång av plasmakalcium noterades hos 14% av PTE d ju r som f ic k normal kalcium kost.

Bibehållande av e l le r norm alisering av plasmakalcium kunde bero på närvaro av accessoriska parathyreoidea i halsregionen e l le r mediastinum. H is to log isk undersökning av se rie sn itta d e th y re o id e a kö rtla r visade kvarvarande parathyreoidea hos endast 2 d ju r , v i lk a bägge t i l lh ö rd e k o r ttid s s e r ie n . I lång tidsse rie n kunde ingen kvarvarande parathyreo ideakörte l p å trä ffa s . En v ita lfä rg n in g s te k n ik (Rosen e t a l . 1974) användes fö r a t t upptäcka even tue ll ektopisk

47

parathyreoideavävnad i halsregionen och mediastinum.Sådan vävnad påträ ffades e m e lle rtid in te i någon av fö rsöksse rie rna . N egativt re s u lta t u te s lu te r dock in te förekomst av d if fu s t u tsp ridd parathyreoideavävnad med abberrant lo k a lis a t io n , v ilke n med den använda tekniken in te kunde upptäckas. Trots dessa svårighe te r a t t sä ke rs tä lla opera tiv ra d ik a l ite t fö re låg inga problem a t t inducera hypoparathyreoidism i motsats t i l l vad som tid ig a re rapporte ra ts från s tu d ie r på växande rå t to r (Johansson & Segerström 1972).

H is to log iska s tu d ie r gav e j h e lle r några belägg fö r sekundära e ffe k te r på binjurebarken e f te r parathyreoidektomi och lå g t ka lc ium in tag . Det kunde d ä rfö r anses sannol i k t a t t rapporterade fö rändringar i kalciummetabolismen och benvävnaden p rim ärt orsakades av den inducerade ändringen av den endogena parathormoninsöndringen samt kostin ta ge t av kalcium utan någon sekundär påverkan från thyreoidea e l le r b in ju reba rk .

E ffekte rna av parathyreoidektom i på kalcium och oorganiskt fo s fa t i plasma i re la t io n t i l l ka lc ium in taget

Förmågan a t t b ibehå lla normal kalciumnivå i plasma e fte r s e le k tiv parathyreoidektom i visade s ig vara re la te rad t i l l kalciumnivån i kosten. Den genom snittliga reduktionen av plasmakalcium var fö r PTE d ju r med normal ka lc ium die t 33% e fte r 8 veckor och 19% e f te r 6 månader. Motsvarande reduktio n av plasmakalciumnivån var fö r PTE d ju r med låg kalcium -

è

d ie t 38 resp. 40/5. S e lek tiv parathyreoidektom i resu lterade hos dessa d ju r i en oförmåga a t t adaptera s ig t i l l e t t lå g t in tag av kalcium, d v s u p p rä tth å lla en normal plasma- ka lc ium nivå•

Hos ka lc iu m fa ttig a PTE d ju r normaliserades plasmakalcium

48

( I I I ) b l a genom en ökad resorp tion av kalcium från s k e le tte t med resulterande osteoporos v i lk e t t r o l ig t v is skedde genom successivt å te rs tä lld p a ra thy re o ide a a k tiv ite t från abberant parathyreoideavävnad. Y tte r lig a re stöd fö r denna fö rk la r in g framkom i undersökning I I och IV där PTE d ju r med normaliserad plasmakalciumnivå såväl v id lå g t som normalt ka lcium intag var jämförbara med sina in ta k ta k o n tro lle r beträffande kalcium -, fo s fa t- och magnesiummetabolismen• Förhöjd p a ra th y re o id e a a k tiv ite t fö re lig g e r v id lå g t ka lcium intag (Sevastikoglou & Larsson 1972,Ahlgren & Larsson 1975a), v i lk e t indikerades i före liggande arbete av den högre urinutsöndringen av fo s fa t hos kalcium- b ris td ju re n ( I I och IV ) . Utöver ökad nettoabsorption av kalcium i tarmen och ökad å terabsorp tion av kalcium i n ju r- tu b u li normaliserades således plasmakalcium hos dessa d ju r genom parathormonstyrd m o b ilise ring av kalcium från s k e le t te t.

Magnesiummetabolismen syntes e j i vä se n lig t grad in f lu e ra resu lta ten rörande kalcium - och fosfatmetabolismen ( I I och IV) i före liggande arbete.

E ffekterna av parathyreoidektom i på benvävnaden i re la t io n t i l l ka lc ium intaget

De osteoporotiska benförändringar som uppkom hos in ta k ta ka lc iu m b ris td ju r motsvarande h e lt de som b e s k r iv its i en t id ig a re lån g tid ss tu d ie (Larsson 1969). Morfometrisk analys av standardiserade, mikroröntgade tv ä rs n it t av femur befanns i före liggande arbete vara en känsligare metod a t t bestämma reduktionen av benvävnad än analys av mängden oorganiskt m a te ria l i hela t ib ia .

Trots lå g t ka lc ium intag normaliserades plasmakalcium hos 3 PTE d ju r e f te r 14 veckor. S ke le tte t hos dessa d ju r visade

49

ty d lig a osteoporosförändringar, v ilk a var nästan l ik a u tta lade som de som uppstod hos de in ta k ta ka lc iu m b ris t- d ju ren . Kalciumackretionen hos båda dessa grupper var ökad, sanno lik t sekundärt t i l l en ännu mera ökad ben- reso rp tion . S tud ier av kollagensyntesen tyder dock på a t t även bennybildningen som sådan ökar v id reducerat kalcium intag (Larsson 1975). Kalciummetabolismen (IV ) företedde ävenledes jämförbara förhållanden i de båda grupperna, v i lk e t s ta rk t ta la r fö r a t t adaptationen, d v s normaliseringen av plasmakalcium, snarare var e t t re s u lta t av hormonellt a k tiv , abberrant para- thyreoideavävnad än t ex ökad insöndring av 1 ,25-dihydroxy- k o le k a lc ife ro l.

Vid normalt ka lcium intag visade å andra sidan de PTE d ju r som norm aliserat s i t t plasmakalcium något avvikande förhå llande i s k e le tte t jäm fört med de in ta k ta k o n tro lle rn a . PTE djuren hade således en tendens t i l l ökad benmassa och m ine ra linnehå ll, v i lk a fö rändringar var mest framträdande i långtidsgruppen.

En y t te r l ig a re , s ig n if ik a n t ökad benmassa förekom hos PTE d ju r med normalt ka lcium intag och med en permanent reducerad plasmakalciumnivå. Detta få r anses vara h e lt paradoxalt med tanke på gruppens oförmåga t i l l adaptation, d v s normal is e r in g av plasmakalcium. Eftersom benvävnades kalcium- ackre tion var normal måste den uppkomna ökningen av benmassan vara orsakad av reducerad benresorption sekundärt t i l l den inducerade hypoparathyreoidismen hos dessa d ju r .

