Советуем для ознакомления:

Физиология:

Популярные разделы сайта:

Причины и механизмы развития остеопороза

Остеопороз — это заболевание, при котором костная ткань разрежается, снижается костная масса, а сопутствующие структурные изменения усиливают предрасположенность к переломам. Заболевание может быть ограниченным (в отдельной кости или области), например остеопороз ненагружеyной конечности, или вовлекать весь скелет, как это происходит при метаболической болезни костей. Генерализованный остеопороз может быть первичным или вторичным, обусловленным широким спектром состояний.

При использовании термина «остеопороз» непрофессионалами обычно речь идет о сенильном и постменопаузальном остеопорозе, когда из-за физиологического снижения плотности костной ткани повышается вероятность переломов.

В США ежегодно регистрируют 1 млн переломов на фоне остеопороза, а на лечение таких пациентов затрачивают около 14 млрд долларов, поэтому крайне важны профилактика и своевременное лечение остеопороза.

Причины остеопороза

а) Патогенез. Костная масса у человека достигает пика в юношеском возрасте и определяется в основном наследственными факторами, особенно полиморфизмом генов, влияющих на метаболизм костной ткани (см. далее). Большое значение также имеют физическая активность, диета и гормональный статус. После достижения пика костной массы с каждым циклом резорбции и ремоделирования костной ткани растет ее дефицит.

Ежегодное снижение костной массы составляет 0,7%, что является нормальным физиологическим процессом для обоих полов, но более интенсивным среди представителей европеоидной расы. Разница в показателях пика костной массы у разных рас и у мужчин и женщин свидетельствует о том, что некоторые популяции более подвержены остеопорозу.

Изучение механизмов молекулярных взаимодействий в костной ткани позволило сформулировать новые гипотезы патогенеза остеопороза:

- возрастные изменения в остеоцитах и костном матриксе. Оказывают большое влияние на метаболизм костной ткани. При сравнении остеобластов молодых людей и лиц старшего возраста видно, что у последних остеобласты имеют меньший потенциал к пролиферации и биосинтезу. Кроме того, белки внеклеточного матрикса (например, факторы роста, оказывающие митогенное воздействие и стимулирующие синтетическую активность остеобластов) со временем теряют свои биологические свойства, что приводит к снижению способности организма синтезировать костную ткань.

Такой вариант остеопороза называют сенильным (старческим) остеопорозом. Это вариант с низким обменом веществ;

- снижение физической активности. Приводит к уменьшению плотности костной ткани, что подтверждено в эксперименте на животных, т.к. механические нагрузки стимулируют ремоделирование кости. Потеря костной ткани в иммобилизированной или парализованной конечности, снижение массы скелета у астронавтов в отсутствие гравитации в течение длительного времени и увеличение костной массы у спортсменов являются примерами значения физической нагрузки для формирования кости. Поскольку основным источником нагрузки на кости скелета служат мышечные сокращения, то силовые упражнения (например, подъем тяжестей) более эффективны для увеличения костной массы, чем аэробные упражнения (например, бег трусцой). Снижение физической активности пожилыми людьми влияет на развитие у них сенильного остеопороза;

- генетические факторы. Доказано, что в 60-80% случаев плотность костной ткани является генетически детерминированной. В исследовании GWAS были выявлены наиболее важные гены — RANKL, OPG и RANK, кодирующие ключевые белки-регуляторы функций остеокластов. Также важными являются локус МНС (возможно, регулирующий метаболизм кальция при воспалении) и ген рецептора эстрогена. Некоторые исследователи отмечают также роль генов рецепторов витамина D и LRP5;

- баланс кальция, поступающего с пищей. Было показано, что в диете девочек-подростков часто отмечается недостаточное количество кальция (у мальчиков такой проблемы, как правило, нет). Дефицит кальция наблюдается в период быстрого роста костей, что задерживает достижение пика костной массы и увеличивает риск развития остеопороза в будущем. Дефицит кальция, повышенный уровень РТН и снижение уровня витамина D может иметь большое значение при развитии сенильного остеопороза;

- влияние гормонов. В течение 10 лет после менопаузы ежегодное снижение костной массы составляет 2% в трубчатых костях и 9% в губчатых костях. Через 30-40 лет после менопаузы вещество трубчатых костей может уменьшиться на 35%, губчатых — на 50%. Таким образом, женщины в постменопаузе более подвержены переломам из-за остеопороза, чем мужчины того же возраста. Главным фактором этого феномена является дефицит эстрогенов в менопаузе. Приостановить потерю костной ткани позволяет заместительная гормональная терапия. Влияние эстрогенов на костную ткань опосредовано цитокинами.

