MBD często wynika z niewłaściwego odżywiania i / lub złych praktyk hodowlanych (nieodpowiednie UV-B i zapewnienie ciepła) i jest całkowicie możliwe do zapobieżenia. Jeśli nie jest kontrolowana, w ciężkich przypadkach może spowodować śmierć. Warunek we wszystkich przypadkach jest albo wywołane przez niewystarczające lub nadmierne witaminy D3, wapnia i fosforu w diecie i / lub nieodpowiednie poziomy hormonu przytarczyc lub wydzielanie kalcytoniny z powodu złego funkcjonowania tarczycy lub przytarczyc, lub nieodpowiedniej ekspozycji na UV-B. Istnieje złożona zależność pomiędzy witaminą D3, promieniowaniem UV-B, wapniem i fosforem w organizmie, które są niezbędne dla homeostazy wapnia i zapobiegania MBD.
– Homeostaza wapnia
Wapń jest niezbędnym jonem w organizmie, który jest odpowiedzialny za wiele ważnych procesów fizjologicznych. Stężenie wapnia jest utrzymywane przez nerki, przewód pokarmowy i kości. Witamina D3 wspomaga wchłanianie wapnia z jelit, a także odpowiada za pośredniczenie w resorpcji wapnia z kośćca. Kości stanowią duży zbiornik magazynowania wapnia, w którym znajduje się 99% wapnia w organizmie. Pozostały 1% to wapń w osoczu, czyli wapń znajdujący się w postaci wolnej w krwiobiegu. Organizm dąży do utrzymania określonego poziomu wapnia w osoczu krwi, aby wapń mógł być natychmiast wykorzystany do ważnych procesów fizjologicznych.
Gdy poziom wapnia w osoczu spada, gruczoł przytarczyc wydziela hormon zwany hormonem przytarczyc (PTH), który stymuluje nerki do produkcji enzymu niezbędnego do syntezy witaminy D3, poprawiając w ten sposób tempo wchłaniania wapnia z jelit, jak również zmniejszając stężenie fosforanów, aby zapobiec hipokalcemii (niedobór wapnia). Inny hormon zwany kalcytoniną (CT) jest produkowany przez tarczycę i ma działanie przeciwne do PTH, zapobiegając resorpcji wapnia z kości do krwiobiegu, aby zapobiec hiperkalcemii (nadmiar wapnia).
Gdy dieta jest zbyt uboga lub nadmierna w wapń przez długi okres czasu, może przekroczyć zdolność zwierząt do utrzymania prawidłowej homeostazy wapnia, co skutkuje MBD.
– Równowaga wapnia i fosforu
Oprócz zapewnienia odpowiedniego poziomu wapnia w diecie gadów, należy również zauważyć, że fosfor jest równie ważnym minerałem, który jest w stanie wpłynąć na biodostępność wapnia. Nawet jeśli w diecie zwierzęcia dostarczany jest odpowiedni poziom wapnia, to w przypadku podawania nadmiernych ilości fosforu może dojść do niedoboru wapnia. Powodem tego jest fakt, że fosfor łączy się z wolnym wapniem tworząc nierozpuszczalną sól, która odkłada się w zwapniałych tkankach organizmu, zmniejszając tym samym poziom możliwego do wykorzystania wapnia. Ważne jest, aby wziąć pod uwagę interakcje między minerałami w diecie, aby zapobiec przypadkowemu wystąpieniu niedoboru wapnia poprzez podawanie fosforu w ilościach przekraczających wymagania normalnego wzrostu. Stosunek Ca:P dla gadów jest często cytowany jako 2:1 odpowiednio. Jeśli ten stosunek zostałby zmieniony przez nadmierne lub niewystarczające karmienie fosforem w stosunku do wapnia, organizm zareagowałby próbując przywrócić ten stały stosunek. Na przykład, nadmierne ilości fosforu spowoduje usunięcie wapnia z osocza krwi i zwapnionych tkanek (zwłaszcza kości) w celu utrzymania prawidłowego stosunku tych dwóch minerałów, niezależnie od całkowitej ilości spożywanego wapnia. Gdy dojdzie do znacznej nierównowagi wapnia i fosforu, aktywuje się przytarczyca, powodując usuwanie wapnia zmagazynowanego w kościach, co prowadzi do zwiększenia jego poziomu w osoczu krwi, który ostatecznie jest tracony z moczem, wywołując MBD. Wapń i fosfor są bardzo ważnymi minerałami w żywieniu gadów, ale wiele diet w niewoli nadal nie jest wystarczająco zbilansowanych, aby osiągnąć optymalny wzrost i zdrowy szkielet.