PTE d ju r med lå g t kalcium intag och permanent reducerad plasmakalciumnivå visade inga tecken på osteoporos e l le r annan ske le ttfö rä n d rin g vare sig e f te r 8 veckor e l le r 6 månader. Dessa PTE d ju r hade såväl i k o r t t id s - som långtid ss tu d ien den lägsta plasmakalciumnivån tro ts en s ig n if ik a n t

50

ökad nettoabsorption av kalcium ( I I och IV ) . Kalciumutsöndringen i urinen var reducerad sekundärt t i l l den låga plasmakalciumnivån• Kalciumackretionen i s k e le tte t och benvävnaden var normal och visade inga s k illn a d e r jäm fört med k o n tro lld ju re n .

Dessa re s u lta t v is a r e n tyd ig t a t t s e le k tiv parathyreoidektomi fö rh in d ra r utvecklingen av ka lcium bristosteoporos hos den vuxna rå tta n . Vidare demonstrerar resu lta ten den fundamentala betydelse parathyreoidea har fö r adäpta- tionen t i l l lå g t kalcium intag genom a t t reg le ra den mycket väsentliga adaptationsmekanism som m obiliseringen av kalcium från s k e le tte t u tgör, på bekostnad av benmassan.

E ffekte rna av parathyreoidektom i på absorptionen av kalcium och oorganiskt fo s fa t i tarmen

Nettoabsorptionen av kalcium i tarmen var s ig n if ik a n t ökad v id lå g t ka lc ium intag både hos in ta k ta d ju r och PTE d ju r .I k o rtt id s s e r ie n visade PTE d ju r med normalt kalcium intag en tendens t i l l ökad absorption och PTE d ju r med lå g t ka lc ium in tag en tv å fa ld ig ökning. I lån g tid sse rien däremot fö re låg inge s k illn a d mellan PTE d ju r och in ta k ta d ju r v id resp. normalt och lå g t ka lc ium in tag . Denna s k illn a d mellan serierna fö rk la ra s bäst av a t t lån g tidsd ju ren av n a tu r lig a skäl var ä ld re än k o r tt id s d ju re n • In ta k ta k o n tro lld ju r i lån g tid sse rie n hade en högre nettoabsorption av kalcium än motsvarande d ju r i k o r tt id s s e r ie n , men absorptionsgraden hos ka lc iu m fa ttig a PTE d ju r var ökad t i l l samma nivå i bägge se rie rn a . Skillnaderna hos de in ta k ta djuren överensstämmer med det fö rh å lla n de t a t t ä ld re , in ta k ta r å t to r har s tö rre ka lc iu m fö rlu s te r än yngre, vuxna rå t to r (Hironaka e t a l . I960), men ä r ändå i stånd a t t u p p rä tth å lla kalciumhomeostasen genom en ökad absorption av kalcium

51

i tarmen (Hironaka e t a l . 1966). De in ta k ta k o n tro lldjuren i lång tidsse rien företedde också en l ä t t reduktion av den spongiösa benvävnaden, medan den k o r tik a la in te visade någon s k illn a d ( I och I I I ) . Resultaten i fö re liggande arbete (IV ) v is a r a t t den adaptiva ökning av tarmens nettoabsorption av kalcium, som sker v id kronisk ka lc ium bris t även g ä lle r fö r d ju r med en v e r if ie ra d parathyreo idektom i. Detta s ty rke r även tid ig a re k o r t t id s - observationer ( i l ) . Liknande re s u lta t har nyligen rapporte ra ts i en k o r tt id s s tu d ie av unga thyreoparathyreoidektomerade rå t to r med L -th y ro x in s u b s titu tio n (Favus e t a l. 1974).

Vitamin D anses vara den v ik tig a s te fak to rn v id absorptionen av oorganiskt fo s fa t i tarmen (Harrison & Harrison 1961). Parathyreoideas r o l l i de tta sammanhang ä r däremot o k la r. E n lig t v issa rapporte r påverkar parathormonet in te s ig n if ik a n t balansen e l le r nettoabsorptionen av fo s fa t hos unga rå t to r (Cramer e t a l . 1961) och parathyreoidektom i påverkar in te absorptionen av fo s fa t i tarmen på rå t to r (Wasserman & Cornar 1961). Å andra sidan har in v i t r o experiment med perfunderade tarmslyngor v is a t en ökad tran sp ort av fo s fa t från mukosa t i l l serosa v id t i l l f ö r s e l av parathormon (Borie e t a l. 1963). Rapporter finnes också om a t t c a lc ito n in fö rh in d ra r fö rhö jn ing av plasmafo s fa t v id t i l l f ö r s e l av kalcium p a re n te ra lt e l le r p é ro ra it (Talmage e t a l . 1973). I våra egna lå n g tid s - försök (IV ) fö re låg en s ta rk t p o s it iv ko rre la tio n mellan absorptionen av kalcium i tarmen och oorganiskt fo s fa t . Absorptionen av fo s fa t var oberoende av parathyreoideas närvaro. Snarare fö rh ö ll s ig fosfa tabsorptionen in v e rs t korre le rad t i l l kalciumnivån i kosten ( IV ) . Detta re su lterade i en y t te r l ig a re koncentrationsökning av oorganiskt fo s fa t i plasma hos hypokalcemiska PTE d ju r med lå g t kalciumin tag och som fö l jd av de tta en y t te r l ig a re fö rhö jd fo s fa t- u rinu tsöndring i u rinen . Absorptionen av oorganiskt fo s fa t

52

i tarmen sku lle e ve n tu e llt kunna styras av 1 ,25-dihydroxy- k o le k a lc ife ro l. Mot de tta ta la r i någon mån den låga absorptionen av fo s fa t hos hypokalcemiska PTE d ju r med normal kalciumkost# Motsvarande d ju r befanns i en separat stud ie ha en ökad nivå av 1 ,2 5 -d ihyd roxyko leka lc ife ro l i tarmmukosan (Larsson, Ahlgren & Lorentzon, kommande publ ik a t io n )# Våra re s u lta t kan bäst fö rk la ra s med a t t fos- fatabsorptionen är in ve rs t korre le rad t i l l kalciumnivån i kosten ( IV ) , v i lk e t även rapporte ra ts av andra (C lark & Rivera-Cordero 1973).

