Актуальные проблемы остеопороза. Монография. Струков Виллорий Иванович, д.м.н., профессор
Актуальные проблемы остеопороза. Монография. Струков Виллорий Иванович, д.м.н., профессор Костная ткань представляет собой динамическую метаболически активную систему с сопряженными процессами резорбции и новообразования. В течении жизни костная ткань постоянно подвергается моделированию (росту, образованию вновь) в детском возрасте и ремоделированию (перестройке) во взрослом состоянии. Процесс обновления кости рассматривается в настоящее время с позиции теории интермедиарной организации скелета, ключевым понятием которой является «базисная мультиклеточная единица» – БМЕ – участок костной ткани в котором при сотрудничестве различных типов клеток происходит сопряженный процесс роста и разрушения кости. В организме насчитывается примерно 10 млн. таких единиц, состоящих из остеокластов, остеобластов, остеоцитов, макрофагов и моноцитов – предшественников остеокластов, клеток стромы – предшественников остеобластов Дамбахер М.А., Шахт Е., Франке Ю. Рунге Г. 2005). Скелет человека состоит на 20 – 25% из трабекулярной кости и на 75 – 80% из кортикальной (Рис.1). Кортикальная кость формирует диафизы трубчатых костей, имеет плотное строение, выполняет функцию опоры для мышечной ткани и служит для передачи мышечного сокращения. Трабекулярная кость состоит из костных пластинок толщиной 100 – 150 микрон, она формирует костные эпифизы и аксиальный скелет, ее основная функция состоит в обеспечении нормальной жизнедеятельности костного мозга и костной ткани.
Рис.1. Схема строения длиной кости на продольном и поперечном срезе Ежегодно 10 – 25% скелета взрослого человека подвергается ремоделированию, причем в трабекулярной кости процессы метаболизма происходят быстрее. Костный кругооборот происходит в базисных мультиклеточных единицах – БМЕ (Рис.2, 3) и протекает стадийно: активация – резорбция – переходный период – образование костной ткани – минерализация (Parfit A.M. Chir M.D., Rasmussen H. еt al., Коровина Н.А., Захарова И.Н., Марченкова Л.А; Рожинская Л.Я.).
Рис. 2. Схема строения костной единицы ремоделирования (базисная мультиклеточная единица): 1.Остеобластная резорбция; 2.Фаза реверсии; 3.Формирования кости; 4. Минерализация остеоидной ткани. В фазу активации происходит пролиферация предшественников остеокластов в гемопоэтической ткани. Зрелые активированные остеокласты прикрепляются к поверхности резорбируемых участков и в течении 1 – 3 недель подвергают расплавлению неорганический матрикс, после чего органические элементы деградируют и фагоцитируются. Процесс резорбции происходит с обязательным поступлением в рассасываемый участок ионов водорода, углекислого газа и лизосомальных ферментов остеокластов. Углекислый газ, превращаясь в угольную кислоту, создает локальный ацидоз, способствующий разрушению солей кальция. В переходной фазе происходит созревание предшественников остеобластов, которые спустя 4 – 6 недель после начала резорбции откладывают в образованные полости костный матрикс со скоростью 2 – 3 мкм/день.
Рис.3. Цикл ремоделирования кости по Raisz L.G. (1988) Главным составляющим органического матрикса является синтезируемый остеобластами фибриллярный белок коллаген, в значительной степени определяющий эластичность кости. В небольших количествах в органическом костном матриксе содержатся неколлагеновые белки – гликопротеины, сиалопротеины, альбумины, а также мукополисахариды, гликоген, органические кислоты, липиды. После заполнения костных дефектов остеобласты превращаются в покоящиеся остеоциты, лежащие в костных лакунах, и формируют выстилающий слой, отделяющий костную поверхность от сосудов. В количественном отношении остеоциты преобладают, эти клетки принимают активное участие в постоянном обмене минеральных и органических компонентов между костным матриксом и тканевой жидкостью, фильтруемой из сосудов (Parfitt A.M.). Образованный остеобластами коллаген подвергается минерализации, при этом часть кости формируют кристаллы гидроксиапатита а другая представлена аморфным фосфатом кальция (АФК). Образовавшийся АФК становится источником ионов кальция и фосфора, поскольку аморфный кальций более растворим, чем гидроксиапатит. Механизм превращения АФК в гидроксиапатит является до конца не изученным. Возможно при этом происходит растворение и гидратация ионов твердой поверхности АФК, передвижение образовавшихся гидратированных ионов и последующий рост кристаллов гидроксиаппатита (Parfitt A.M.). Всего на долю кальция фосфата приходится в аморфной и кристаллической формах до 85% минеральной массы кости, кальция карбоната 10%, кальция фторида 0.3%, кальция хлорида 0.2%, магния фосфата – 1 %, щелочных солей – 2%. Кроме того в костной ткани присутствуют в незначительных количествах ионы цинка, кремния, алюминия, бария: бериллия, меди и других микроэлементов. Процесс минерализации костного матрикса занимает 5-10 дней. Полностью костеобразование длится около трех месяцев, а полный цикл обновления в каждом участке занимает 4 – 8 месяцев. (Huffer W.F., цитир. В.И. Струков, 2004). В основе остеопоротических изменения в костях важная роль принадлежит нарушениям в гормональной регуляции ремоделирования. В результате воздействия эндогенных и экзогенных факторов риска остеопороза происходят сложные нарушения в регулировании метаболизма костной ткани. Особенно значительные нарушения происходят в следующих гормонах:
Основные патофизиологические механизмы переломов костей при остеопорозе представлены на рис. 4.
Рис.4. Патофизиологические механизмы развития переломов Как видно, решающее значение в развитии остеопороза и переломов имеют низкое поступление кальция с пищей, гиповитаминоз D. Это обуславливает снижение абсорбции кальция в кишечнике, развитие гипокальциемии и, как следствие, повышенной продукции паратгормона (ПТГ). Последний обуславливает потерю костной ткани и их переломы. Факторы риска развития остеопороза Американской Национальной ассоциации по остеопорозу. Clinician´s Guide to Prevention and Treatment of Osteoporosis. Developed by National Osteoporosis Foundation USA. 2008.
Факторы риска остеопороза Российской ассоциации по остеопорозу (2005) Генетические (конституциональные):
Основные факторы риска остеопороза и переломов костей Российской ассоциации по остеопорозу с учетом уровня доказательности (2009): - Предшествующие переломы (А) - Низкая физическая активность (В) Примечание по уровням доказательности: А – высококачественный мета-анализ, уровень высокой доказательности, результаты которого могут быть распространены на соответствующую российскую популяцию. В – высококачественное когортное исследование с низким уровнем систематической ошибки могут быть распространены на соответствующую российскую популяцию. Сочетание у одного пациента нескольких факторов риска остеопороза и переломов имеет кумулятивный эффект, при увеличении их числа риск возрастает (А-уровень высокой доказательности). Падения – независимый фактор риска переломов. Предупреждение падений достоверно уменьшает число переломов (А). Основные факторы риска падений: - Немощность (А) - Нарушения сна (В) В табл 3, 3.1, 4 представлены сравнительная характеристика факторов риска переломов ВОЗ, Российской и Американской ассоциаций по остеопорозу. Таблица 3.1 Факторы риска падений (Американская Национальная Ассоциация остеопороза, 2008г). Средовые факторы:
Факторы риска переломов ВОЗ (Kanis JA.Технический доклад ВХО центр, 2008).
Таблица 5 Модифицируемые и не модифицируемые факторы риска развития
|
