MBD on usein seurausta huonosta ravitsemushoidosta ja/tai huonoista kasvatuskäytännöistä (riittämätön UV-B:n ja lämmön tarjoaminen), ja se on täysin ehkäistävissä. Jos sitä ei saada hallintaan, vakavissa tapauksissa seurauksena voi olla kuolema. Tila johtuu kaikissa tapauksissa joko ravinnon riittämättömästä tai liiallisesta D3-vitamiinin, kalsiumin ja fosforin määrästä ja/tai kilpirauhasen tai lisäkilpirauhasen huonosta toiminnasta johtuvasta lisäkilpirauhashormonin tai kalsitoniinin epätarkoituksenmukaisesta erittymisestä tai riittämättömästä UV-B-altistuksesta. D3-vitamiinin, UV-B-valon, kalsiumin ja fosforin välillä on elimistössä monimutkainen suhde, ja ne kaikki ovat välttämättömiä kalsiumin homeostaasille ja MBD:n ennaltaehkäisylle.
– Kalsiumin homeostaasi
Kalsium on elimistössä välttämätön ioni, joka on vastuussa monista tärkeistä fysiologisista prosesseista. Kalsiumpitoisuuksia ylläpitävät munuaiset, suolisto ja luut. D3-vitamiini auttaa kalsiumin imeytymistä suolistosta ja vastaa myös kalsiumin resorption välittämisestä luustosta. Luut ovat suuri kalsiumin varastointivarasto, johon varastoituu 99 prosenttia elimistön kalsiumista. Loput 1 % on plasmakalsiumia, joka on verenkierrossa vapaana olevaa kalsiumia. Elimistö pyrkii pitämään yllä tiettyä plasman kalsiumtasoa verenkierrossa, jotta kalsiumia voidaan hyödyntää välittömästi tärkeissä fysiologisissa prosesseissa.
Kun plasman kalsiumpitoisuus laskee, lisäkilpirauhanen erittää lisäkilpirauhashormoniksi (PTH) kutsuttua hormonia, joka stimuloi munuaisia valmistamaan D3-vitamiinin synteesin kannalta välttämätöntä entsyymiä, mikä parantaa kalsiumin imeytymisnopeutta suolistosta sekä pienentää fosfaattipitoisuuksia hypokalsemian (kalsiumin puutteen) ehkäisemiseksi. Toinen hormoni nimeltä kalsitoniini (CT) on kilpirauhasen tuottama hormoni, jolla on PTH:n kanssa päinvastaisia vaikutuksia, sillä se estää kalsiumia imeytymästä luusta verenkiertoon ja ehkäisee näin hyperkalsemiaa (kalsiumylijäämää).
Kun ruokavalio on liian kalsiumpuutteellinen tai kalsiumylijäämäinen pitkän aikaa, se voi ylittää eläinten kyvyn ylläpitää oikeanlaista kalsiumhomeostaasiaa, mikä johtaa MBD:hen.
– Kalsiumin ja fosforin tasapaino
Kalsiumin ja fosforin tasapaino
Sen lisäksi, että matelijoiden ruokavaliossa on huolehdittava asianmukaisista kalsiumpitoisuuksista, on myös huomioitava, että fosfori on yhtä tärkeä kivennäisaine, joka pystyy vaikuttamaan kalsiumin biologiseen hyötyosuuteen. Vaikka eläimen ruokavaliosta saataisiin riittävästi kalsiumia, eläimelle voi silti kehittyä kalsiumin puutos, jos sille syötetään liian suuria määriä fosforia. Tämä johtuu siitä, että fosfori sitoutuu vapaaseen kalsiumiin muodostaen liukenemattoman suolan, joka kerrostuu elimistön kalkkeutuneisiin kudoksiin ja vähentää siten käyttökelpoisen kalsiumin määrää. On tärkeää ottaa huomioon ruokavalion kivennäisaineiden väliset vuorovaikutussuhteet, jotta estetään kalsiumin puutteen syntyminen vahingossa, kun fosforia syötetään enemmän kuin mitä normaali kasvu edellyttää. Matelijoiden Ca:P-suhteeksi ilmoitetaan usein 2:1. Jos tätä suhdetta muutettaisiin antamalla liikaa tai liian vähän fosforia suhteessa kalsiumiin, elimistö yrittäisi palauttaa tämän kiinteän suhteen. Esimerkiksi liiallinen fosforin saanti johtaisi kalsiumin poistumiseen veriplasmasta ja kalkkipitoisista kudoksista (erityisesti luusta), jotta näiden kahden kivennäisaineen suhde säilyisi oikeana riippumatta kulutetun kalsiumin kokonaismäärästä. Kun kalsiumin ja fosforin merkittävä epätasapaino syntyy, lisäkilpirauhanen aktivoituu, jolloin luihin varastoitunut kalsium poistuu, jolloin veriplasman kalsiumpitoisuudet kasvavat, ja lopulta ne häviävät virtsaan, mikä aiheuttaa MBD:n. Kalsium ja fosfori ovat erittäin tärkeitä kivennäisaineita matelijoiden ravinnossa, mutta monien vankeudessa pidettävien eläinten ruokavaliot eivät silti ole riittävän tasapainoisia optimaalisen kasvun ja terveen luuston saavuttamiseksi.