E ffekterna av parathyreoidektom i på utsöndringen av kalcium och oorganiskt fo s fa t i urinen

Plasmakalciumnivån hos in ta k ta d ju r med k a lc iu m fa ttig kost s k iljd e sig e j från den hos normala k o n tro lld ju r ( I I och IV) medan PTE djuren uppvisade en plasmakalciumnivå, som i hög grad var re la te rad t i l l kalciumnivån i kosten. Vid lå g t ka lcium intag fö rk larades den stora sk illnaden i plasmanivå mellan in ta k ta d ju r och PTE d ju r av reducerad para t- hormoninsöndringen i den sistnämnda gruppen. Vidare orsakar lå g t kalcium intag hos in ta k ta d ju r parathyreoideahyperplasi

indikerande ökad parathormoninsöndring (Sevastikoglou & Larsson 1972). Ökad parathormoninsöndring fö rk la ra r också den avsevärt ökade oorganiska fosfatutsöndringen och reducerad kalciumutsöndringen i urinen hos in ta k ta kalcium- b r is td ju r jäm fört med normala k o n tro lld ju r ( I I och IV ).Vid normalt ka lcium intag resulterade parathyreoidektom i i en reducerad u rinu tsöndring av oorganiskt fo s fa t och ökad nivå av oorganiskt fo s fa t i plasma. Samma fö rhå llande gällde in ta k ta d ju r och PTE d ju r v id lå g t ka lc ium in tag . Fastän mängden oorganiskt fo s fa t i u rin v id lå g t kalcium intag var lägre hos PTE d ju r än hos in ta k ta d ju r , var fosfa tu tsöndringen högre än hos normala k o n tro lld ju r ( I I och IV ) . Denna

53

s k illn a d berodde sanno lik t på en ökad clearence av fo s fa t i n jurarna hos ka lc iu m fa ttig a PTE d ju r t i l l fö l jd av den avsevärt förhö jda plasmafosfatnivån hos dessa d ju r (Thompson & H ia tt 1957). Detta fö rhå llande har observerats såväl hos rå tta (C lark & Rivera-Cordero 1973) som hos människa (Eisenberg 1966).

Vid normalt in tag av kalcium hade PTE d ju r en reduceradutsöndring av kalcium i urinen p g a låga kalcium nivåeri plasma ( I I och IV ) . Däremot fö re låg ingen s ig n if ik a n t

45förändring av Ca a k t iv ite te n i urinen hos PTE d ju rjäm fört med in ta k ta d ju r . Detta fö rhå llande kan sanno lik t

45fö rk la ra s av ökad plasma Ca a k t iv i t e t hos PTE d ju ren .

Vid lå g t ka lc ium intag visade in ta k ta d ju r en reduktionav kalciumutsöndringen i urinen sanno lik t p g a ökadtu b u lä r å te rabsorp tion av kalcium i njuren t i l l fö l jdav ökad p a ra th y re o id e a a k tiv ite t (Kleeman e t a l. 1961).PTE djuren uppvisade reducerad mängd kalcium i urinen

45p g a den låga nivån av kalcium i plasma. Ca a k t iv ite te ni urinen var hos in ta k ta d ju r reducerad, medan PTE djuren

45t i l l fö l jd av avsevärt ökad plasma Ca a k t iv i t e t också45hade ökad Ca a k t iv i t e t i urinen ( I I och IV ).

Relationen mellan parathyreoidea och vitam in D metabolismen v id adaptationen t i l l lå g t ka lcium intag

Frånvaro av ökad benmassa hos ka lc iu m fa ttig a PTE d ju r med reducerat plasmakalcium jäm fört med motsvarande d ju r med normalt ka lc ium in tag kunde e v e n tu e llt bero på en ökad nivå av c irku le rande 1 ,2 5 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l inducerad av den markanta hypokalcemien. Detta sku lle kunna fö rk la ra v a r fö r benresorptionen hos dessa d ju r låg på en normal n ivå . Unga rå t to r rapporteras (Garabedian e t a l . 1972, och Favus

54

e t a l. 1974) ha en sänkt nivå av cirku lerande 1,25- -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l e f te r thyreoparathyreoidektom i v i lk e t dock e j motsäger denna to lkn in g eftersom en annan försöksmodell använts. Nyligen u tfö rda s tu d ie r av v itam in D-metabolismen (Larsson, Ahlgren & Lorentzon, kommande p u b lika tio n ) v is a r också a t t den c irkulerande 1 ,25-dihydroxy- k o le k a lc ife ro l nivån i plasma är k la r t ökad e fte r s e le k tiv parathyreoidektom i hos vuxna rå t to r v id såväl normalt som lå g t ka lc ium in tag .

Medan s e le k tiv parathyreoidektom i således fö rh in d ra r u tveck ling av ka lcium bristosteoporos rapporteras vuxna Sprague-Dawley rå t to r få osteoporos e f te r thyreoparathyreoidektom i och ka lc ium b ris tkos t (Sevastikoglou 1972). M öjligen ä r denna osteoporos sekundär t i l l n u tr it io n s - rubbning e l le r th y ro x in b r is t och in te fö ljd e n av t ex ökad 1,25 -d ih yd roxyko leka lc ife ro lsyn tes p g a kalciumb r is t . Den ak tiva metaboliten av v itam in D, 1 ,25-dehydroxy- k o le k a lc ife ro l, rapporteras vara en potent s tim u la to r av benresorptionen i vävnadskulturer (Raisz 1972). Thyreoparathyreoidektom i reducerar dock syntesen av denna m etabo lit t i l l en minimal nivå (Garabedian 1972). Den av thyreoparathyreoidektom i framkallade osteoporosen (Sevastikoglou 1972) få r d ä rfö r anses inducerad av andra orsaker än e ffe k te r på 1 , 25 -d ihyd roxyko leka lc ife ro lsyn tesen .

Parathyreoidea anses ha primär betydelse som re gu la to r av v itam in D-metabolismen (Omdahl & DeLuca 1973). En ökad syntes av den a k tiva m etaboliten 1,25-dehydroxy- k o le k a lc ife ro l har rapporte ra ts hos unga rå t to r v id lå g t ka lcium intag och reducerad kalciumnivå i plasma (Garabedian e t a l . 1972). Vid ka lc ium absorptionsstud ier i före liggande arbete ( I I och IV) befanns e m e lle rtid s e le k tiv parathyreoidektomi e j d ire k t reg le ra kalciumabsorptionen i tarmen v i lk e t in d ik e ra r a t t metabolismen av v itam in D e j s ty rs av para-

55

thyreoidea under dessa be tinge lse r utan sanno lik t av den sänkta plasmakalciumnivån• De erhå llna resu lta ten in d ike ra r således a t t den ak tiva metaboliten 1 ,25-dehydroxy- k o le k a lc ife ro l s tim u le ra r kalciumabsorptionen i tarmen i frånvaro av parathyreoidea. Vidare anger resu lta ten a t t1 .25 -d ihyd roxyko leka lc ife ro l e j åstadkommer m ob ilise ring av kalcium från s k e le tte t v id avsaknad av parathyreoidea, v i lk e t ä r nödvändigt fo r adaptationen t i l l lå g t kalciumin ta g . Således synes den endogena insöndringen av den a k tiva , benresorberande metaboliten 1 ,25-dihydroxy- k o le k a lc ife ro l e j kunna e rsä tta b o r t fa l le t av parathormonets benresorberande funktion v id parathyreoidektom i.

