REVISTA ROMN DE REUMATOLOGIE VOL. XVI NR. 1 - 2007 11

CONINUTUL CURSULUI

Structura i funciile sistemului osos Compoziia osului Os trabecular (spongios) i os cortical

(compact) Celulele osoase

Principiile modelrii i remodelrii osoase Pierdere de os cu vrsta: tiparuri i etiologie

STRUCTURA I FUNCIILE SISTEMULUI OSOS

Figura 1 arat funciile scheletului, iar figura 2compoziia esutului osos, sub aspectul fazelor saleorganic i mineral.

Suprafaa exterioar a oaselor este compusdintr-un strat gros, dens i neted de esut calcificat,denumit cortex (os cortical sau compact). Diafizeleoaselor lungi, craniul i plcile vertebrale sunt com-puse din os compact. n diafize, cortexul nconjoarcanalul medular, unde este coninut mduva he-matopoietic. Spre metafiz i epifize, corticala de-vine din ce n ce mai subire nconjurnd o reea deramuri i plci calcificate (trabecule), care este de-numit os trabecular sau spongios. Osul corticalreprezint aproximativ 80% din masa scheletului(dar numai 20% din suprafaa acestuia), iar osul tra-becular numai 20% din masa scheletului (dar 80%din suprafa, datorit structurii similare cu a unuifagure de miere). Din cauza suprafeei sale multmai ntinse expus spre mduv i esuturile moi ideoarece resorbia i formarea de os (remodelareaosoas) se produce la nivelul suprafeelor osoase,osul trabecular este de cam 6-8 ori mai activ dinpunct de vedere metabolic dect osul cortical.

MODELAREA I REMODELAREA OSOAS

Modelarea osoas, procesul prin care oaselecresc n volum i i modific forma, este rspun-ztoare de morfologia caracteristic a oaselor aflaten cretere. Aceasta se refer la persistena formriii resorbiei la acelai sediu pentru o perioad detimp n timpul creterii. Rezultatul modificrilor nlocaiile date ale suprafeei osoase sunt descrise cafronturi de modelare. De exemplu, conturul sub-iat a metafizelor este conservat n timpul creteriiprin modificri n ratele depozitrii periostale i ero-drii endosteale, pe msur ce osul metafizar se de-plaseaz spre a deveni os diafizar.

Modelarea este principala modalitate de turnoverosos n scheletul foarte tnr, dar remodelarea estecea care crete n importan pentru a deveni mo-dalitatea dominant de turnover dup ce creterealiniar nceteaz. Remodelarea osoas este un pro-ces continuu de-a lungul ntregii viei i contribuiela repararea microfisurilor i la modificarea arhi-tecturii trabeculare ca adaptare la schimbarea tipa-rului de ncrcare. n plus, procesul de remodelarecontribuie la realizarea funciei scheletului de rezer-vor mineral, meninnd nivelul calcemiei, n ciuda

CURSUL 2

Curs internaional de osteoporoz cu certificare n osteodensitometrie

FIZIOPATOLOGIA OSTEOPOROZEI

Figura 1

Figura 2

12 REVISTA ROMN DE REUMATOLOGIE VOL. XVI NR. 1 - 2007

variaiilor largi ale ingestiei i ratei de cretereosoas.

Figura 3 descrie ciclul de remodelare osoas.Activitile celulare prin care se realizeaz remo-delarea nu se fac la ntmplare i au loc n zonebine definite, denumite uniti de remodelare osoas(UMO). UMO estre rezultatul aciunii unui con-tingent multicelular care mediaz un lan de eveni-mente succesive, care ncep cu resorbia i culmi-neaz n formarea i mineralizarea osului nou. Celedou faze ale remodelrii resorbia i formarea sunt cuplate, n sensul c activitatea osteoclastelor(celulele care resorb osul) i a osteoblastelor (celu-lele care formeaz os) sunt legate spaial i tem-poral. Aceasta este asigurarea c o cantitate precisde os resorbit va fi nlocuit n cursul fazei de for-mare. n scheletul adult sntos, n oricare moment10% din suprafa este sediul unei remodelri activeiar 90% este n repaus. n osul cortical, UMO sapun tunel cilindric (un con de foraj urmat de uncon de nchidere) n vreme ce n osul trabecularaceasta are forma unei an festonat la nivelul su-prafeei osoase.

calciul, fosfatul i proteinele matriceale n lichidulextracelular. Odat ce resorbia se ncheie (n 2 sp-tmni), osteoclastele sufer apoptoz (n timpulfazei de reversie), care semnaleaz nceperea for-mrii de os.