Niedobory i nadmiary wapnia mogą wystąpić z wielu różnych powodów, na przykład, niektóre pokarmy zawierają szczawiany, które wiążą się z dietetycznym wapniem i zapobiegają jego wchłanianiu przez jelita. Do takich pokarmów należą: szpinak, kapusta, groch, ziemniaki i buraki, które czasami są podawane roślinożernym i wszystkożernym gatunkom gadów w nadmiernych ilościach. Dodatkowo, inne pokarmy zawierają bardzo mało wapnia, takie jak seler, ogórek i sałata, dlatego też powinny być podawane roślinożernym gadom oszczędnie. W przypadku gadów mięsożernych, owady karmowe mają zazwyczaj bardzo niską zawartość wapnia i odwrotnie – wysoką zawartość fosforu. Z tego powodu konieczne jest uzupełnianie i “ładowanie jelit” żywą zdobyczą. Karmienie zwierząt mięsem bez kości również przyczynia się do zaburzeń równowagi żywieniowej. Nadmierny poziom fosforu może stanowić problem, ponieważ powoduje powstawanie nierozpuszczalnego fosforanu wapnia, który obniża poziom wapnia użytkowego.
Ważny jest nacisk na to, że niewystarczająca ilość wapnia powoduje problemy, ale należy mieć świadomość, że nadmiar może również powodować własne problemy. Nadmiar wapnia może prowadzić do powstawania kamieni nerkowych, które mogą wywoływać nudności i chorobę wraz z bólem brzucha i początkiem nadciśnienia nerkowego, a także ostrego zapalenia trzustki, osłabienia mięśni, zmęczenia i zaburzeń pracy serca. Przyczyny obejmują nadczynność tarczycy i nadczynność przytarczyc prowadzące do nadmiernej aktywacji witaminy D3 i nadmiernego wchłaniania wapnia przez przewód pokarmowy, jak również nadmiernej resorpcji kości i nowotworów złośliwych powodujących nadmierne wydzielanie PTH.
– Witamina D3 i oświetlenie ultrafioletowe
Witamina D3 może być uzyskana z diety lub wytwarzana w skórze po ekspozycji na oświetlenie ultrafioletowe. Związek chemiczny zwany prowitaminą D3 ulega w skórze fotochemicznej przemianie zainicjowanej przez UV-B w pre-witaminę D3, która jest następnie termicznie izomeryzowana w witaminę D3. Niezależnie od tego, czy witamina D3 została pozyskana ze skóry czy z przewodu pokarmowego, pozostaje ona biologicznie nieaktywna do czasu jej przekształcenia w wyniku dwóch przemian biochemicznych, które zachodzą w wątrobie, a następnie w nerkach. Należy zauważyć, że w celu uzyskania odpowiednich ilości D3 dla homeostazy wapnia stosuje się szereg strategii specyficznych dla danego gatunku. Słaba funkcja nerek lub wątroby może zakłócać ten proces, co ostatecznie prowadzi do niedoboru wapnia.
Gady zamieszkują różnorodne nisze i wykształciły szereg przystosowań do pozyskiwania witaminy D3, zarówno ze źródeł pokarmowych, jak i UV-B. Wiele gatunków może polegać całkowicie na fotobiosyntezie, aby uzyskać wystarczające poziomy witaminy D3, niektóre zależą od źródeł pokarmowych, a inne od kombinacji. Odwrotnie, niektóre gatunki mogą wymagać prawie żadnej witaminy D3 do optymalnego funkcjonowania.