Vitamin D är nödvändigt fö r adaptation t i l l lå g t kalciumin tag genom a t t re su lte ra i ökad kalciumabsorption i tarmen (Nicolaysen 1953). Det är k la r la g t a t t den mest ak tiva metaboliten av v itam in D, 1 ,25 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l, är a k tiv både i tarmen (H olick e t a l. 1971, M yrtle &Norman 1971) och benvävnaden (Raisz e t a l. 1972, Reynolds e t a l. 1973). F n spekuleras mycket över de mekanismer, som k o n tro lle ra r produktionen av denna vitam in D -m etabo lit. Reducerade koncentra tioner av 1 ,25 -d ihyd roxyko le ka lc ife ro l i plasma och tarm har rapporte ra ts e f te r thyreoparathyreoidek- tomi på unga rå t to r (Garabedian e t a l. 1972) och parathyreoidektomerade kyck linga r (Fraser & Kodicek 1973). ökad produktion har påvisats hos r å t to r e f te r t i l l f ö r s e l av parathyreo ideaextrakt (Garabedian e t a l. 1972). Parathormonet har d ä rfö r ansetts vara e t t tro p is k t hormon fö r 1 ,25-dihydroxyk o le k a lc ife ro l (Omdahl & DeLuca 1973, A v io li & Haddad 1973).A andra sidan har in v i t r o s tu d ie r (Shain 1972, Rasmussen e t a l. 1972) av iso lerade n ju r tu b u li v is a t a t t parathormonet har en stimulerande e ffe k t på 1-hydroxylasenzymet, som är nödvändigt fö r a t t överföra 25 -hyd roxyko leka lc ife ro l t i l l1 .2 5 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l. Denna transform ering av v itam in D ökade akut v id parathyreoidektom i på unga rå t to r

56

(Lark ins e t a l . 1973). E n lig t en annan undersökning förekom en sänkt h a lt av 1 ,25 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l i plasma, men en s e le k tiv ackumulering av metaboliten i tarmmukosa hos thyreoparathyreoidektomerade unga rå t to r , substituerade med L -th y ro x in och givna kalcium- f a t t ig kost (Favus e t a l . 1974). På en del h å ll anses "parathormonet in te var något e s s e n t ie l lt hormon v id produktionen av 1 ,2 5 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l" (Galante e t a l . 1973). Det råder således ko n tro v e rs ie lla meningar om parathyreoideas r o l l v id syntesen av 1 ,25-dihydroxy- k o le k a lc ife ro l i njuren och därmed den verksamma metab o lite n , som s ty r den ak tiva resorptionen av kalcium i övre delen av tunntarmen.

Våra kalciummetaboliska data i k o r t t id s - och lå n g tid s serierna ( I I och IV) tyder in te på någon d ire k t reglerande e ffe k t av parathyreoidea på v itam in D metabolismen. Nylig e n u tfö rda s tu d ie r i v å rt laboratorium (Larsson, Ahlgren & Lorentzon, kommande p u b lika tio n ) av s e le k t iv t parathyreo id- ektomerade, v ita m in -D -b r is t r å t to r med o lik a kostn ivåer(+Ca oc h -Ca) av kalcium i lån g tid s fö rsö k v is a r , a t t e f te r

3det H -25-hyd roxyko leka lc ife ro l t i l l f ö r t s in travenöst fö rde las 3H-1, 2 5 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l i plasma, n jure och tarmmukosa u t try c k t i # av den givna dosen e n lig t fö ljande vid normal resp. låg ka lc ium d ie t:

Grupp Plasma Njure Tarmmukosa+Ca 6,5# 12,2# 2,0#-Ca 6,5# 20,3# 5,6#PTE +Ca 11,0# 21,5# 7,8#PTE -Ca 10,5# 20,7# 8,2#PTEn +Ca 8,0# 18,5# 6,3#

Dessa re s u lta t v is a r k la r t a t t 1 ,25 -d ihyd roxyko leka lc i- fe ro l v id ka lc iu m b ris t syn te tise ras i njuren i l ik a e l le r

57

högre grad hos parathyreoidektomerade d ju r jäm fört med hos in ta k ta d ju r . En ökad h a lt av 1 ,25-dihydroxykole- k a lc ife ro l förekommer även i plasma och tarmmukosa hos PTE d ju ren . Resultaten s ty rke r d ä rfö r våra t id ig a re s lu ts a ts e r grundade på kalciummetaboliska data ( I I och IV) a t t parathyreoideae in te d ire k t re g le ra r metabolismen av v itam in D v id adaptationen t i l l lå g t ka lc ium in tag .

Föreliggande arbete v is a r således a t t de fys io lo g iska mekanismer v i lk a åstadkommer adaptationen t i l l lå g t kalcium intag reg leras prim ärt av dels parathyreoideae dels v itam in D. Insöndringen av såväl parathormon som 1 ,2 5 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l synes stim uleras d ire k t av sänkt e l le r subnormal plasmakalcium n ivå . Den ökade para t- hormoninsöndringen synes p rim ärt leda t i l l ökad m ob ilise ring av kalcium från s k e le tte t med resulterande osteoporos samt t i l l ökad å terabsorp tion av kalcium i n ju r tu b u li, medan den ökade syntesen av 1,2 5 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l p rim ärt re s u lte ra r i ökad absorption av kalcium i tarmen. Vid adaptationen utgör sålunda parathyreoideae v id sidan av v itam in D en p rim ärt reglerande fa k to r v ilk e n dock e j d ire k t påverkar metabolismen av v itam in D. Kalcium måste fö l ja k t l ig e n m obiliseras från s k e le tte t på bekostnad av benvävnaden. 1 ,2 5 -d ih yd ro xyko le ka lc ife ro l synes e j kunna åstadkomma t i l l r ä c k l ig resorp tion av benkalcium v id frå n varo av parathyreoideae.

58

G E N E R A L S U M M A R Y

1 • A sta te o f v e r if ie d hypoparathyroidism (plasma calcium <14.1 mEq/l) was induced in 86 per cent o f a l l select iv e ly parathyroidectomized animals kept on a normal calcium intake and in 100 per cent in those kept on a low calcium d ie t . This figu res is greater than th a t reported in e a r l ie r s tud ies .

