Universitatea de Medicin i Farmacie Iuliu Haieganu Cluj-Napoca

CURS 1 Osteoporoza Conf. dr. Stelian Petcu

Obiectivele cursuluiDefinitia osteoporozei si a factorilor de risc cu specific pentru Romania. Fiziopatologia osteoporozei. Diagnosticul osteoporozei prin metode imagistice DXA, CT,IRM,Radiografie. Vertebromorfometria. Diagnosticul fracturilor vertebrale.

Osteoporoza este cea mai frecventa boala metabolica caracterizata prin: reducerea masei osoase, alterarea arhitecturii osului, deteriorarea calitatii osului, cresterea riscului de fractura.

Consecinta clinica majora a osteoporozei - fracturi in urma unui traumatism minor/absent (fracturi de insuficienta) Locuri predilecte: zone bogate in os trabecular : radius distal,coloana vertebrala, col femural-cea mai frecventa

Durere , invaliditate. Impact socioeconomic negativ. 1:2 femei , 1:5 barbati vor suferi o fractura osteoporotica. Terapiile actuale cresc densitatea osoasa cu 5-12% 17.02.2011 3 reducand riscurile de fractura cu 30-70%.

Bolile metabolice osoase afecteaza :Mineralizarea - osteomalacia, rahitism Turnoverul osos - boala Paget (osteodistrophya deformans), hiperparatiroidism primar si secundar Masa osoasa - scazuta : osteoporoza generalizata / localizata - crescuta : osteopetroza

OsteoporozaOsteoporoza este o boala frecventa, invalidanta prin complicatiile sale constituind o problema de sanatate publica. Osteoporoza este cauza principala a fracturilor de col femural care duc la disabilitati permanente, invaliditate sau moarte. Riscul fracturii de col femural la femei este egal cu suma riscurilor cancerului de san, uterin si ovarian.

Corp vertebral normal

Corp vertebral osteoporoza

DEFINITIEIn 1993, Institutul National de Sanatate a definit osteoporoza ca fiind o boala asociata cu pierderea masei osoase si deterioararea structurii, ambele avand ca rezultat cresterea fragilitatii osoase si a susceptibilitatii pentru fracturi.1 Consensus. Development, conference: diagnosis, prophylaxis,and treatment of osteoporosis. Am J Med 1993;94:64650. WHO. 2 Technical report: assessment of fracture risk and its application to screening for postmenopausal osteoporosis. A report of a WHO study group. Geneva: World Health Organization; 1994.

In 2000, definitia a fost modificata, osteoporoza fiind definita ca o afectiune scheletala caracterizata prin compromiterea rezistentei osoase care predispune la un risc crescut de fractura.2 NIH Consensus Development Panel on Osteoporosis Prevention and Therapy. Osteoporosis prevention, diagnosis,and therapy. JAMA 2001;285:785 95. 3 NIH Consensus Statement Online. Osteoporosis prevention,diagnosis, and therapy. 2000;17:1 36.

Osteoporoza = prea putin os in os Caracteristicile osteoporozei: Masa osoasa redusa Alterarea microarhitecturii osoase Deteriorarea calitatii cu scaderea rezistentei Cresterea riscului de fractura

DEFINITIERezistena osoas depinde de densitatea i calitatea osului.Densitatea este exprimat n grame de mineral per arie sau volum. Practic, densitatea osoas este determinat n funcie de peak-ul masei osoase i cantitatea de os pierdut. Calitatea osoas se refer la arhitectur, turnover, acumularea de leziuni n timp (microfracturi, etc) i mineralizarea osoas. Deoarece densitatea osoasa se poate msura in vivo cu mare precizie i este corelat cu proprietile biomecanice ale osului, determinind 60-80% din rezistena sa : OMS definete osteoporoza n funcie de

densitatea osoas (scorul T) : - Osteoporoza :densitatea mineral osoas (DMO) este cu mai mult de 2,5 deviaii standard sub valoarea unei populaie de referin (sntoas, feminin, tnr 25 ani, alb). - Osteopenie : DMO este situat ntre 1 i 2,5 deviaii standard sub valoarea pentru populaia de referin.

Diagnosticul osteoporozei n prezent se bazeaz pe determinarea cantitativ a densitii minerale osoase (DMO), care este un determinant major al rezistenei osoase, i implicit al riscului de apariie a fracturilor pe fond patologic. Acest definiie iniial a fost aplicat doar pentru examinarea femurului i mai apoi a coloanei lombare n inciden AP (folosind tehnica DXA). Apoi a fost extins i la examinarea altor regiuni ale scheletului i alte metode de determinare. ntruct exist diferene n acurateea masuratorilor i standardizarea rezultatelor intre metode si intre locurile de masurare, au aparut controverse fa de aplicarea acelorai criterii de diagnostic la toate metodele de examinare. De asemenea, exist opinii divergente privitor la aplicarea acelorai criterii de diagnostic la grupuri etnice diferite, la copii sau la brbai.

