Patogeneza osteoporozy u dzieci

Tkanka kostna jest dynamicznym systemem, w którym przez całe życie zachodzą równocześnie procesy resorpcji starej kości i tworzenia nowej, co stanowi cykl przebudowy tkanki kostnej.

W dzieciństwie kość przechodzi intensywniejszą przebudowę, szczególnie w okresach intensywnego wzrostu. Najintensywniejsze procesy wzrostu i mineralizacji kości występują we wczesnym dzieciństwie, przed okresem dojrzewania. W okresie dojrzewania i po okresie dojrzewania następuje również znaczny wzrost szkieletu, a masa kostna nadal wzrasta.

Intensywny wzrost z jednoczesnym dojrzewaniem histologicznym stwarza szczególną pozycję dla kości dziecka, w której są one bardzo wrażliwe na wszelkie niekorzystne czynniki (zaburzenia odżywiania, reżimu motorycznego, napięcia mięśniowego, leków itp.).

Ciągle zachodzące procesy resorpcji i tworzenia nowej tkanki kostnej regulowane są przez różne czynniki.

Należą do nich:

• hormony regulujące gospodarkę wapniową (parathormon, kalcytonina, aktywny metabolit witaminy D3 kalcytriol);
• inne hormony (glikokortykosteroidy, androgeny nadnerczowe, hormony płciowe, tyroksyna, hormon somatotropowy, insulina);
• czynniki wzrostu (insulinopodobne czynniki wzrostu - IGF-1, IGF-2, czynnik wzrostu fibroblastów, transformujący czynnik wzrostu beta, płytkopochodny czynnik wzrostu, naskórkowy czynnik wzrostu);
• czynniki lokalne produkowane przez komórki kostne (interleukiny, prostaglandyny, czynnik aktywujący osteoklasty).

Znaczący postęp w zrozumieniu mechanizmów rozwoju osteoporozy został osiągnięty dzięki odkryciu nowych członków rodziny ligandów czynnika martwicy nowotworu-a (osteoprotegeryny) i nowych receptorów (receptorów aktywacji jądrowego czynnika transkrypcyjnego). Odgrywają one kluczową rolę w formowaniu, różnicowaniu i aktywności komórek kostnych i mogą być molekularnymi mediatorami innych mediatorów przebudowy tkanki kostnej.

Zaburzenie produkcji wymienionych czynników, ich wzajemnego oddziaływania oraz wrażliwości odpowiednich receptorów na nie prowadzi do rozwoju procesów patologicznych w tkance kostnej, z których najczęstszym jest osteoporoza z następującymi po niej złamaniami.

Do zmniejszenia masy kostnej w osteoporozie dochodzi wskutek zaburzenia równowagi procesów przebudowy kości.

W tym przypadku wyróżnia się 2 główne cechy patologiczne metabolizmu kostnego:

• osteoporoza charakteryzująca się dużą intensywnością obrotu kostnego, w której wzmożona resorpcja nie jest rekompensowana przez prawidłowy lub wzmożony proces kościotworzenia;
• osteoporoza charakteryzująca się niskim obrotem kostnym, gdy proces resorpcji przebiega na poziomie prawidłowym lub nieznacznie podwyższonym, ale obserwuje się zmniejszenie intensywności procesu kościotworzenia.

Oba typy osteoporozy mogą wystąpić u tego samego pacjenta w różnych sytuacjach.

Najcięższa postać wtórnej osteoporozy u dzieci rozwija się podczas leczenia glikokortykosteroidami. Czas trwania terapii glikokortykosteroidami, dawka, wiek dziecka, ciężkość choroby podstawowej i obecność dodatkowych czynników ryzyka osteoporozy mają ogromne znaczenie. Zakłada się, że nie ma „bezpiecznej” dawki glikokortykosteroidów dla dzieci pod względem ich wpływu na tkankę kostną.

Osteoporoza glikokortykoidowa jest spowodowana biologicznym działaniem naturalnych hormonów kory nadnerczy – glikokortykosteroidów, które opiera się na molekularnych interakcjach glikokortykosteroidów z odpowiednimi receptorami na komórkach tkanki kostnej.