Kalsiumin puutetta ja liikaa kalsiumia voi esiintyä useista eri syistä, esimerkiksi jotkin elintarvikkeet sisältävät oksalaatteja, jotka sitoutuvat ravinnosta saatavaan kalsiumiin ja estävät sen imeytymisen suolistosta. Tällaisia elintarvikkeita ovat muun muassa: pinaatti, kaali, herneet, peruna ja punajuurikas, joita toisinaan syötetään liiallisina määrinä kasvinsyöjille ja kaikkiruokaisille matelijalajeille. Lisäksi muut elintarvikkeet, kuten selleri, kurkku ja salaatti, sisältävät hyvin vähän kalsiumia, ja siksi niitä olisi syötettävä niukasti kasvinsyöjille matelijoille. Lihansyöjäkilpikonnien ruokahyönteisten kalsiumpitoisuus on yleensä hyvin alhainen ja fosforipitoisuus päinvastoin korkea. Tästä syystä elävää saalista on täydennettävä ja kuormitettava suolistossa. Myös luuttoman lihan ruokinta on aiheuttanut ravitsemuksellista epätasapainoa. Liian suuret fosforipitoisuudet voivat olla ongelma, koska ne aiheuttavat liukenemattoman kalsiumfosfaatin muodostumista, mikä vähentää käyttökelpoisen kalsiumin määrää.
Keskitytään paljon siihen, että riittämätön kalsium aiheuttaa ongelmia, mutta on tärkeää olla tietoinen siitä, että myös liiallinen kalsium voi aiheuttaa omat ongelmansa. Kalsiumin liiallinen saanti voi johtaa munuaiskivien muodostumiseen, mikä voi aiheuttaa pahoinvointia ja pahoinvointia sekä vatsakipua ja munuaisverenpainetaudin puhkeamista, myös akuuttia haimatulehdusta, lihasheikkoutta, väsymystä ja sydänhäiriöitä. Syitä ovat muun muassa kilpirauhasen liikatoiminta ja hyperparatyreoosi, jotka johtavat D3-vitamiinin yliaktivoitumiseen ja kalsiumin liialliseen imeytymiseen ruoansulatuskanavan kautta, sekä liiallinen luun resorptio ja pahanlaatuiset kasvaimet, jotka aiheuttavat PTH:n liikaa erittymistä.
– D3-vitamiini ja ultraviolettivalo
D3-vitamiinia voidaan saada joko ravinnosta tai sitä voidaan valmistaa ihossa ultraviolettivalaistukselle altistumisen jälkeen. Kemiallinen yhdiste, jota kutsutaan D3-pro-vitamiiniksi, muuntuu ihossa UV-B:n vaikutuksesta fotokemiallisesti D3-esivitamiiniksi, joka sitten lämpöisomerisoituu D3-vitamiiniksi. Riippumatta siitä, onko D3-vitamiini peräisin ihosta vai ruoansulatuskanavasta, se pysyy biologisesti inaktiivisena, kunnes se muunnetaan kahdella biokemiallisella muutoksella, jotka tapahtuvat ensin maksassa ja sitten munuaisissa. On tärkeää huomata, että kalsiumin homeostaasin kannalta riittävien D3-määrien saamiseksi käytetään erilaisia lajikohtaisia strategioita. Huono munuaisten tai maksan toiminta voi häiritä tätä prosessia, mikä johtaa lopulta kalsiumin puutteeseen.
Liskot elävät monissa eri paikoissa, ja ne ovat kehittäneet erilaisia sopeutumismalleja D3-vitamiinin hankkimiseksi joko ravinnosta tai UV-B:stä. Monet lajit saattavat luottaa kokonaan fotobiosynteesiin saadakseen riittävästi D3-vitamiinia, jotkut lajit ovat riippuvaisia ravinnon lähteistä ja jotkut yhdistelmästä. Sitä vastoin jotkin lajit eivät tarvitse juuri lainkaan D3-vitamiinia toimiakseen optimaalisesti.