Повышенный уровень эстрогенов, вероятно, приводит к повышению секреции провоспалительных цитокинов моноцитами крови и клетками костного мозга. Цитокины стимулируют дифференцировку и активность остеокластов за счет активации RANKL и угнетения экспрессии OPG. Компенсаторная активность остеобластов при этом возрастает недостаточно, что приводит к снижению плотности костной ткани и развитию остеопороза с высоким уровнем метаболизма кости.

Патогенез остеопороза
Патофизиология постменопаузального и сенильного остеопороза.
IL — интерлейкин; RANK — рецептор-активатор ядерного фактора каппа В;
RANKL — лиганд рецептора-активатора ядерного фактора каппа В; TNF — фактор некроза опухолей.

б) Морфология. При постменопаузальном и сенильном остеопорозе поражается весь скелет, однако некоторые его отделы больше других подвержены этой патологии. При постменопаузальном остеопорозе активность остеокластов наиболее высока в костях с большой площадью поверхности, например в губчатом веществе тел позвонков. Трабекулы кости перфорируются, истончаются и теряют свои опорные свойства, что приводит к множественным микроскопическим переломам и разрушению тела позвонка. При сенильном остеопорозе компактный слой кости истончается за счет субпериостальной и эндостальной резорбции, расширяется система гаверсовых каналов.

При тяжелом течении заболевания гаверсова система настолько расширена, что компактное костное вещество приобретает строение губчатого костного вещества.

в) Клинические признаки. Клинические проявления остеопороза зависят от того, какие кости скелета поражены. Переломы тел позвонков болезненны и происходят обычно в грудном или поясничном отделе. Множественные переломы позвоночника могут привести к выраженной деформации позвоночного столба (включая кифосколиоз и поясничный лордоз) и уменьшению роста. Часто наблюдаются осложнения переломов, например пневмония или эмболия легочной артерии при переломе шейки бедра, таза или позвоночника. Осложнения переломов нередко становятся причиной летального исхода (40-50 тыс. смертей в год).

Остеопороз не виден на рентгенограмме вплоть до утраты 30-40% костной ткани. Изменение уровня кальция, фосфатов и щелочной фосфатазы в крови также не является диагностическим признаком.

Таким образом, остеопороз — диагностически сложное заболевание, протекающее бессимптомно до развития значительной хрупкости костей. Лучшими методами оценки плотности костной ткани без биопсии являются двухэнергетическая рентгеновская абсорбциометрия и количественная компьютерная томография (КТ).

Профилактика и лечение сенильного и постменопаузального остеопороза заключается в физических упражнениях, приеме препаратов кальция и витамина D, а также лекарственных средств, в основном бисфосфонатов, взаимодействующих с костной тканью и ингибирующих остеокласты.

Остеопороз позвонка
Остеопороз тела позвонка (справа) с выраженным укорочением и компрессионным переломом в сравнении с нормальным позвонком.
При остеопорозе наблюдаются утрата горизонтальных трабекул и утолщение вертикальных трабекул.

- Читать "Причины и механизмы развития болезни Педжета костей"

Оглавление темы "Патогенез болезней кости":
  1. Причины и механизмы развития остеопетроза
  2. Причины и механизмы развития остеопороза
  3. Причины и механизмы развития болезни Педжета костей
  4. Причины и механизмы развития нарушения минерального обмена
  5. Причины и механизмы развития перелома кости
  6. Причины и механизмы развития остеонекроза
  7. Причины и механизмы развития гнойного остеомиелита
  8. Причины и механизмы развития туберкулезного остеомиелита
  9. Причины и механизмы развития сифилиса кости
  10. Причины и механизмы развития опухоли кости

Если остались вопросы - смело задавайте: