MBD je často důsledkem špatné výživy a/nebo špatných chovatelských postupů (nedostatečné UV-B a teplo) a lze mu zcela předcházet. Pokud není zvládnuta, může v závažných případech dojít k úhynu. Stav je ve všech případech vyvolán buď nedostatečným nebo nadměrným množstvím vitaminu D3, vápníku a fosforu v potravě a/nebo nepřiměřenou hladinou parathormonu nebo vylučováním kalcitoninu v důsledku špatné funkce štítné žlázy nebo příštítných tělísek, nebo nedostatečným vystavením UV-B záření. Mezi vitamínem D3, UV-B zářením, vápníkem a fosforem v těle existuje komplexní vztah, který je nezbytný pro homeostázu vápníku a prevenci MBD.
– Homeostáza vápníku
Vápník je v těle esenciální iont, který je zodpovědný za velké množství důležitých fyziologických procesů. Koncentrace vápníku jsou udržovány ledvinami, střevním traktem a kostmi. Vitamin D3 napomáhá vstřebávání vápníku ze střev a je také zodpovědný za zprostředkování resorpce vápníku z kostry. Kosti představují velkou zásobárnu vápníku, ve které je uloženo 99 % vápníku v těle. Zbývající 1 % tvoří vápník v plazmě, což je vápník volně se vyskytující v krevním řečišti. Tělo se snaží udržovat určitou hladinu plazmatického vápníku dostupného v krevním řečišti, aby mohl být vápník okamžitě využit pro důležité fyziologické procesy.
Pokud hladina plazmatického vápníku klesne, příštítná tělíska vylučují hormon zvaný parathormon (PTH), který stimuluje ledviny k produkci enzymu nezbytného pro syntézu vitaminu D3, čímž zlepšuje rychlost vstřebávání vápníku ze střeva a také snižuje koncentraci fosfátů, aby se zabránilo hypokalcémii (nedostatku vápníku). Další hormon zvaný kalcitonin (CT) je produkován štítnou žlázou a má opačné účinky než PTH tím, že zabraňuje resorpci vápníku z kostí do krevního oběhu, aby se zabránilo hyperkalcémii (nadbytku vápníku).
Při dlouhodobém nedostatku nebo nadbytku vápníku ve stravě může dojít k překročení schopnosti zvířat udržovat správnou homeostázu vápníku, což vede k MBD.
– Rovnováha vápníku a fosforu
Kromě zajištění vhodného množství vápníku v potravě plazů je třeba si uvědomit, že stejně důležitým minerálem je fosfor, který je schopen ovlivnit biologickou dostupnost vápníku. I když je v potravě zvířete zajištěno dostatečné množství vápníku, může se u zvířete vyvinout nedostatek vápníku, pokud je mu podáváno nadměrné množství fosforu. Důvodem je to, že fosfor se váže s volným vápníkem a vytváří nerozpustnou sůl, která se ukládá ve vápenatých tkáních těla, čímž snižuje množství využitelného vápníku. Je důležité brát v úvahu interakce mezi minerálními látkami v krmivu, aby se předešlo náhodnému vzniku nedostatku vápníku v důsledku podávání fosforu v množství větším, než je nutné pro normální růst. Poměr Ca:P pro plazy se často uvádí v poměru 2:1. Pokud by se tento poměr změnil nadměrným nebo nedostatečným podáváním fosforu v poměru k vápníku, tělo by reagovalo ve snaze obnovit tento pevný poměr. Například nadměrné množství fosforu by vedlo k odstranění vápníku z krevní plazmy a kalcifikovaných tkání (zejména kostí), aby byl zachován správný poměr obou minerálů bez ohledu na celkové množství přijatého vápníku. Jakmile dojde k výrazné nerovnováze vápníku a fosforu, aktivuje se příštítná tělíska, která způsobí odstranění vápníku uloženého v kostech, což vede ke zvýšení jeho hladiny v krevní plazmě, která se nakonec ztratí močí, což vyvolá MBD. Vápník a fosfor jsou velmi důležité minerální látky ve výživě plazů, ale mnoho krmiv v zajetí stále není dostatečně vyváženo, aby bylo dosaženo optimálního růstu a zdravé kostry.
K nedostatku a nadbytku vápníku může docházet z mnoha různých důvodů, například některá krmiva obsahují šťavelany, které se vážou na vápník v potravě a brání jeho vstřebávání ve střevě. Mezi tyto potraviny patří: špenát, zelí, hrách, brambory a zelená řepa, které jsou občas v nadměrném množství podávány býložravým a všežravým druhům plazů. Kromě toho jiné potraviny obsahují velmi málo vápníku, např. celer, okurky a hlávkový salát, a proto by se měly býložravým plazům podávat střídmě. V případě masožravých plazů má krmný hmyz obecně velmi nízký obsah vápníku a naopak vysoký obsah fosforu. Z tohoto důvodu je nutné živou kořist doplňovat a “zatěžovat střeva”. Krmení masem bez kostí rovněž přispívá k nutriční nerovnováze. Nadměrné množství fosforu může být problémem, protože způsobuje tvorbu nerozpustného fosforečnanu vápenatého, který snižuje hladinu využitelného vápníku.