Tehnici morfologice bazate pe microCT high resolution 3D dezvoltate n ultimii 10 ani au reuit crearea unor modele independente de determinare a grosimii trabeculelor, spaierii trabeculelor i a indicelui de model structural (structure model index ) al acestora. SMI a fost introdus pentru a estima numrul mediu al trabeculelor osoase sub forma de plci (plates) n comparaie cu cel al tijelor (rods).

normal

osteopenie

osteoporoza

Aceste studii au demonstrat modificarile morfologice si functionale ale trabeculelor osoase in procesul de imbatranire. Parametrii morfologici de cuantificare ai plcilor i tijelor din osul trabecular sunt predictori ai proprietilor elastice ale osului. Majoritatea plcilor din osul trabecular sunt orientate de-a lungul liniilor de for ale osului (longitudinal), n timp ce majoritatea tijelor realizeaz conexiunile transversale ntre plci. In osteoporoza are loc o reducere a conexiunilor dintre traveele osoase situate pe traectul liniilor de forta si reducerea densitatii osoase. In perioada perimenopauza traveele devin mai subtiri prin reducerea formarii de os si prin cresterea tunoverului osos care produce eroziuni trabeculare. n prezent exist mai multe terapii pentru prevenirea osteoporozei i a fracturilor osteoporotice. Tratamentul de substituie cu estrogen/progesteron are efecte adverse, printre care creterea riscului de cancer mamar direct proporional cu durata utilizrii. Odata cu inaintarea in varsta apar si alte comorbiditati care necesita multiple tratamente care se pot influenta negativ intre ele. Efectele secundare i costul ridicat al terapiei, necesit stabilirea riscului de fractur osteoporotic prin tehnici cu o sensibilitate i specificitate ct mai bun. Terapia de asemenea trebuie iniiat intr-un stadiu incipient nainte de apariia fracturilor.

Osteopororoza este mai frecventa la femei

OsteoporozaAfecteaz calitatea vieii Subdiagnosticat clinic i radiologic Implic costuri substaniale pentru tratamentul complicaiilor Particulariti regionale

Prevalena osteoporozeiAfecteaza 200 de milioane de femei pe glob -1/3 dintre femeile intre 60 si 70 de ani -2/3 dintre femeile peste 80 de ani Aprox. 30% dintre femeile peste 50 de ani au una sau mai multe fracturi vertebrale . Aprox 20% dintre barbatii peste 50 de ani vor avea fracturi datorate osteoporozei in viitor. Prevalena osteoporozei la brbaii cu vrsta peste 50 de ani este de 3 ori mai mic dect la femeile de aceiai vrst, la fel ca i diferena riscului de fractur osteoporotic. Aproximativ 6% dintre brbai i 21% dintre femeile cu vrsta cuprins ntre 50 i 84 de ani sunt depistai cu osteoporoz. 1. IOF, 2005 (www.osteofound.org) 2. Dennison E & Cooper C, HormRes, 2000;54 suppl1:58-63

La fiecare 30 de secunde o persoan din UE sufer o fractur de old pe fond osteoporotic

1 din 2 femei i 1 din 5 brbai vor suferi o fractur pe fond osteoporotic dup vrsta de 50 de ani (Van Stan et al Q J Med 2000). 310.000 persoane prezint fracturi pe fond osteoporotic anual; 25% dintre acestea sunt la nivelul oldului (Targerson et al 2001). Incidena fracturilor de sold a crescut cu 2% n perioada 1999-2006; conform acestor predicii numrul lor va crete de la 70.000 la 91.500 n 2015 iar n 2020 numrul lor va ajunge la 101.000 Costurile medicale implicate de aceste fracturi a fost de 3,6 miliarde/an n anul 2000 i va crete la 4,4 miliarde/an n 2020 (Burge et al J Med Economics 2001)

OSTEPOROZAOsteoporoza afecteaz ntregul schelet. Osteoporoza i fracturile osteoporotice sunt nsoite de o mortalitate crescut (cu excepia fracturilor de antebra). Studiile bazate pe calitatea vieii i reducerea speranei de via (lifeyears lost DALYs) au permis compararea cu alte patologii. Astfel, Impactul produs de osteoporoz este mai mare dect n cazul poliartritei reumatoide, dar mai mic dect n cazul artrozei. Fa de neoplasme, osteoporoza s-a dovedit a avea un impact mai mare asupra calitii vieii i speranei de via (cu excepia neoplasmelor pulmonare).