Formarea osoas ncepe prin atragerea precur-sorilor osteoblastici (derivai din celulele sue me-zenchimale de la nivelul mduvei) spre lacuna deresorbie, unde se difereniaz n osteoblaste, nitecelule mononuclare cuboide. Osteoblastele secretmatricea organic a osului n lacuna de resorbie.Colagenul este secretat ntr-o manier foarteorganizat, rezultnd straturile distincte ale matricii(lamele). n osul trabecular, lamelele sunt depozitaten straturi curbate, care corespund conturuluitrabeculei. n osul cortical, osteoblastele urmeazosteoclastele de-a lungul conului de nchidere idepun succesiv lamele concentrice. Dup 20 de zilencepe mineralizarea osteoidului. ntre 60-70% dincantitatea final de mineral este depus n 6-12 ore,iar ceea ce rmne de depus se realizeaz treptat ninterval de cteva sptmni, pentru a forma osulmatur (mineralizarea secundar). n timpulformrii, unele osteoblaste sunt nglobate n matricei se difereniaz n osteocite, altele se difereniazn celule bordante plate, care vor acoperi suprafaaosoas (figura 3). ntregul ciclu de remodelaredureaz aproximativ 5 luni.

Remodelarea osoas st sub controlul a nume-roi modulatori hormonali sistemici i locali. Ceimai importani stimulatori i inhibitori ai remodelriisunt redai n figura 4. Mecanismele care determinunde i cnd apare remodelarea sunt destul de puinnelese, dar stimulii mecanici i alterrile microsco-pice (microfisuri) sunt probabil importante n di-recionarea remodelrii spre focare anume n sche-letul sntos. Hormonii calcitropi, cum ar fi pa-rathormonul i 1,25 (OH)2 D3, acioneaz mpreunla nivel sistemic pentru a permite calciului din schelet

Figura 3

Remodelarea este mprit n 4 faze: resorbia,reversia, formarea i repausul. Resorbia ncepe cuactivarea precursorilor osteoclastelor i recrutareaacestora la locul din suprafaa osoas unde urmeazs nceap resorbia. Celulele bordante de la acestnivel i schimb aspectul i se retracteaz expu-nnd suprafaa osoas pentru a fi colonizat de pre-osteoclaste, care se ataeaz aici i fuzioneaz pentrua forma osteoclastele multinucleate. Osteoclastelese ataeaz de suprafaa osului prin marginea lorn perie, care formeaz o zon sigilat dede-subtul acesteia. Marginea n perie secret enzi-me lizozomale i cistein-proteinaze, cum ar fi cate-psina, care degradeaz colagenul, i acizi (ex. lactic,citric, clorhidric) care dizolv mineralul i elibereaz Figura 4

13REVISTA ROMN DE REUMATOLOGIE VOL. XVI NR. 1- 2007

s se mobilizeze n scopul meninerii calcemiei. Re-modelarea osoas este de asemenea stimulat i deali hormoni, cum ar fi hormonul de cretere i hor-monii tiroidieni, dar este inhibat de estrogeni,androgeni i calcitonin.

Recunoaterea rolului pe care l joac receptorulactivator al factorului kappa B (RANK) i ligandulsu (RANKL) n reglarea osteoclastogenezei (pro-movarea precursorilor osteoclastici spre a se trans-forma n osteoclaste mature) a dus la natera unornoi tratamente pentru osteoporoz. RANKL, expri-mat de osteoblaste i celulele stromale, se leag deRANK de pe suprafaa preosteoclastelor i osteo-clastelor mediind fazele avansate ale diferenieriii activarea osteoclastelor (figura 5). Osteoprote-gerina (OPG), de asemenea exprimat de osteoblastei celulele stromale, funcioneaz ca un receptorcapcan legnd i inactivnd RANKL. Prin ur-mare, OPG inhib formarea i activitatea osteo-clastelor. Modulatorii pentru RANKL i OPG suntprezentai n figura 6.

PIERDEREA DE OS CU VRSTA: TIPARE IETIOLOGIE

Masa osoas de vrf (MOV)

Exist o accelerare a ctigului de mas osoasasociat cu puseul de cretere pubertal. Acest pu-seu este un eveniment tipic al fazei precoce a puber-tii la fete, care ncepe cam la 10,5-11 ani i cevamai trziu, pe la 12,5-13 ani, la biei, dar dureazmai mult. Puseul de cretere n nlime l precedepe cel al ctigului de mas osoas cu aproximativ1-2 ani. Figura 7 arat accelerarea mai precoce actigului de mas osoas la fete i durata sa maiscurt, prin urmare bieii vor ctiga o statur mainalt i o MOV mai mare dect fetele. MOV estedefinit ca i cantitatea de os care este obinut lamaturarea scheletului i este acceptat c 95% dinaceasta se realizeaz la captul celei de a doua de-cade a vieii, restul urmnd s fie completat n cursulcelei de a treia decade (uneori definit ca i consoli-dare). nsemntatea MOV este c aceasta este unuldintre principalii determinani ai riscului de fracturiosteoporotice pe durata ulterioar a vieii.

Figura 5

Figura 6

Figura 7

Figura 8 arat modificarea DMO cu vrsta, labrbai i la femei, din copilrie pn la maturitate.Aceasta arat c sporirea masei minerale osoase pedurata creterii este n principal dat de creterea di-mensiunilor oaselor (n stnga, DMO areal g/cm2),n vreme ce DMO volumetric (g/cm3) rmne maimult sau mai puin stabil i este comparabil labrbai i femei.