Zdůrazňuje se, že problémy způsobuje nedostatečné množství vápníku, ale je důležité si uvědomit, že i jeho nadbytek může způsobit vlastní problémy. Nadbytek vápníku může vést k tvorbě ledvinových kamenů, které mohou vyvolat nevolnost a nevolnost spolu s bolestmi břicha a nástupem renální hypertenze, také akutní pankreatitidu, svalovou slabost, únavu a srdeční poruchy. Mezi příčiny patří hypertyreóza a hyperparatyreóza, které vedou k nadměrné aktivaci vitaminu D3 a nadměrnému vstřebávání vápníku trávicím traktem, stejně jako nadměrná resorpce kostí a zhoubné nádory způsobující nadměrnou sekreci PTH.
– Vitamin D3 a ultrafialové osvětlení
Vitamin D3 lze získat buď ze stravy, nebo se vytváří v kůži po vystavení ultrafialovému osvětlení. Chemická sloučenina zvaná provitamin D3 podléhá v kůži fotochemické přeměně iniciované UV-B zářením na pre-vitamin D3, který je následně tepelně izomerizován na vitamin D3. Bez ohledu na to, zda byl vitamin D3 získán z kůže nebo z trávicího traktu, zůstává biologicky neaktivní až do své přeměny dvěma biochemickými změnami, které probíhají v játrech a následně v ledvinách. Je důležité poznamenat, že k získání dostatečného množství D3 pro homeostázu vápníku se používá řada druhově specifických strategií. Špatná funkce ledvin nebo jater by mohla tento proces narušit, což by v konečném důsledku vedlo k nedostatku vápníku.
Reptilové obývají různorodé niky a vyvinuli řadu adaptací pro získávání vitaminu D3, ať už ze zdrojů potravy nebo UV-B záření. Mnoho druhů se při získávání dostatečného množství vitaminu D3 může zcela spoléhat na fotobiosyntézu, některé jsou závislé na potravních zdrojích a jiné na kombinaci. Naopak některé druhy nemusí k optimálnímu fungování potřebovat téměř žádný vitamin D3.
Mnoho běžně chovaných plazů pochází z oblastí s vysokou intenzitou UV-B záření po většinu dní v roce a vyvinuly by si mechanismy, aby toho mohly využít bez ohledu na to, zda jsou přirozeně denní nebo noční, zejména pokud jsou zdroje D3 z potravy vzácné. Jedním z takových druhů je například leguán zelený (Iguana iguana), který nemá schopnost syntetizovat vitamin D3 v těle z potravních zdrojů. Je to proto, že jeho přirozená strava se skládá převážně z rostlin, které sice mají vysoký obsah vitaminu D2, ale ten se obvykle nehydroxyluje do využitelné formy. Z tohoto důvodu je pro správný metabolismus vápníku nezbytné UV-B světlo. Perorální suplementace D3 nemusí být pro prevenci MBD vždy dostatečná.
Chovatelé plazů se často domnívají, že UV-B záření potřebují pouze denní druhy. Zdá se však, že noční druhy mají citlivější mechanismus fotobiosyntézy D3 vzhledem k omezené době expozice. To je umožněno vývojem tenčí kůže a snížením pigmentace, což umožňuje absorbovat větší množství UV-B záření. V různých studiích porovnávajících účinnost UV-B na syntézu D3 mezi nočními a denními plazy se ukázalo, že druhy, které jsou přirozeně vystaveny menšímu množství UV-B (tj. noční nebo krepuskulární druhy), vykazují největší míru přeměny, zatímco druhy, které jsou přirozeně vystaveny největší míře slunečního záření (tj. denní druhy), mají nejpomalejší míru přeměny, což znamená, že noční druhy mohou mít prospěch i z velmi nízké úrovně expozice UV-B světlu. Je třeba poznamenat, že dlouhodobé vystavení intenzivnímu UV-B záření může být potenciálně škodlivé s rizikem vzniku rakoviny a poškození rohovky nebo sítnice. Plazi však budou vyvažovat svou schopnost fotosyntézy D3 s vyhýbáním se poškození UV-B zářením. Zajímavé je, že některé druhy ještěrů (včetně F. pardalis) mají sítnici citlivou na UV-B záření, což jim umožňuje rozlišit oblasti s vysokou a nízkou intenzitou UV záření. Různé druhy vyžadují různou intenzitu UV záření v závislosti na svém přirozeném prostředí, například chameleon, který žije v lesním prostředí, by byl vystaven rozptýlené úrovni UV záření díky zvýšenému krytí listím, zatímco drak vousatý by byl vystaven intenzivnější úrovni UV záření žijící v řídkém suchém pouštním prostředí.