Organisme care se preocupa de studiul osteoporozeiInternational Society for Clinical Densitometry, 342 North Main St., West Hartford, CT 06117-2507. World Health Organization (WHO) European Foundation for Osteoporosis now known as IOF European Calcified Tissue Society (ECTS) American National Osteoporosis Foundation Osteoporosis Society of Canada Australian National Consensus Conference American Association of Clinical Endocrinologists American College of Rheumatology North American Menopause Society US Preventive Services Task Force International

Structura osului

Structura osului

Structurile de baz

corticala sau compact osoas zona trabecular sau spongioas- periostul - endostul

Periostul este compus din doua straturi: un strat fibros extern care se afla in contact cu muschiul si alte tesuturi moi, si un strat intern. Stratul extern reprezinta mai mult un invelis de tesut fibros conectiv, Stratul intern este format de un strat de celule bordante precursorii osteoblastelor si ai condrocitelor. Prin acesti precursori celulari , periostul contribuie la cresterea osului in timpul dezvoltarii osoase si este responsabil de cresterea diametrelor oaselor lungi odata cu trecerea timpului. Endostul tapeteaza suprafata interna a oaselor lungi si fiind alcatuit din celule osoase de suprafata , inclusiv celule bordante precursorii osteoblastelor.

Osul este compus din: - Celule de suport (osteoblaste i osteocite) - Celule de remodelare (osteoclaste) - Matricea nonminerala de colagen i proteinele non-colagen (esut osteoid) - Sruri minerale anorganice depozitate n matrice

Osteoblastele: deriva din celulele stem mezenchimale i sunt responsabile pentru sinteza matricei osoase i mineralizarea ulterioar. La scheletul adult suprafatele osoase sunt acoperite cu un strat de celule dormante (forma inactiva a osteoblastelor). Osteocitele: sunt osteoblaste care au fost incorporate in tesutul osos calcificat. Osteocitele situate mai profund in matricea osoasa mentin contactul cu osteocitele noi incorporate in osteoid, cu osteoblastele si cu celulele osoase de suprafata , intr-o retea de canaliculi. Rolul lor este a modula raspunsul la schimbari ale fortelor fizice care actioneaza asupra osului si transmit mesajul celulelor osteoblastice de la suprafata osului, pentru initierea resorbtiei sau formarii osoase.

Osteoclastele: sunt celule multinucleate ca si macrofagele, derivate din liniile comune hematopoetice. Au rol in resorbtia osoasa a tesutului mineralizat si se gasesc atasate de suprafata osoasa, in zonele de resorbtie activa. Trasatura caracteristica este o margine franjurata unde au loc procesele de resorbtie cu secretia enzimelor de resorbtie osoasa care digera matricea osoasa.

Matricea osoasesutul osteoid este compus din colagen tip I (94%) i proteine nocolagen. Duritatea i rezistena osului se datoreaz prezenei srurilor minerale n matricea osteoid, care sunt formate dintr-un complex de calciu i fosfai (hidroxiapatit). Osul calcificat conine: - aproximativ 25% matrice osoas (din care 2-5% este reprezentat de celule), - 5% ap -70% sruri minerale anorganice (hidroxiapatit).

Remodelarea osoasa

Remodelarea osoasa

1) activarea: preosteoclastele sunt stimulate i difereniate

sub influena citokinelor i factorilor de cretere in osteoclaste mature active 2) resorbia: osteoclastele diger matricea mineral (osul vechi) 3) inversare: sfaritul resorbiei osoase 4) formare: osteoblastele sintetizeaz matrice osoas nou 5) stabilizarea: osteoblastele devin celule osoase bordante de suprafata

Remodelarea osoasa

Ciclul remodelarii osoase incepe cu activarea osteoblastelor bordante de pe suprafata osului si celulelor stromale ale maduvei. Apoi urmeaza cascada semnalelor de la osteoblastele activate la osteoclaste si precursorii sai. Aceste semnale intercelulare selecteaza si diferentiaza celulele multinucleate din celulele stem hematopoietice. Dupa ce osteoclastul induce resorbtia osoasa, componentele matricii cum ar fi TGF-beta, IGF-I, colagen, osteoclacin si alte proteine si componente minerale, sunt eliberate in mediul microscopic. Factorii de crestere eliberati in timpul resorbtiei contribuie la recrutarea de noi osteoblate de la suprafata osului, care initiaza procesul de sinteza a colagenului si biomineralizarea. La adultul tanar sunt active mai mult de 2 milioane de zone de remodelare in orice moment si se estimeaza ca aproape un sfert din cantitatea de os trabecular se remodeleaza in fiecare an. In circumstante ideale, la sfarsitul ciclului, cantitatea de os resorbita este egala cu cea resintetizata.

Remodelarea osoasa

Ciclul remodelarii osoaseOsteoblastele orchestreaza in mod sistematic procesul de remodelare osoasa folosindu-se de semnale activatoare provenite de la factori sistemici precum factorul de crestere, Interleukine (IL-1, IL-6), PTH (parathormon) si deficitul de estrogen (E2). M-CSF (Macrophage Colony Stimulating Factor) si RANKL (Receptor Activator for Nuclear Factor appa B Ligand) sunt doi mediatori importanti produsi de catre osteoblaste si alte celule, care moduleaza recrutarea si maturarea precursorilor osteoclastelor. Osteoprotogerina (OPG) este de asemenea sintetizat de catre osteoblaste si serveste drept tinta falsa/agent provocator, blocand activitatea RANK-ului. Inhibarea acestor semnale dinspre osteoblaste osteoclaste conduc la reducerea resorbtiei osoase. IGF (insulin growth factor) este eliberat in timpul resorbtiei osoase si serveste drept factor de cuplare pentru recrutarea de noi osteoblaste de la suprafata. Aceste peptide pot fi, de asemenea, importante pentru activitatea osteoclastelor.