Wiele powszechnie hodowanych gadów pochodzi z regionów o wysokim napromieniowaniu UV-B przez większość dni w roku i rozwinęłyby mechanizmy pozwalające im na korzystanie z tego niezależnie od tego, czy są one naturalnie dzienne czy nocne, zwłaszcza jeśli źródła pokarmowe D3 są skąpe. Na przykład, Iguana zielona (Iguana iguana) jest jednym z takich gatunków, który nie ma zdolności do syntezy witaminy D3 w organizmie ze źródeł pokarmowych. Dzieje się tak dlatego, że jej naturalna dieta składa się w dużej mierze z roślinności, która, choć zawiera dużo witaminy D2, nie jest zazwyczaj hydroksylowana do użytecznej formy. Z tego powodu światło UV-B jest niezbędne, aby zwierzę mogło prawidłowo metabolizować wapń. Doustna suplementacja D3 może nie zawsze być wystarczająca w zapobieganiu MBD.
Wśród hodowców gadów często zakłada się, że tylko gatunki dzienne wymagają ekspozycji na promieniowanie UV-B. Jednakże gatunki nocne wydają się mieć bardziej wrażliwy mechanizm fotosyntezy D3 ze względu na ograniczony czas ekspozycji. Jest to ułatwione dzięki ewolucji cieńszej skóry i zmniejszonej pigmentacji, co pozwala na pochłanianie większych ilości UV-B. W różnych badaniach porównujących skuteczność UV-B na syntezę D3 pomiędzy gadami nocnymi i dziennymi, gatunki, które są naturalnie narażone na mniejszą ilość UV-B (tj. gatunki nocne lub crepuscular) wykazywały największe tempo konwersji, podczas gdy gatunki, które są naturalnie narażone na największą ilość światła słonecznego (tj. gatunki dzienne) wykazywały najwolniejsze tempo konwersji, co oznacza, że gatunki nocne mogą odnosić korzyści nawet z bardzo niskiego poziomu ekspozycji na światło UV-B. Należy zauważyć, że długotrwała ekspozycja na intensywne poziomy UV-B może być potencjalnie szkodliwa z ryzykiem rozwoju raka i uszkodzenia rogówki lub siatkówki. Jednakże, gady zrównoważą swoją zdolność do fotosyntezy D3 z unikaniem uszkodzeń spowodowanych promieniowaniem UV-B. Co ciekawe, niektóre gatunki jaszczurek (w tym F. pardalis) posiadają siatkówkę wrażliwą na promieniowanie UV-B, co pozwala im na rozróżnienie obszarów o wysokiej i niskiej intensywności UV. Różne gatunki wymagają różnej intensywności promieniowania UV w zależności od ich naturalnego środowiska, na przykład kameleon, który żyje w środowisku leśnym będzie narażony na rozproszone promieniowanie UV ze względu na zwiększoną osłonę z liści, podczas gdy smok brodaty będzie narażony na bardziej intensywne poziomy promieniowania UV żyjąc w bardziej skąpym, jałowym środowisku pustynnym.
– Znaczenie prawidłowego ogrzewania
Temperatura otoczenia jest jednym z najważniejszych czynników do rozważenia przy trzymaniu gadów, ponieważ ma ona bezpośredni wpływ na tempo wszystkich procesów fizjologicznych. Ciepło jest niezbędne do odpowiedniego trawienia pokarmu i wykorzystania składników pokarmowych, a także do produkcji witaminy D3, ponieważ temperatura skóry jest kluczowa dla biosyntezy witaminy D. Pre-witamina D3 ulega w skórze izomeryzacji zależnej od temperatury, w wyniku której powstaje witamina D3. Dlatego też zapewnienie gadom odpowiedniego ogrzewania jest istotne dla zapobiegania MBD. Gady, jako zwierzęta ektotermiczne, w celu utrzymania prawidłowej temperatury ciała muszą się podstawiać. Gadom należy zapewnić strefę optymalnej temperatury (POTZ), aby mogły utrzymać optymalną temperaturę ciała (PBT). POTZ pozwala enzymom niezbędnym do trawienia i innych procesów metabolicznych funkcjonować na optymalnym poziomie. POTZ może ulegać zmianom w zależności od pory dnia i pory roku, co oznacza, że zmiany w gradiencie temperatury zapewnianej gadom w niewoli mogą wymagać zmian wraz z naturalnymi zmianami temperatury w celu utrzymania optymalnego funkcjonowania zwierzęcia. Urządzenia grzewcze muszą być sterowane termostatycznie i monitorowane za pomocą termometru cyfrowego (najlepiej jednego umieszczonego po stronie chłodnej i drugiego po stronie ciepłej, co umożliwia monitorowanie i dostosowywanie gradientu temperatury w razie potrzeby).