2. In the short-term in v e s tig a tio n , a norm alization o f plasma calcium (> 4 .1 mEq/l) was noted in 17 per cent o f the PTE animals fed the normal calcium d ie t , while the calcium d e fic ie n t PTE animals d id not normalize th e ir plasma calcium. In the long-term in v e s tig a tio n , another 40 per cent o f the PTE animals on a normal calcium d ie t normalized th e ir plasma calcium and 10 per cent o f the calcium d e fic ie n t animals. With a technique o f in t r a v i t a l s ta in in g no abberrant parathy ro id tissue was found in neck region or mediastinum. However, w ith th is procedure a negative re s u lt does not exclude the p o s s ib i l i ty o f d if fu s e ly d is tr ib u te d func tion ing parathyro id tissu e , causing a norm alization o f plasma calcium. Only 2 remaining parathyro id glands were found in tram ura l in the th y ro id gland in the whole in ve s tig a tio n in both cases in the short-term se ries .

3. No noteworthy h is to lo g ic a l changes were seen in the thy ro id gland and the adrenal cortex a fte r se le c tive parathyroidectomy at the two leve ls o f calcium in take .

4. In both se ries , the e ffe c t o f parathyroidectomy was influenced by the d ie ta ry calcium le v e l. In the hypo-

59

calcémie PTE animals, a low calcium d ie t gave a lower plasma calcium concentration compared to tha t o f the animals kept on a normal calcium d ie t . S e lective parathyroidectomy resu lted in these animals in an in a b i l i t y o f adaptation, i . e . in a b i l i t y to normalize th e ir plasma calcium .

5. In in ta c t animals, the low calcium d ie t resu lted in progressive osteoporosis. While in the short-term in ve s tig a tio n minor osteoporo tic bone changes were seen, the bone changes observed in the long-term in ve s tig a tio n represented a s ta te o f pronounced osteoporosis.

6. PTE animals having a permanently reduced plasma calcium le v e l d id not show any reduction o f th e ir bone mass. In other words, se le c tive parathyroidectomy thus protected these animals from the occurrence o f calcium de fic iency osteoporosis which would have occurred otherw ise. On a normal calcium in take , se le c tive parathyroidectomy gave a s l ig h t ly increased bone mass, due to reduced bone reso rp tion in the presence o f a normal calcium accre tion ra te . Both a t the low and normal le v e l o f calcium in take , the PTE animals which showed a normalized plasma calcium le v e l were comparable to th e ir in ta c t con tro ls concerning both th e ir calcium metabolism and bone tis su e . This fin d in g was consis ten t w ith a renewed parathyro id a c t iv i t y probably from abberrant parathyro id tis s u e . Compared to the short-te rm se ries , the bone changes were genera lly more pronounced in the long-term series and thus progressive w ithou t signs o f eventual r e v e r s ib i l i t y .

7. Morphometrie analys is o f m icroradiographs o f standardized undeca lc ified bone sections was fund to be a more sens itive method fo r re g is tra t io n o f the bone mass than q u an tita t iv e analys is o f the m ineral contents o f the whole t ib ia .

60

8. Se lective parathyroidectomy was found not to in fluence the adaptory increase in the in te s t in a l net absorption o f calcium induced by a reduced calcium in take . The obtained metabolic data showed, in fa c t, an increased calcium absorption in the calcium d e fic ie n t PTE animals. These find ings ind ica te in d ire c t ly th a t the parathyro ids do not regulate d ire c t ly the vitam in D-regulated in te s t in a l calcium absorption during the adaptation to a low calcium in ta ke . The in te s t in a l absorption o f inorgan ic phosphate was found to be re la ted to the d ie ta ry calcium le v e l. There wasa good co rre la tio n between the in te s t in a l net absorption o f inorgan ic phosphate and th a t o f calcium .

9. In both experimental se ries , the calcium and phosphate leve ls in plasma and urine gave in d ire c t evidence o f an increased parathyro id a c t iv i t y among the calcium d e fic ie n t in ta c t animals. At a low calcium in take , se lec tive parathyroidectomy, resu lted in increased phosphate and reduced calcium le ve ls in plasma due to the s ta te o f hypoparathyroidism induced in these animals. In sp ite o f th is , the hypocalcémie PTE animals on a low d ie ta ry calcium had a high u rin a ry excre tion o f inorganic phosphate probably secondary to an increased clearanceo f phosphate in the kidneys owing to the hyperphosphatemia.

10. The magnesium metabolism did not show any remarkable in fluences on the reported fin d in g s regarding the calcium and phosphate metabolism.

11. The reported fin d in g s were consisten t w ith the view th a t the parathyro ids do not d ir e c t ly in fluence the metabolism o f v itam in D during the adaptation to a low calcium in ta ke . P re lim inary re s u lts from separate studies in our labo ra to ry on a s im ila r experimental model concerning the v itam in D metabolism give fu r th e r evidence fo r th is conclusion.

61

C O N C L U S I O N S

The parathyro ids are e sse n tia l, besides vitam in D, fo r the adaptation to a low calcium in take . The a c t iv i t y o f the parathyro ids which regulates the m o b iliza tion o f bone calcium at the expense o f the bone mass, besides the well-know regu la tion o f u rin a ry calcium reabsorption, is thus a very important adaptory mechanism.

The parathyro ids do not regulate d ire c t ly the metabolism o f vitam in D which is responsible fo r the adaptory increase in the in te s t in a l calcium absorption during a low calcium in take , but probably the le v e l o f plasma calcium concentration and possible also th a t o f inorganic phosphate.

62

R E F E R E N S L I S T A

A lb r ig h t, F ., Bauer, W., Ropes, M. & Aub, J .B .: Studies o f calcium and phosphorus metabolism IV . The e ffe c t o f parathyro id hormone. In : Calcium metabolism and bone. Fourman, P. & Royer, P. B lackwell s c ie n t i f ic p u b lica tio n s , p. 79, 1968.

A lb r ig h t, F. & E llsw o rth , R.: Studies on the physiology o f the parathyro id glands. I Calcium and phosphorus stud ies on a case o f id io p a th ic hypoparathyroidism. In : Calcium metabolism and bone. Fourman, P. & Royer, P. B lackwell s c ie n t i f ic p u b lica tio n s , p. 79, 1968.

A lb r ig h t, F. & R e ifenste in , E.C.: The parathyro id glands and m etabolic bone disease. W illiam s & W ilkings Co., Ba ltim ore, p. 393, 1948.

A v io l i , L.V . & Haddad, J .G .: Progress in endocrinology and metabolism. Vitamin D: cu rren t concepts. Metabolism, 22:507-531, No. 3, 1973.

Bauer, G.C.H., Carlsson, A. & L in d q u is t, B.: Evaluation o f accre tion , reso rp tion , and exchange reactions in the ske le ton. Kungl. fy s io g ra fis k a sä llskape t i Lund fö rhand l. 25:1, No. 1, 1955.

Bauer, G.C.H., Carlsson, A. & L in d q u is t, B .: Use o f isotopes in c l in ic a l studies o f ske le ta l metabolism. I : F e llin g e r, K. & V e tte r, H. (e d s .): Radioaktive Isotope in K lin ik und Forschung. 1:25, 1958.