Natura interactiunilor osteocit-osteoblast-osteoclastSemnale externe (cum ar fi: PTH, factori de crestere, IL-1, deficit de estrogen) catre osteoblastele restante si celulele stromale, determina aceste celule sa secrete un amestec de citokine (ex. IL-1, IL-6, IL-11, M-CSF, factorul de necroza tumorala, TGF-beta), care imbunatateste recrutarea si diferentierea functionala a celulelor multinucleate gigante destinate sa devina celule de resorbtie osoasa. Una dintre cele mai importante parti ale schemei interactiunii osteoblast-osteoclast este relatia RANKL Osteoprotogerin (OPG). OPG este un peptid solubil descris ca si un factor care inhiba marcat resorbtia osoasa si diferentierea osteoclastelor in vitro. Aceasta proteina este membra a superfamiliei de receptori TNF si rolul ei in remodelarea osoasa este sa actioneze ca un receptor fals (capcana) pentru o peptida cunoscuta ca ligand pentru osteoprotegrin ex OPGL. De fapt, RANKL este o peptida de suprafata care atunci cand este activata, actioneaza pe osteoblast leagandu-se de adevaratul receptor OGPL (numit si activator al receptorului RANK al ligandului NFkB) al osteoclastelor, si initiaza contactul celula-celula necesar pentru activarea osteoclastelor ulterior rezultand resorbtie osoasa. Sistemele OPG, OPGL si RANK care actioneaza asupra diferentierii osteoclastelor, impreuna cu efectele m-CSF asupra proliferarii osteoclastelor, furnizeaza conexiunea importanta dintre osteoclaste si osteoblaste. Se incearca sinteza anticorpilor anti-RANKL care sunt studiati pe grupuri de oameni, ca potential agent terapeutic pentru incetinirea sau inhibarea resorbtiei osoase. Cel mai studiat dintre acestia este AMG 162 care poate fi administrat o data la 6 luni si are efecte profunde de supresie asupra resorbtiei osoase.

Activarea ciclului remodelarii osoase se face : 1) pentru producerea unei aport de calciu in spatiul extracelular pe termen scurt dar si lung; 2) pentru a asigura elasticitate si duritate scheletului. Remodelarea este mai pronuntata in scheletul trabecular (ex: coloana, calcaneu si femurul proximal) si este componenta osoasa cea mai activa metabolic, si datorita proximitatii spatiului medular. Osul trabecular este mai vulnerabil la injuriile locale sau sistemice care pot cauza dezechilibre semnificative in turnover-ul osos.

Remodelarea osoasa este responsabila pentru inlocuire osului imbatranit cu altul nou. Acest proces este initiat de activarea osteoclastelor. Resorbtia osoasa dureaza intre 20-40 de zile si este urmata de formarea osteoblastelor iar apoi de mineralizare in urmatoarele 100-150 de zile. In conditii fiziologice exista un echilibru intre perioada de resorbtie si cea de formare a osului. In conditii patologice, poate aparea o balanta negativa cu pierdere de os. Ocazional, o balanta pozitiva poate duce la o supraproductie de os.

Activarea remodelarii prin osteoblaste si recrutarea osteoclastelor, reprezinta cele mai vulnerabile componente ale acestui ciclu. A 3-a componenta a procesului remodelarii osoase care poate fi alterata in timpul starilor patologice sunt osteocitele. Remodelarea scheletului prin cuplarea resorbtiei cu formarea de os , este un proces care in mod normal este initiat de catre osteocite ca raspuns la incarcarea mecanica sau la stress. Procesul de remodelare poate fi incheiat de osteocite, care produc o protenina numita sclerostin, siinhiba activitatea osteoblastelor inhiband caile Wnt si BMP. Modificarea raportului formare resorbtie survine: in timpul menopauzei (deficit de estrogeni) sau ca raspuns la fluxul endogen de hormon paratiroidian, stimulare prin citokine, secretie anormala de hormoni de crestere , exces de glucocorticoizi sau modificari ale calciului seric. Deficitul de estrogeni reprezinta unul dintre cele mai comune si totodata critice elemente in schimbarea ratei de resorbtie osoasa la un nivel mai inalt.

Este inca neclar de ce un nivel scazut de estrogen, cauzeaza o pierdere de os atat de rapida numai la un procent scazut de femei. Este clar ca si factori precum conversia periferica a testosteronului in estradiol, secretia adrenala de hormoni androgeni si alti determinanti genetici, alte semnale locale, sunt importante. Desi nu au fost identificate si la oameni, la soareci s-au identificat determinante ereditare puternice care influenteaza rata de pierdere osoasa acuta.