Monet yleisesti pidetyt matelijat ovat kotoisin alueilta, joilla on korkea UV-B-säteilyn määrä useimpina päivinä vuodesta, ja ne ovat kehittäneet mekanismeja tämän hyödyntämiseksi riippumatta siitä, ovatko ne luonnostaan päiväaktiivisia vai yöaktiivisia, varsinkin jos D3-vitamiinin lähteitä ravinnosta on niukasti. Esimerkiksi vihreä leguaani (Iguana iguana) on yksi tällainen laji, jolla ei ole kykyä syntetisoida D3-vitamiinia elimistössä ravinnon lähteistä. Tämä johtuu siitä, että sen luontainen ruokavalio koostuu suurelta osin kasvillisuudesta, jossa on runsaasti D2-vitamiinia, mutta sitä ei yleensä hydroksyloida käyttökelpoiseen muotoon. Tästä syystä eläin tarvitsee UV-B-valoa, jotta kalsiumin aineenvaihdunta toimisi kunnolla. Suun kautta annettava D3-vitamiinilisä ei välttämättä aina riitä MBD:n ennaltaehkäisyyn.
Matelijoiden hoitajien keskuudessa oletetaan usein, että vain päiväaktiiviset lajit tarvitsevat altistumista UV-B-valolle. Yöeläimillä näyttää kuitenkin olevan herkempi mekanismi D3:n fotobiosynteesiä varten, koska niiden altistumisaika on rajallinen. Tätä helpottaa ohuemman ihon ja vähentyneen pigmentaation evoluutio, joka mahdollistaa suuremman UV-B:n imeytymisen. Useissa tutkimuksissa, joissa verrattiin UV-B:n vaikutusta D3:n synteesiin yö- ja päiväaktiivisten matelijoiden välillä, havaittiin, että lajit, jotka altistuvat luonnostaan vähemmän UV-B:lle (eli yöaktiiviset tai pimeän aikaan elävät lajit), muuntuivat nopeimmin, kun taas lajeilla, jotka altistuvat luonnostaan suurimmalle määrälle auringonvaloa (eli päiväaktiiviset lajit), muuntumisnopeus oli hitaimmillaan, mikä tarkoittaa sitä, että yöaktiiviset lajit voivat hyötyä jopa hyvin vähäisestä altistumisesta UV-B-valolle. On huomattava, että pitkäaikainen altistuminen voimakkaalle UV-B-valolle voi olla potentiaalisesti haitallista, sillä se voi aiheuttaa syöpäsairauksien ja sarveiskalvon tai verkkokalvon vaurioitumisen riskin. Matelijat tasapainottavat kuitenkin D3:n fotosynteesikykyä ja UV-B-vaurioiden välttämistä. Mielenkiintoista on, että joillakin liskolajeilla (mm. F. pardalis) on UV-B-herkkä verkkokalvo, jonka avulla ne pystyvät erottamaan toisistaan alueet, joilla UV-säteilyn intensiteetti on korkea ja matala. Esimerkiksi metsäympäristössä elävä kameleontti altistuu hajanaiselle UV-säteilylle, koska lehdet peittävät sen paremmin, kun taas partainen lohikäärme altistuu voimakkaammalle UV-säteilylle, koska se elää harvemmassa, kuivassa ja kuivassa aavikkoympäristössä.
– Oikeanlaisen lämmityksen merkitys
Ympäristön lämpötila on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka on otettava huomioon matelijoiden pitopaikassa, koska sillä on suora vaikutus kaikkien fysiologisten prosessien nopeuteen. Lämpö on elintärkeää ravinnon riittävälle sulatukselle ja ravintoaineiden hyödyntämiselle sekä D3-vitamiinin tuotannolle, sillä ihon lämpötila on ratkaisevan tärkeä D-vitamiinin biosynteesille. D3-vitamiinia edeltävä D3-vitamiini isomeroituu ihossa lämpötilaherkästi D3-vitamiiniksi. Siksi matelijoiden asianmukainen lämmitys on tärkeää MBD:n ehkäisemiseksi. Koska matelijat ovat ektotermisiä, niiden on hauduttava ylläpitääkseen oikeaa ruumiinlämpöä. Matelijoille on tarjottava niiden suosima optimilämpötilavyöhyke (POTZ), jotta ne voivat säilyttää suosimansa ruumiinlämpötilan (PBT). POTZ mahdollistaa ruoansulatuksessa ja muissa aineenvaihduntaprosesseissa elintärkeiden entsyymien optimaalisen toiminnan. POTZ voi muuttua vuorokauden- ja vuodenaikojen mukaan, mikä tarkoittaa, että vankeudessa elävälle matelijalle tarjotun lämpötilagradientin muutoksen on ehkä vaihdeltava luonnollisten lämpötilamuutosten kanssa, jotta eläin voi toimia optimaalisesti. Lämmityslaitteiden on oltava termostaattiohjattuja ja niitä on valvottava digitaalisella lämpömittarilla (mieluiten toinen on sijoitettu viileälle ja toinen lämpimälle puolelle, jotta lämpötilagradienttia voidaan valvoa ja säätää tarvittaessa).