Bhandarkar, S.D. & Nordin, B.E.C.: E ffe c t o f low - calcium d ie t on u rin a ry calcium in osteoporosis. B r i t , med. J . 1 :145, 1962.

Bloom, W., Nalbanolov, A.W. & Bloom, M.A.: Parathyroidenlargement in lay ing hens on a calcium - d e fic ie n t d ie t . C lin . Orthop. 17:206, 1960.

Bohr, H.: On the calcium metabolism and growth ra te o f ra ts .Calc. T iss . Res. 2, Suppl., abs trac t No. 68, 1968.

Borie , A .B ., Keutman, H.T. & Neuman, W.F.: Role o f parath y ro id hormone in phosphate transport a cross ra t duodenum. Amer. J . P hys io l. 204: 705-9, Apr.1963.

63

Boyle, J .

B ro lin , S

Brown, R.

Bush, E.T

Casewell,

Chalkley,

C lark, J .

C lark, J .

C la rk, J .

Cramer, C

Cramer, C

Dent, C.E

T .: Control o f 25 -hydroxycho leca lc ife ro l metabolism by parathyro id glands. Proc. N a tl.Acad. S c i. U.S.A. 69:1673-6, J u l. 1972.

•E .: A study o f the s tru c tu ra l and hormonal reactions o f the p itu a ry body o f ra ts exposed to co ld . Acta Anat. Suppl. I l l , 1945.

W., Krook, L . & Pond, W.G.: A troph ic r h in i t is in swine. E tio logy , pathogenesis and prophylax is . C orne ll Vet. 54: Suppl. 1, 1966.

• : General a p p lic a b il i ty o f the channels ra t io method o f measuring l iq u id s c in t i l la t io n counting e ff ic ie n c y s . Anal Chem. 35:1024-1029, 1963.

M.W. & Fennell, R.H.: Supernumerary parathyro id s truc tu res in the neck and thymus o f pa ra thyro id - ectomized ra ts and th e ir re la tio n sh ip to recovery from hypocalcaemia. B r i t . J . Exp. Path. 51:197- -202, Apr. 1970.

H.W.: Metod fo r the q u a n tita tiv e morphologic analys is o f t is s u e . J . Nat. Cane. 4:47, 1943.

& Smith, M.R.: E ffe c ts o f parathyroidectomy and hydrocortison on the in te s t in a l absorption o f calcium and phosphate. Endocrinology 74:421-428,1964.

& Rivera-Cordero, F .: E ffe c t o f parathyro id function on absorption and excre tion o f calcium, magnesium and phosphate by ra ts . Endocrinology 88:302-8, Feb. 1971.

& R ivera-Cordero, F .: E ffec ts o f endogenous parath y ro id hormone on calcium, magnesium and phosphate metabolism in ra ts . Endocrinology 92 (1 ):62-71 ,1973.

•F ., Suiker, A.P. & Copp, D.H.: Parathyroid in fluence on calcium and phosphorus absorption by the gu t.In Greep, R.O., and Talmage, R.V. (E ds .). The Parath y ro id s , Thomas, S p r in g fie ld , p. 158, 1961.

•F .: P a rtic ip a tio n o f parathyro id glands in co n tro l o f calcium absorption in dogs. Endocrinology 72: 192-6, 1963.

• & Watson, L .: Osteoporosis. Postgrad, med. J .Suppl. 42:583-608, 1966.

64

Dowdle, E .B., Schächter, D. & Schenker, H.: Requirement fo r vitam in D fo r the active trànsport o f calcium by the in te s tin e . Amer. J . P hysio l.198:269-74, Feb. 1960.

Eggum, B.O. & Möllegaard Hansen, K .E .: Foderblandninger t i l la b o ra to r ie d y r. Nordisk Veterinaerm edicin, 19:592-597, 1967.

Eisenberg, E.: E ffec ts o f serum calcium le v e l and parath y ro id ex trac ts on phosphate and calcium excre tion in hypoparathyroid p a tie n ts . J . C lin . In ve s t. 44:942-6, 1965.

El-Maraghi, N.R.H., P la tt , B.S. & Stewart, R .J.C .: The e ffe c t o f the in te ra c tio n o f d ie ta ry p ro te in and calcium on the growth and maintenance o f the bones o f young, adu lt and aged ra ts . B r i t .J . N utr. 19:491, 1965.

E ngfe ld t, B.: Studies on pa ra thyro ida l function in rela t io n to hormonal in fluences and d ie te t ic cond itions . Acta Endocr. Suppl. No. 6, 1950.

Favus, M .J., W alling , M.W. & Kimberg, D.V.: E ffec ts o fd ie ta ry calcium re s tr ic t io n and chronic thyro - parathyroidectomy on the metabolism o f ^H-25- -hydroxyvitam in Do and the ac tive transport o f calcium by ra t in te s t in e . J . C lin . In ves t. 53: 1139-1148, 1974.

Fraser, R.: The problem o f osteoporosis. J . Bone J t Surg. 44-B:485, 1962.

Fraser, D.R. & Kodicek, E.: Regulation o f 25-hydroxychole- ca lc ife ro l-1 -h yd ro xy la se a c t iv i t y in kidney by parathyro id hormone. Nature (New B io l. ) , 241 (110): 163-1 66, 1973.

F rost, H.M.: Osteoporoses: The ir nature and pathogenesis. J . Mich. med. Soc. 3:278, 1963.

Garabedian, M., H o lick, M.F., DeLuca, H.F. & Boyle, I . T .: C ontro l o f 25 -hyd roxycho leca lc ife ro l metabolism by parathyro id glands. Proc. N a tl. Acad. S c i. U.S.A. 69:1673-6, J u l. 1972.

Gershon-Cohen, J . , Mac Clendon, J .F ., Jowsey, J . & Foster, W.C.: Osteoporosis produced and cured in ra ts by low- and h igh- calcium d ie ts . Radiology 78:251,1962.

65

G i l l , J.R

Greenwald

Harrison,

Harrison,

Harrison,

Henry, K.Î

Hironaka,

Hodge, H.(

H o lick , M,

Johansson,

Jones, K .f

. , B e ll, N.H. & B a rtte r, F.C .: E ffe c t o f parath y ro id e x tra c t on magnesium excre tion in man.J . Appi. P hysio l. 22:136-138, Jan. 1967.

, I . & Gross, J . : The e ffe c ts o f the adm in istratio n o f a potent parathyro id e x tra c t upon excretio n o f n itrogen , phosphorus, calcium and magnesium w ith some remarks on the s o lu b i l i t y o f calcium phosphate in serum and on the pathogenesis o f te tany . Calcium metabolism and bone. (Fourman, P. & Royer, P.)« B lackwell s c ie n t i f ic pub lica tions p. 79, 1968.