Markerii biochimici ai turnover-ului osos

FORMARE

REZORBTIE-Hydroxyproline Markerii turnover-ului osos -prezic pierderea masei osoase si riscul de fractura la pacientii netratati Cu tratament -Schimbare mai rapida decat DMO -Identifica mai multe raspunsuri decat DMO -Explica o mai mare proportie a reducerii fracturilor decat schimbarea DMO Pot fi utile in monitorizarea raspunsului la tratament

-Osteocalcin(OC)

-Bone-specific alkaline phosphatase(BAP) -Amino terminal propeptide of type I collagen (PINP) -Carboxy terminal propeptide of type I collagen(PICP)

-Hydroxylysine -Pyridinoline -Deoxypyridinoline -Bone sialoprotein -Acid phosphatase -Tartrate-resistant acid phosphatase -Type-1 collagen telopeptides (CTX, NTX)

Os trabecular 20% din masa scheletului 80% din turnoverul osos Os cortical 80% din masa scheletului 20% din turnoverul osos

Turnoverul osos

Turnoverul osos variaza cu zona scheletica si cu raportul os cortical/trabecular Osul trabecular este de 8 ori mai activ metabolic fata de cel cortical. Radiusul distal contine mai mult os trabecular deci nu este o zona sensibila de monitorizare a schimbarii DMO , cu exceptia hiperparatiroidismului. Masa osoasa atinge maximum la 26-30 de ani masa osoasa de virf. Apoi ramane constanta la ambele sexe pana la varsta de 45-55 de ani, cand dupa menopauza apare o pierdere accelerata osoasa la femei. La barbati pierderea este graduala. - pierderea accelerata osoasa la femei duce la disparitia a 25-30% din masa scheletala in decurs de 5-10(4-8) ani, dupa care urmeaza o descrestere mai lenta, dar constanta de circa 0,5-1% pe an(3% pe decada dupa alti autori). - barbatii nu au o pierdere accelerata ci doar o pierdere graduala, constanta a masei osoase.

La barbati masa osoasa de virf este cu15-25% mai mare decit la femei deoarece: - baietii au doi ani in plus de crestere prepubertara (pubertatea apare mai tirziu). - puseul de crestere pubertar este mai lung cu un an. La incheierea pubertatii (disparitia cartilajului de crestere) este realizata 90- 95% din masa osoasa. Prin procesul numit consolidare este obtinut restul pina la masa osoasa de virf.

DMO (plus/minus o deviatie standard) pe grupe de varsta, la persoane sanatoase barbati (--) si femei (--) (pentru aparatul Lunar modelul DPX)BMD, g/cm21.4

1.4

1.4

1.2

1.2

1.2

1.0

1.0

1.0

0.8

0.8

0.8

0.6

0.6

0.6

TOTAL BODY0.40 10 20 30 40 50 60 70 80

FEMORAL NECK0.4

LUMBAR SPINE0 10 20 30 40 50 60 70 80

0.4

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Age

Structura tridimensionala a osului trabecular (arhitectura trabeculara) poate varia in limite largi in functie de zonele anatomice sau cu varsta. Osul trabecular de la nivelul corpului vertebral contine mai multe trabecule sub forma de tija (rods), in timp ce la nivelul trochanterului mare contine structuri amestecate de placi si tije (plates and rods). Cu inaintarea in varsta si reducerea stimularii mecanice, trabeculele devin progresiv mai subtiri se perforeaza si apar cavitatile de resorbtie.

(A) Vertebra (B) trohanterul mare (C) colul femural Volum = 331 mm3

Sectiuni high-resolution, recostructii tridimensionale pe os trabecular provenind din portiunea proximala a tibiei, apartinand decadelor 2-9 de viata. Cu inaintarea in varsta densitatea osoasa scade si apare o deterioare globala a structurii trabeculare. In plus, tesutul devine in mare parte aliniat cu axul diafizei tibiale ( in cazul de fata, vertical). Acest aliniament preferential duce la anizotropie sau la dependenta directionala a structurii. Directia principala in structura este cea a liniilor de forta.

Osteporoza poate fi :acuta sau cronica Forma acuta poate fi: -localizata sau -regionala (osteoporoza de imobilizare, osteoporoza patata din sindromul Sudeck-Leriche) Forma cronica este generalizata si poate fi de: - tip I (postmenopauza) - tip II de senescenta - apare dupa 70 ani Osteporoza poate fi: (1) de involutie sau osteoporoza primara in care nu se pot identifica factorii cauzali; (2) osteoporoza secundara, in care factorul cauzal este cunoscut (ex:consum de steroizi) (3) forme rare de boala, cum ar fi osteoporoza juvenila, de graviditate, postpartum.