W niewoli stosuje się dwie główne formy ogrzewania, grzejnik pod zbiornikiem (UTH) i lampę górną. Różne gatunki mają swoje własne strategie pozyskiwania ciepła z otoczenia, w zależności od ich naturalnego położenia geograficznego i normalnych godzin czuwania. Helikotermy to zwierzęta, które w przeważającej mierze pobierają ciepło z góry (słońce lub lampa grzewcza), natomiast tygmotermy to zwierzęta, które w przeważającej mierze pobierają ciepło z ogrzanych powierzchni (bezpośrednio z podłoża, skał lub innych obiektów ogrzanych przez słońce lub UTH). Należy zauważyć, że w praktyce zwierzęta rzadko dają się łatwo podzielić na jedną lub drugą grupę i często stosują połączenie każdej z tych strategii w różnym stopniu. Zapewnienie obu form ogrzewania w pomieszczeniu o odpowiednich wymiarach może być zatem korzystne w zależności od gatunku.
– Odpowiednia przestrzeń i znaczenie wystarczającej mobilności
Nie tylko odpowiednie żywienie jest ważne dla promowania prawidłowego formowania się kości (tym samym zapobiegania MBD), ale również poziom mobilności, jaki zwierzę jest w stanie wyrazić, może mieć wpływ na formowanie się kości. Wynika to z faktu, że kości są stale przebudowywane, przechodząc przez ciągły proces resorpcji i odkładania w odpowiedzi na potrzeby fizjologiczne. Kiedy kości poddawane są większym obciążeniom mechanicznym w związku z wyższym poziomem aktywności, w odpowiedzi na nie zwiększa się odkładanie kości, dzięki czemu stają się one mocniejsze. Osoby prowadzące bardziej siedzący tryb życia, tj. takie, którym nie zapewniono wystarczających możliwości ćwiczeń fizycznych, doświadczają spadku masy kostnej, co powoduje, że są bardziej podatne na złamania. Gady z natury są ograniczone w tym, jak wiele aktywności są w stanie wyrazić ze względu na ich ektotermiczną naturę. Tempo przemiany materii gada jest znacznie wolniejsze niż ssaka i dlatego musi on w odpowiedzi oszczędzać energię. Nie oznacza to jednak, że gady nie potrzebują wystarczającej przestrzeni do poruszania się i ćwiczeń, należy ponadto zauważyć, że poziom aktywności wyrażany przez poszczególne gatunki jest różny. Na przykład, niektóre gatunki przyjmują podejście do polowania polegające na siedzeniu i czekaniu, żerując oportunistycznie w celu zaoszczędzenia jak najmniejszej ilości energii, podczas gdy inne będą aktywnie polować. Niewłaściwe trzymanie i żywienie może prowadzić do otyłości i wystąpienia zespołu stłuszczonej wątroby, co może mieć wpływ na produkcję witaminy D3 i przyswajanie wapnia. Niektóre gady trzymane są w pomieszczeniach ograniczających ruch, takich jak RUBs (Really Useful Boxes). Wiwaria umożliwiają również ograniczony zakres aktywności, pozwalając zwierzęciu na poruszanie się na ogół tylko po kilku zwyczajowych ścieżkach, ponieważ pomieszczenia te są długie, ale zazwyczaj nie mają szerokości. Dlatego też pomieszczenie musi być odpowiednie dla wszystkich potrzeb fizycznych gada, ułatwiając mu wszystkie rodzaje naturalnego ruchu, na przykład gatunki arborealne będą wymagały aparatury do wspinania się w celu utrzymania normalnego stanu fizjologicznego.