H.E., Harrison,H .C. & Park, E .A.: Vitamin D and c it ra te metabolism: e ffe c t o f v itam in D in ra ts fed d ie ts adequate in both calcium and phosphorus. Am. J . P hys io l. 192:432-436, 1958.

M. & Fraser, R.: Bone s truc tu re and metabolism in ca lc iu m -d e fic ie n t ra ts . J . Endocr. 21:197, 1960.

H.E. & H arrison, H.C.: In te s t in a l tran sp ort o f phosphate: action o f v itam in D, calcium and potassium. Amer. J . P h ys io l., 201:1007-12, Dec. 1961 .

A* & Kon, S.K .: The re la tio n s h ip between calcium re te n tio n and body stores o f calcium in the ra t: E ffe c t o f age and o f v itam in D. B r i t . J . N utr. 7: 147-159, 1953.

R., Draper, H.H. & K a s te lic , J . : P hys io log ica l aspects o f aging. I I I . The in fluence o f aging on calcium metabolism in ra ts . J . N utr. 71:356-360, 1960.

Imi Some achievements and problems in studying the s o lu b i l i t y o f the m ineral o f the hard tissu e s . Ann. New York Acad. S c i. 60:661-9, 1955.

►F., Schnoes, H.K. & DeLuca, H .F.: Id e n t if ic a t io n o f 1 , 25 -d ih yd ro xych o leca lc ife ro l, a form o f v itam in Do m e ta b o lica lly ac tive in the in te s t in e . Proc. Nat. Acad. S c i. U.S.A. 68:803-804, 1971.

H. & Segerström, A .: The e ffe c t o f pa ra thyro id ectomy on the g a s tro in te s t in a l p ropuls ive m o b ility in the ra t . Acta C h ir. Scand. 138:397-407, 1972.

I. & Fourman, P.: E ffe c ts o f in fus ions o f magnesium and o f calcium in parathyro id in s u ff ic ie n c y . C lin . S c i. 30:139-150, Feb. 1966.

66

Jowsey,

Jowsey,

Kenny, D

Kimberg,

Kleeman,

Krook, L

La rk ins ,

Larsson,

Larsson,

Larsson,

Lutwak,

• & Gershon-Cohen, J . : E ffe c t o f d ie ta ry calcium leve ls on production and reversa l o f experimental osteoporosis in ca ts . Proc. Soc. Exp. B io l. Med. 116:437-41, Jun. 1964.

• & Raisz, L .G .: Experimental osteoporosis and parathyro id a c t iv i t y . Endocrinology 82:384-96,Feb. 1968.

•D.: Functional evidence fo r the presence o f accessory parathyro id tissue in ra ts . Acta endocr. (Kbh.) Suppl. 51, p. 485, 1960.

D.V., Schächter, D., Schenker, H.: Active transport o f Ca by in te s tin e ; e ffe c ts o f d ie ta ry Ca. Amer.J . P hys io l. 200:1256-62, 1960.

C.R., Bernste in, D., Rockney, R., Dowling, J .T . & Maxwell, M.H.: Studies on the rénal clearance o f d if fu s ib le calcium and the ro le o f the parathyro id glands in i t s re g u la tio n . Yale J . B io l. Medo 34: 1-30, Aug. 1961 .

, B a rre tt, R .B., Usui Kazuya & Wolke, R.E.: N u tr it io n a l secondary hyperparathyroidism in the ca t. C orne ll Vet. 53:224, 1963.

R.G., Colston, K#W., Galante, L .S ., Mac Auley, S .J ., Evans, I.M .A . & Mac In ty re , I . : Regulation o f v itam in -D metabolism w ithou t parathyro id hormone. Lancet i i : 289-291, 1973.

S .-E .: On the development o f osteoporosis. Experimental studies in the adu lt r a t . Acta Orthop.Scand. Suppl. No. 120, 1969.

S .-E . & Ve jlens, L .: The glykosaminoglycans o f compact bone tissue in experimental osteoporosis induced by prednisolone treatment o f oophorectomized ra ts or by calcium re s t r ic t io n . Acta Orthop. Scand. Suppl. No. 120, 1969.

S .-E ., Ahlgren, 0 . & Lorentzon, R.: Vitam in D- metabolism in a du lt in ta c t and s e le c t iv e ly para- thyroidectom ized ra ts a t low and normal calcium in ta ke . To be published.

•: High d ie ta ry calcium and osteoporosis. In :Dynamic stud ies o f metabolic bone disease, p. 87. Eds. O.H. Pearson and G.F. J o p lin . F.A. Davis Company, P h ilade lph ia , 1964.

67

Mac Clendon, J .F . & B lauste in , A .: Reversal o f osteoporosis in la c ta tin g female ra ts by tr ic a lc iu m phosphate. Nature (Lond.) 2:95, 1965.

Malm, O .J.: Calcium requirement and adaptation in adu lt men. Scand. J . c l in . Lab. Inves t. 10: Suppl.36, 1958.

M yrtle , J .F . & Norman, A.W.: Vitamin D: A c h o le c a lc ife ro l m etabolite h igh ly ac tive in promoting in te s t in a l calcium tra n sp o rt. Science 171:79-82, Jan. 1971.

Neuman, W.F. & Neuman, M.V.: Chemical Dynamics o f BoneM inera l. U n ive rs ity o f Chicago Press, Chicago,1958.

Nicolaysen, R., Eeg-Larsen, N. & Malm, O .J.: Physiologyof calcium metabolism. P hysio l. Rev. 33:424-444, 1953.

Nordin, B.E.C.: Osteomalacia, osteoporosis and calcium d e fic ie n cy . C lin . Orthop. 17:235, I960.

Nordin, B.E.C.: The pathogenesis o f osteoporosis. Lancet, i : 1011 , 1961.

Nordin, B.E.C.: Calcium balance and calcium requirement in sp ina l osteoporosis. Amer. J . c l in . N utr.10:384, 1962.

Nordin, B.E.C., D allas, I . , Mac Gregor, J . & Smith, D.A.:The pathogenesis o f osteoporosis. In :l'0 s té o p o ro se , p. 216, Ed. D .J. Hioco. Masson & Cie, P aris , 1964.

Nordin, B.E.C. & Smith, D.A.: D iagnostic procedures ind isorders o f calcium metabolism. Churchill,London,1965.

Omdahl, J .L . & DeLuca, H.F.: Regulation o f v itam in D metabolism and fu n c tio n . P hys io l. Reviews 53:327- -372, 1973.

Raisz, L.G. & Niemann, I . : E ffe c t o f phosphate, calcium and magnesium on bone resorp tion and hormonal responses in tissue c u ltu re . Endocrinology 85:446, 1969.