Tipuri de osteoporoza

Fiziopatologia osteoporozei cronice

Patogeneza osteoporozeiPatogeneza osteoporozei este multifactoriala. Se disting 2 tipuri de osteoporoza la femei: 1 osteoporoza postmenopauza de tip I si 2 osteoporoza datorata varstei de senescenta tip II Tipul I este caracterizat de cresterea resorbtiei osoase datorita activitatii osteoclastice si este corelat cu deficitul de estrogen.Fracturile vertebrale prin prabusire si fracturile distale de radius sunt principalele complicatii. tipul II osteoporoza corelata cu varsta (de involutie, de senescenta) , apare dupa varsta de 70 de ani la ambele sexe si este asociata cu o pierdere osoasa corticala si trabeculara de 1-2% in fiecare an. Pierderea osoasa datorita varstei incepe la 35-40 ani,cand balanta se inclina in favoarea resorbtiei iar scheletul incepe sa piarda din masa osoasa.Fracturile de bazin si cele vertebrale sunt cele mai frecvent intalnite in tipul II.

-

-

-

Acest concept a fost elaborat de Riggs care a sugerat termenii Tipul 1 de osteoporoza, care semnifica o pierdere de os trabecular dupa menopauza, si Tipul II de osteoporoza in care se constata pierdere de os cortical si trabecular atat la barbat cat si la femeie. Tipul I rezulta direct din lipsa de estrogen endogen, in timp ce tipul II de osteoporoza reflecta influenta unei remodelari ineficiente pe timp lung, secundare unui inadecvat si ineficient regim alimentar cu calciu si vitamina D, absorbtiei intestinale reduse de minerale, prelucrarea renala inadecvata a mineralelor si secretia crescuta de hormon paratiroidian.

MenopauzaApare la varsta de 501,5 ani (extreme35-60 ani). Dupa menopauza, nivelurile circulante de estradiol si estrone scad semnificativ cu aproximativ 25% si respectiv 75%. Exista controverse privind mecanismele cresterii turnoverului osos dupa menopauza. Actiunea directa a estradiolului asupara osteoclastelor a fost demonstrata doar pentru osteoclastele aviare. In modelul aviar estradiolul scade dezvoltarea si activitatea osteoclastelor si creste direct activitatea osteoblastelor. Deficitul de estrogen duce la cresterea generarii si activitatii osteoclastelor, care perforeaza trabeculele osoase, reducandu-le rezistenta si crescand riscul de fractura. Durata vietii osteoclastelor functionale si astfel cantitatea de os resorbita de osteoclaste poate fi intensificata ca urmare a deficitului de estrogeni Estrogenii afecteaza functia osteoclastelor prin inducerea apoptozei. Este cunoscut faptul ca 17beta-estradiol induce apoptoza la osteoclastele de sobolan in vitro si in vivo de 2-3 ori. Asta indica faptul ca estrogenul poate preveni pierderea excesiva osoasa inainte si dupa menopauza limitand durata de viata a osteoclastelor.

Estrogenii echilibreaza secretia osteoprotegerinelor, inhibitor la diferentierii osteoclastelor-

Majoritatea estriolului prezent in circulatie dupa menopauza reprezinta conversia extraendocrina a precursorilor androgenului la nivelul muschilor si tesutului adipos.Aceasta conversie la nivelul tesutului adipos explica de ce pacientii obezi sunt mai bine protejati impotriva osteoporozei si fracturilor fata de cei astenici Femeile cu menopauza precoce sau ovarectomie au pierderi osoase accelerate si o incidenta mai ridicata pentru fracturi. Amenoreea predispune,de asemenea femeile la osteoporoza.Cele cu menopauza preoce de obicei au avut lungi perioade de oligomenoree,datorita unei predispozitii genetice.Astfel, acesti pacienti au episoade repetate ale cresterii pierderii osoase si o greutate a oaselor scazuta. Deficitul estrogenic precoce sau intarziat afecteaza masa osoasa prin mecanisme difrite. Cel precoce (care apare inainte de 26-30 de ani, cand pacientii ajung la masa osoasa de varf ) probabil afecteaza maturarea osoasa si remodelarea osoasa ceeace duce la un schelet subtiat si fragil. Apare in sindromul Turner, amenoreea hiperprolactinemica si amenoreea atletilor. Prin contrast, menopauza normala si deficitul intarziat de estrogen (dupa ovarectomie) induce o accelerare a pierderii osoasa.

-

-

-

Patogeneza osteoporozeiOsteoporoza a fost clasic definita ca un proces in care resorbtia osoasa depaseste formarea de os rezultand o pierdere efectiva de masa osoasa. Exista persoane cu un peack al masei osoase mai redus. Acesta este motivul pentru care osteoporoza de involutie in cazul acestor pacienti se instaleaza mult mai repede si este mai severa. Acest scenariu poate fi mai probabil decat s-a crezut in trecut si, aproape sigur, este cauzat de alterari mostenite sau dobandite, fie in procesul de formare fie in cel de rezorbtie osoasa, in timpul cresterii din copilarie.