Vangittuna pidettävissä eläimissä on kaksi pääasiallista lämmitysmuotoa, jotka ovat säiliön alla oleva lämmitin ja yläpuolella oleva lamppu. Eri lajeilla on oma strategiansa saada lämpöä ympäristöstään riippuen niiden luonnollisesta maantieteellisestä sijainnista ja normaaleista valveillaoloajoista. Heliotermit ovat eläimiä, jotka imevät lämpöä pääasiassa ylhäältä päin (auringosta tai lämpölampusta), kun taas tigmotermit ovat eläimiä, jotka imevät lämpöä pääasiassa lämmitetyiltä pinnoilta (suoraan maasta, kivistä tai muista auringon tai lämpölampun lämmittämistä esineistä). On huomattava, että eläimiä on harvoin käytännössä niin helppo jaotella jompaankumpaan ryhmään, ja ne käyttävät usein vaihtelevassa määrin molempien strategioiden yhdistelmiä. Molempien lämmitysmuotojen tarjoaminen riittävän kokoisessa pitopaikassa voi siis olla hyödyllistä lajista riippuen.
– Riittävä tila ja riittävän liikkuvuuden merkitys
Ei ainoastaan asianmukainen ravitsemus ole tärkeää oikean luunmuodostuksen edistämiseksi (ja siten MBD:n ennaltaehkäisemiseksi), vaan myös se, missä määrin eläin voi liikkua, voi vaikuttaa luiden muodostumiseen. Tämä johtuu siitä, että luut muokkautuvat jatkuvasti ja käyvät läpi jatkuvan resorptio- ja depositioprosessin vastauksena fysiologisiin tarpeisiin. Kun luihin kohdistuu suurempia mekaanisia rasituksia suuremman aktiivisuuden vuoksi, luun laskeutuminen lisääntyy, jolloin luista tulee vahvempia. Istumatyötä tekevillä henkilöillä eli henkilöillä, joilla ei ole riittävästi mahdollisuuksia harrastaa liikuntaa, luun massa vähenee, minkä vuoksi he ovat alttiimpia luunmurtumille. Matelijoilla on luonnostaan rajallinen liikkumismahdollisuus, koska ne ovat ektotermisiä. Matelijan aineenvaihdunta on paljon hitaampaa kuin nisäkkään, joten sen on säästettävä energiaa. Tämä ei kuitenkaan tarkoita sitä, etteivätkö matelijat tarvitsisi riittävästi tilaa liikkua ja harjoitella, ja lisäksi on huomattava, että aktiivisuuden taso vaihtelee lajien välillä. Jotkin lajit esimerkiksi metsästävät istuen ja odottaen ja ruokailevat opportunistisesti käyttääkseen mahdollisimman vähän energiaa, kun taas toiset lajit metsästävät aktiivisesti. Epäasianmukainen kasvatus ja ruokinta voivat johtaa lihavuuteen ja rasvamaksasyndrooman puhkeamiseen, mikä voi vaikuttaa D3-vitamiinin tuotantoon ja kalsiumin saantiin. Joitakin matelijoita pidetään liikkumista rajoittavissa aitauksissa, kuten RUB-laatikoissa (Really Useful Boxes). Vivariumit sallivat myös vain rajoitetun liikkumismahdollisuuden, ja yleensä eläin voi liikkua vain muutamaa tavanomaista reittiä, koska nämä aitaukset ovat pitkiä, mutta niissä ei yleensä ole leveyttä. Siksi pitopaikan on vastattava matelijan kaikkia fyysisiä tarpeita ja mahdollistettava kaikenlainen luonnollinen liikkuminen, esimerkiksi arboreaaliset lajit tarvitsevat kiipeilylaitteita säilyttääkseen normaalin fysiologisen terveytensä.