Raisz, L.G ., Trummel, C .L ., H o lick , M.F. & DeLuca, H.F.:1 ,2 5 -d ih yd ro xycho le ca lc ife ro l: a potent s tim u la to r o f bone resorp tion in tissue c u ltu re . Science 175:768-769, 18 Feb. 1972.

68

Ramberg, 1

Rasmussen

Rasmussen

Rasmussen

Rasmussen

Reynolds,

Robinson,

Rose, G.A,

Rosen, I.E

S a v ille , F

S co tt, P .F

C.F., Mayer, G.P., J r . , K ronfe ld , D.S.,Aurbach, G.D., Sherwood, L.M. & P o tts, J .T .,J r . : Plasma calcium and parathyro id hormone responses to EDTA in fus ions in the cow. Am.J . P hys io l. 213:878-882, 1969.

, H.: The in fluence o f parathyro id function upon the transport o f calcium in iso la te d sacs o f ra t small in te s t in e . Endocrinology 65:517- -519, Sept. 1959.

, H., DeLuca, H., Arnaud, C., Hawker, C., S te id ingk,H.V.: The re la tio n s h ip between vitam in D and parathyro id hormone. J . c l in . In ve s t. 42:1940-6,1963.

, H., Anast, C. & Arnaud, C.: T hyroca lc iton in ,EGTA, and u rin a ry e le c tro ly te exc re tion . J . C lin . In ve s t. 46:746-752, 1967.

, H., Wong, M., B ik le , D. & Goodman, D.B.P.:Hormonal co n tro l o f the renal conversion o f 25 -hyd roxycho leca lc ife ro l to 1 ,25-dihydroxy- c h o le c a lc ife ro l. J . C lin . In ve s t. 51:2502-4,1972.

J .J . , H o lick , M.F. & DeLuca, H .F.: The ro le o f v itam in D m etabolites in bone re so rp tio n . Calc.T iss . Res. 12:295-301, 1973.

R.A. & E l l i o t t , S .R.: The water content o f bone.I . The mass o f water, inorgan ic c ry s ta ls , organic m g trix , and "C02 space" components in a u n it volyme o f dog bone. J . Bone J t Surg. 39-A:167- -187, 1957.

. : Some thoughts on osteoporosis and osteomalacia. S c i. Bases Med. ann. Rev. p. 252, 1967.

Bohnen, D.R. & W alfish, P.G.: The use o f to lu id in e blue in lo ca tin g abnormal parathyro id tissue a t opera tion . CMA J . 110:393-396, 1974.

>.D. & Krook, L .: G ravim etric and iso to p ie studies in n u tr i t io n a l hyperparathyroidism in beagles. Proceedings o f the S ixth Symposium on C a lc ifie d T issues. Calc. T iss . Res. Suppl. 2:24-24b, 1968.

>., Greaves, J .P . & S co tt, M.G.: N u tr it io n o f the ca t. 4. Calcium and iod ine de fic ie n cy on a meat d ie t . B r i t . J . N utr. 15:35, 1961.

69

Sevastikoglou, J .A . & Larsson, S .-E .: Osteoporosis andparathyro id glands. I . The e ffe c t o f prolonged calcium de fic iency on the parathyro ids o f the adu lt r a t . C lin . Orthop. 85:163-70, 1972.

Shah, B.G. & Draper, H.H.: Depression o f calcium absorption in parathyroidectomized ra ts . Amer. J . P hysio l. 211:963-6, Oct. 1966.

Smith, R.W., J r & Frame, B.: Concurrent a x ia l and appendicu la r osteoporosis: I t s re la t io n to calcium consumption. New Engl. J . Med. 273:73, 1965.

Shain, S .A.: The in v i t r o metabolism o f 25-hydroxychole- c a lc ife ro l to 1 ,25 -d ihyd roxycho leca lc ife ro l by chick renal tubules: E ffe c t o f actinomycin D, puromycin, calcium and parathyro id hormone.J . B io l. Chem. 247: 4404-4413, 1972.

S ta u ffe r, M., Baylink, D., Wergedal, J . & Rich, C*:Decreased bone form ation, m in e ra lisa tio n , and enhanced resorp tion in ca lc iu m -d e fic ie n t ra ts .Am. J . P hys io l. 225:269-276.

Talmage, R.V. & E l l i o t t , J .R .: In fluence o f parathyro ids on in te s t in a l absorption o f radiocalcium and rad ios tron tium . Federation Proc. 17:160, 1958.

Talmage, R.V., W hitehurst, L .A . & Andersson, J .J .B .: E ffe c t o f c a lc ito n in and calcium in fu s ion on plasma phosphate. Endocrinology 92:792-798, 1973.

Thompson, D.D. & H ia tt , H.H.: E ffe c ts o f phosphate loadingand dep le tion on the renal excre tion and reabsorptio n o f inorgan ic phosphate. J . C lin . In ve s t. 36:566-72, 1957.

Toverud, S.U.: Parathyroid e ffe c t on in te s t in d l absorption o f calcium and on secre tion o f calcium w ith d ig e s tive ju ices in v itam in D -d e fic ie n t ra ts .Acta P hys io l. Scand. Suppl. 234:1-31, 19640

T ro tte r , M., Broman, G.E. & Peterson, R.R.: D ensities o f bones o f white and negro skele tons. J . Bone J t Surg. 42A:50, 1960.

Thasjan, A.H. J r . : E ffec ts o f parathyroidectomy and cautery o f the th y ro id gland on the plasma calcium le v e l o f ra ts w ith autotransplanted parathyro id glands. Endocrinology 78:1144, 1966.

70

U r is t , M.

Wasserman

Whedon, G

W il l is , J

W inter, M

!•: Observations bearing on the problem of osteoporosis. In : Bone as a tis su e . Eds. K. Rohdahl, J .T . Nicholson & E.M. Brown, J r . , p. 18. Me G raw -H ill Book Co., In c ., New York, 1960.

R.H. & Cornar, C .L .: The parathyro ids and the in te s t in a l absorption o f calcium, strontium and phosphate ions in the ra t . Endocrinology 69:1074-9, J u l. 1961.

W.: E ffec ts o f high calcium intake on bones, blood and s o ft tis su e . R elationship o f calcium intake to balance in osteoporosis. Fed. Proc. 18:1112, 1959.

B.: Determinations o f calcium and magnesium in urine by atomic absorption spectroscopy. Anal. Chem. 33:556-559, 1961.

, Morava, E., Simon, G. & Sós, J . : The ro le o f the parathyro id glands in the absorption o f calcium from the small in te s tin e . J . Endocr. 47:65-72, May, 1970.

C ALCIUMDEFICIENC Y- OSTEOPOROSIS The Role of the...

Documents

Transcript of C ALCIUMDEFICIENC Y- OSTEOPOROSIS The Role of the...