Inaintarea in varstaMecanismele prin care pierderea osoasa apare dupa 35 de ani sunt insuficient intelese, dar sunt implicati mai multi factori, care aduc modificari in homeostazia scheletala si a calciului, dependenti de varsta: deficitul de estrogen, reducrea nivelurilor de osteoprotegerina, reducerea consumului de calciu si vit D, malabsorbtia calciului si vit D, niveluri crescute de interleukina 1 si 6, factorul de necroza tumorala alfa, cresterea resorbtiei si a turnoverului osos, deteriorarea functiei osteoblastelor, scaderea secretiei factorilor de crestere insulin-like, scaderea transformarii secretiei factorilor de crestere reducerea nivelurilor de factor 1 de legare (core-binding factor 1 ?)

Inaintarea in varstaLa ambele sexe,efectul deficitului de estrogen are efecte asupra pierderii osoase pe tot parcursul vietii.La barbati,rata pierderii osoase o data cu varsta are legatura cu nivelurile circulante ale estradiolului. Odata cu inaintarea in varsta are loc un proces de resorbtie endostala si o expansiune periostala. Smith si Walker au studiat 2030 de radiografii de femur la femeile cu varsta intre 45 si 90 de ani si au ajuns la concluzia ca atat diametrul osos cat si aria corticala in sectiune transversala cresc cu aproximativ 11% in 35 de ani.

Inaintarea in varstaRata normala a pierderii osoase este de 2% /an , din acest motiv 20-40% din masa osoasa a femeilor este deja pierduta pana la varsta de 65 de ani (proces inceput inainte de menopauza, dar care se accelereaza dupa). Pierderea osoasa datorata virstei este de 3% pe decada Pierderea osoasa accelerata apare numai la femei dupa menopauza,dureaza 4-8 ani Pierderea lenta este continua toata viata La barbati pierderea este liniara toata viata La femei intervine menopauza ca un fenomen perturbator care duce la o pierdere accelerata.

ALTI FACTORI

Factori de risc care se pot suprapune peste osteoporoza de involutie sau secundara.

Fumatul Consumul de alcool Dieta necorespunzatoare Sedentarism (lipsa exercitiului fizic) Menopauza precoce Antecedente heredocolaterale puternice Schelet mic

Consumul scazut de calciuCalciu este un mineral esential pentru buna functionare a functiei nervoase,musculare cat si pentru mineralizarea osoasa. Fiziologic, mai multe sisteme hormonale contribuie la homeostazia calciului. Vitamina D este esentiala pentru absorbtia calciului intestinal,care este apoi trasportat prin sange la os,unde este incorporat in matricea osoasa in perioada calcificarii.In perioadele deficitului de calciu datorita consumului scazut sau scaderii absorbtiei, osul se comporta ca un sistem tampon mentinand un nivel constant al calciului seric.

Calciul poate fi indepartat din os fie: - prin transportul pe linia celulara a osteocitelor, responsabil de regularizarea rapida a calciului seric - prin intermediul eliberarii din matricea osoasa in timpul resorbtiei osteoclastice. Homeostazia calciului este pastrata prin interactiuni complexe intre glandele paratiroide,piele,intestin si rinichi. Bolile parenchimului renal duc la niveluri scazute ale 1,25(OH)2D3, rezultand hiperparatiroidism compensator,care creste resorbtia osoasa si turnoverul osos. Consumul adecvat de calciu este important in mentinerea homeostaziei normale a calciului si pentru protectia oaselor fata de pierderile excesive de calciu.Cand consumul de calciu este scazut, apar mecanismele care cresc secretia de PTH, rezultand un turnover crescut si posibile efecte negative asupra masei osoase.

Consumul minim de calciu necesar unei bune functionari osoase este dificil de apreciat. Nutritia poate afecta varful masei osoase. Matkovic si col au comparat incidenta fracturilor de col femural la oameni care traiesc in 2 zone geografice cu diete diferite din fosta Iugoslavie.Ei au gasit o reducere a incidentei fracturilor la cei care au consulmul de calciu mai mare.Diferenta se poate probabil atribui diferentelor privind varful masei osoase. Impactul pe care il are calciul asupra dezvoltarii si mentinerii masei osoase difera pe parcursul vietii.Pentru a reduce riscul osteoporozei, consumul de calciu ar trebui sa fie crescut pe perioada adolescentei, sarcinii si la batrani.

VITAMIN D THE SUNSHINE VITAMIN

UVB Lungime de unda 290-320 nm Clima temperata in lunile mai- septembrie

Se recomanda o doza de 400 ui (10g)/zi , acolo unde dieta este singura sursa de vitamina. Intr-o dieta normala se pot absorbi 10g/zi vitamina D. Suplimentare sau expunere la soare. O cantitae suficienta de vitamina D poate proteja impotriva cancerului, diabetului si bolilor autoimune.Afecteaza negativ productia cutanata Imbracamintea Lotiuni cu factor de protectie solara Sticla Cladirile Poluarea Pielea imbatranita

Fumatul este un important factor de risc pentru osteoporoza. Femeile care fumeaza au menopauza mai precoce decat cele care nu fumeaza, si din cauza ca sunt mai slabe, au o productie redusa de estrogeni extraendocrin (care se formeaza in tesutul adipos). In schimb, rata clearance-ului metabolic al estrogenului poate fi crescut la fumatori. Fumatul poate inhiba direct functia osteoblastelor.