Główną cechą glikokortykosteroidów jest ich negatywny wpływ na oba procesy stanowiące podstawę przebudowy tkanki kostnej. Osłabiają one tworzenie kości i przyspieszają resorpcję kości. Patogeneza osteoporozy steroidowej jest wieloskładnikowa.

Z jednej strony glikokortykosteroidy wywierają bezpośredni efekt hamujący na funkcję osteoblastów (komórek tkanki kostnej odpowiedzialnych za osteogenezę):

• spowalniają dojrzewanie komórek prekursorowych osteoblastów;
• hamują stymulujące osteoblasty działanie prostaglandyn i czynników wzrostu;
• wzmacniają hamujące działanie parathormonu na dojrzałe osteoblasty;
• promują apoptozę osteoblastów i hamują syntezę białka morfogenetycznego kości (istotny czynnik w osteoblastogenezie).

Wszystko to prowadzi do spowolnienia procesu tworzenia kości.

Z drugiej strony glikokortykosteroidy mają pośredni, stymulujący wpływ na resorpcję kości:

• spowalniają wchłanianie wapnia w jelitach poprzez oddziaływanie na komórki błony śluzowej;
• zmniejsza wchłanianie zwrotne wapnia w nerkach;
• prowadzić do ujemnego bilansu wapniowego w organizmie i przejściowej hipokalcemii;
• To z kolei stymuluje wydzielanie parathormonu i zwiększa resorpcję kości.

Utrata wapnia następuje głównie na skutek zahamowania syntezy witaminy D i ekspresji jej receptorów komórkowych.

Podwójne działanie glikokortykosteroidów na kości powoduje szybki rozwój osteoporozy i w konsekwencji zwiększone ryzyko złamań w ciągu pierwszych 3-6 miesięcy leczenia glikokortykosteroidami. Największa utrata tkanki kostnej (od 3-27 do 30-50%, według różnych autorów) u dorosłych i dzieci rozwija się również w pierwszym roku stosowania glikokortykosteroidów. Chociaż późniejszy spadek BMD jest mniej wyraźny, negatywna dynamika utrzymuje się przez cały okres stosowania glikokortykosteroidów. U dzieci efekt ten jest nasilony przez związane z wiekiem cechy tkanki kostnej, ponieważ glikokortykosteroidy działają na rosnącą kość. Uszkodzenie szkieletu przez glikokortykosteroidy w dzieciństwie zwykle wiąże się z opóźnieniem wzrostu liniowego.

Gdy rozwija się osteoporoza, cierpi zarówno tkanka kostna korowa, jak i beleczkowa. Kręgosłup składa się w prawie 90% z tkanki beleczkowej, w kości udowej jej zawartość nie przekracza 20%. Różnice strukturalne między kością korową i beleczkową dotyczą stopnia ich mineralizacji. Kość korowa jest zwapniona średnio w 85%, beleczkowa – w 17%.

Cechy strukturalne kości determinują jej różnice funkcjonalne. Kość korowa pełni funkcje mechaniczne i ochronne, kość beleczkowa - metaboliczne (homeostatyczne, utrzymujące stałe stężenie wapnia i fosforu, przebudowujące).

Procesy przebudowy zachodzą aktywniej w kości beleczkowej, dlatego objawy osteoporozy, zwłaszcza przy stosowaniu leków glikokortykosteroidowych, pojawiają się wcześniej w kręgach, później - w szyjce kości udowej. Za główną wadę osteoporozy uważa się ścieńczenie beleczek i zaburzenie ich struktury, ponieważ w warunkach zaburzonej przebudowy niemożliwe jest wystarczające tworzenie nowej, wysokiej jakości tkanki kostnej, następuje utrata tkanki kostnej.

Kość korowa staje się cieńsza z powodu jam resorpcyjnych, co prowadzi do porowatości tkanki kostnej. Utrata kości, porowatość i pojawienie się mikropęknięć są podstawą złamań kości bezpośrednio w dzieciństwie i/lub w późniejszym życiu.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ], [ 8 ]