– Význam správného vytápění
Teplota prostředí je jedním z nejdůležitějších faktorů, které je třeba při ustájení plazů zvážit, protože má přímý vliv na rychlost všech fyziologických procesů. Teplo je nezbytné pro dostatečné trávení potravy a využití živin v potravě a také pro tvorbu vitaminu D3, protože teplota kůže je pro biosyntézu vitaminu D rozhodující. Previtamin D3 prochází v kůži izomerizací citlivou na teplotu za vzniku vitaminu D3. Proto je pro prevenci MBD důležité zajistit plazům vhodné vytápění. Jelikož jsou plazi ektotermní, musí se vyhřívat, aby si udrželi správnou tělesnou teplotu. Plazům je třeba zajistit jejich preferovanou optimální teplotní zónu (POTZ), aby si mohli udržet preferovanou tělesnou teplotu (PBT). POTZ umožňuje enzymům důležitým pro trávení a další metabolické procesy fungovat na optimální úrovni. POTZ se může měnit v závislosti na denní době a ročním období, což znamená, že změna teplotního gradientu poskytovaného plazovi v zajetí se může měnit spolu s přirozenými změnami teploty, aby zvíře fungovalo optimálně. Vytápěcí zařízení musí být řízeno termostatem a monitorováno pomocí digitálního teploměru (ideálně jeden umístěný nad chladnou stranou a druhý na teplé straně, aby bylo možné sledovat teplotní gradient a v případě potřeby jej upravit).
Existují dvě hlavní formy vytápění poskytované v zajetí, a to pomocí topení pod nádrží (UTH) a stropní lampy. Různé druhy mají vlastní strategii získávání tepla z prostředí v závislosti na své přirozené zeměpisné poloze a běžné době bdění. Heliotermy jsou živočichové, kteří přijímají teplo převážně shora (ze slunce nebo z výhřevné lampy), zatímco thigmotermy jsou živočichové, kteří přijímají teplo převážně z ohřátých povrchů (přímo ze země, z kamenů nebo jiných předmětů ohřátých sluncem nebo z UTH). Je třeba poznamenat, že zvířata lze v praxi málokdy tak snadno rozdělit do jedné nebo druhé skupiny a často v různé míře využívají kombinaci obou strategií. Poskytnutí obou forem tepla v přiměřeně velkém výběhu by proto mohlo být prospěšné v závislosti na druhu.
– Přiměřený prostor a význam dostatečné pohyblivosti
Nejenže je vhodná výživa důležitá pro podporu správné tvorby kostí (a tím i prevenci MBD), ale úroveň pohyblivosti, kterou je zvíře schopno vyjádřit, může mít také vliv na tvorbu kostí. Je to dáno tím, že kosti jsou neustále remodelovány a procházejí neustálým procesem resorpce a ukládání v reakci na fyziologické potřeby. Pokud jsou kosti vystaveny většímu mechanickému zatížení v důsledku vyšší úrovně aktivity, zvyšuje se v reakci na to ukládání kostní hmoty, což způsobuje, že kosti jsou pevnější. U osob se sedavějším zaměstnáním, tj. u osob, které nemají dostatek příležitostí k pohybu, dochází k poklesu kostní hmoty, což způsobuje jejich větší náchylnost ke zlomeninám. Plazi jsou ze své podstaty omezeni v tom, jak velkou aktivitu jsou schopni projevit vzhledem ke své ektotermní povaze. Metabolismus plazů je mnohem pomalejší než u savců, a proto musí v reakci na to šetřit energií. To však neznamená, že plazi nepotřebují dostatečný prostor pro pohyb a cvičení, dále je třeba poznamenat, že míra projevené aktivity se u jednotlivých druhů liší. Například některé druhy zaujímají k lovu přístup “sedni a čekej” a krmí se oportunisticky, aby vynaložily co nejméně energie, zatímco jiné loví aktivně. Nevhodné ustájení a krmení může vést k obezitě a vzniku syndromu ztučnělých jater, což může mít vliv na produkci vitaminu D3 a příjem vápníku. Někteří plazi jsou chováni ve výbězích, které omezují pohyb, např. v boxech RUB (Really Useful Box). Také vivária umožňují jen omezený rozsah aktivit, zpravidla jen několik obvyklých cest, protože tyto prostory jsou dlouhé, ale zpravidla nedostatečně široké. Proto musí výběh vyhovovat všem fyzickým potřebám plaza a umožňovat všechny způsoby přirozeného pohybu, například stromovité druhy vyžadují pro udržení normálního fyziologického zdraví šplhací zařízení.