Alcoolul este factor de risc pentru dezvoltarea osteoporozei. Mai mult,ebrietatea creste riscul cazaturilor si implicit al fracturilor. Alcoolul afecteaza proliferarea osteoblastelor in vitro si reduce sinteza proteinelor matricii in vivo. Exercita de asemenea un efect toxic direct asupra altor celule osoase

Factori genetici60% din masa osoasa este determinata genetic.O femeie a carei mama a avut osteoporoza are o probabilitate mai mare sa dezvolte boala. Restul de 40%, este atribuit dietei, activitatii fizice,medicamentelor si stilului de viata.

Patogeneza osteoporozei de tip II pierderile osoase dupa varsta de 65 de ani implica mecanisme corelate cu o tulburare in homeostazia calciului consecinta a reducerii vitaminei D si a consumului de calciu. O data cu inaintarea in varsta,consumul de calciu este redus.Productia de vitamina D in piele este de asemenea scazuta, ducand la o scadere a absorbtiei calciului consumat. Reducerea calciului absorbit poate duce la hiperparatiroidism secundar, care intensifica pierderea osoasa datorita stimularii activitatii osteoclastelor si a turnoverului osos.

Deteriorarea functiei osteoblastelor accelereaza pierderea osoasa.Ca si fibroblastii, osteoblastii sufera o imbatraniere celulara cu trecerea timpului. Ca rezultat, sinteza matricei de colagen si secretia altor factori osteotropici scade. Acest lucru duce la un grad scazut al formarii osoase la varstnici. Estrogenii cresc nivelurile serice de 1,25(OH)2D3. La femeile osteoporotice, absorbtia calciului creste prin suplimentarea cu calcitriol. Acesta este considerat unul dintre efectele indirecte ale estradiolului, si poate explica rolul benefic al suplimentelor cu estrogen in cadrul profilaxiei impotriva fracturilor osteoporotice.

Modificari ale osului datorate varsteiRemodelare osoasa crescuta Resorbtia osoasa depaseste formarea de os Porozitate crescuta DMO scazut Inmultirea microleziunilor Fracturi pe fond osteoporotic

Odata cu inaintarea in virsta histologic s-au constatat modificari cantitative si calitative ale microstructurii trabeculelor corpilor vertebrali : -reducerea numarului trabeculelor cu exceptia celor situate pe traectul liniilor de rezistenta -modificarea formei acestora care devin aplatizate -apoi sunt perforate de osteoclaste, rarefiate -apritia unor tunele intre trabecule (Recker 1993). Dupa 45 ani apar microfracturi,predominent in trabeculele verticale in imediata vecinatate a platourilor vertebrale. Procentul greutatii corporale deasupra L1, L2, L3,L4 insumeaza 50%, 53%, 56%, 58% din greutatea totala a corpului, iar continutul mineral creste odata cu cresterea presiunii asupra corpului vertebral.Acest fapt explica frecventa tasarilor vertebrale in regiunea toracala inferioara si lombara superioara.

Os normal

Os cu osteoporoza

Boli care pot cauza osteoporoza

Acromegalie Atrofie adrenala si boala Addison Amiloidoza Spondilartrita anchilozanta BPOC Porfirie congenitala Sindrom Cushing -excesul de alcool Endometrioza Epidermoliza buloasa -tiroxina Gastrectomie -glucocorticoizi si adrenocorticotropi Insuficienta gonadala(primara si secundara) Hemocromatoza Hemofilie -agenti eliberatori de gonadotropine Hiperparatiroidism Hipofosfatemie -heparina Scolioza idiopatica Diabet insulino-dependent -litiu Limfoame si leucemie -tamoxifen(folosit in premenopauza) Sindroame de malabsorbtie Mastocitoza Mielom multiplu Scleroza multipla Boli de nutritie Osteogeneza imperfecta Nutritie parenterala Anemie pernicioasa Artrita reumatoida Sarcoidoza Hepatopatii severe(mai ales ciroza biliara primara) Talasemie Tireotoxicoza

Medicamente care pot cauza osteoporoza -acuminium -anticonvulsivante -fumatul -droguri citotoxice

Factori de risc pentru osteoporozaIndependent de densitatea minerala osoasa: varsta fracturi in antecedente antecedente de fractura de bazin la mama terapie cu glucocorticoizi fumatul consum de alcool mai mare de 3 unitati artrita reumatoida indicele de masa corporala 70 de ani -menopauza precoce