Determinanii MOV sunt genetici, hormonali ide stil de via (ex. activitatea fizic). Mediatoriihormonali includ hormonii sexuali, factorul decretere IGF-1 i calcitriolul. Factorii genetici suntcei mai importani n atingerea MOV, rspunzndde 60-70% din diferena ntre indivizi.

14 REVISTA ROMN DE REUMATOLOGIE VOL. XVI NR. 1 - 2007

PATOGENEZA PIERDERII OSOASE CU VRSTA

nceputul pierderii mai nsemnate de os are locn jur de 50 ani la femei i de 65 de ani la brbai.n contrast cu achiziia de os din adolescen, di-mensiunile oaselor variaz puin de-a lungul vieii,exceptnd expansiunea dimensiunilor exterioare,care este mai nsemnat la brbai i afecteazdeopotriv scheletul axial i periferic. Aceast ex-pansiune periosteal este superioar creterii spa-iului medular, care rezult din resorbia endostealcontinu. Astfel, corticala oaselor devine mai sub-ire. Acest fenomen, mpreun cu creterea porozi-tii corticale i distrugerea osului trabecular prinsubierea i perforarea trabeculelor, contribuie lapierderea de mas osoas paralel cu avansarea netate (figurile 9-10). n felul acesta, procesul de re-modelare dependent de vrst poate fi interpretatca un rspuns la pierderea de os n ncercarea de acompensa reducerea rezistenei sale mecanice.

Exist un numr de factori asociai cu procesulnormal de mbtrnire, care vor avea impact asu-pra ratei de pierdere. Acetia sunt:

Declinul n statusul vitaminei D.

Scderea absorbiei intestinale de calciu. Aport alimentar sczut de calciu, vitamin

D, proteine i calorii. Reducerea efortului de ncrcare a scheletu-

lui. Scderea masei musculare. Declinul hormonilor sexuali.Figura 11 descrie schematic patogeneza pierderii

osoase n relaie cu aportul alimentar de calciu icu nivelul inadecvat de vitamin D.

Figura 8

Figura 9

Figura 10

Figura 11

Hormonii sexuali feminini sunt obligatorii, nunumai pentru achiziionarea maximal de masosoas, att la femei ct i la brbai, dar de asemeneapentru meninerea masei osoase prin controlul re-modelrii pe care l exercit la femei n timpul vieiireproductoare i la brbai odat cu mbtrnirea(scderea mic, dar observabil a nivelului estra-diolului la brbaii n vrst este clinic relevant).Strile patologice asociate cu deficiena estrogenicprematur, cum ar fi anorexia nervoas sau ame-noreea secundar efortului fizic intens, susin con-cepia existenei unei relaii cauzale ntre deficitulestrogenic i pierderea accelerat de os. Prin creterea

15REVISTA ROMN DE REUMATOLOGIE VOL. XVI NR. 1- 2007

turnover-ului osos i apariia unui dezechilibru ntreformare i resorbie, deficitul estrogenic este ocauz principal de osteoporoz la femeile aflatedup cea de a cincea decad a vieii, probabil i labrbai, prin urmare este implicat direct n creterearatei fracturilor de fragilitate odat cu avansarea nvrst. n termenii geometriei osoase, declinul estro-genilor tinde s creasc rata resorbiei endosteale,n vreme ce declinul nivelului testosteronului reducerata apoziiei periostale, astfel nct oasele devinmai subiri. Alte boli endocrine pot duce de ase-menea la pierdere osoas. Hiperparatiroidismulprimar crete turnover-ul osos i duce la reducereavolumului de os trabecular, cum au dovedit-o stu-diile histomorfometrice. Excesul hormonilor tiroidi-eni crete de asemenea remodelarea osoas. Astfel,pierderea de os apare n hipertiroidism i la per-soane aflate sub tratament de substituie cu dozecare inhib TSH. Efectul major al excesului de glu-cocorticoizi este reducerea formrii de os.

La brbai, aproximativ 50% din etiologia osteo-porozei este idiopatic i 50% este secundar.

Patogeneza fracturilor osteoporotice este ilustra-t n figura 12.

Scderea acuitii vizuale i cataracta. Malnutriia, consumul de alcool n exces. Unele boli: artritele, diabetul, hipotensiunea

ortostatic, alterarea cognitiv, neuropatia pe-riferic.

Polipragmazia (ex. medicamentele psihoactivesau antihipertensive).

nclmintea cu talp alunecoas sau cu to-curi nalte.

Factori ambientali la domiciliu: iluminat in-suficient, covoare defecte, suprafee alune-coase sau neregulate, baia fr mnere de sus-inere sau covor de cauciuc, animale de com-panie etc.

Factori de mediu: scri, polei, zpad etc.

REZUMAT

Prin procesul de remodelare, esutul osos sennoiete continuu, permind scheletului s-irepare microfisurile, s se adapteze solici-trilor mecanice i s realizeze funcia sa derezervor mineral (homeostazia calciului).

Factori hormonali sistemici i locali i de altnatur sunt implicai n procesul de remode-lare osoas.

Riscul de osteoporoz depinde att de dez-voltarea scheletului n tineree (MOV) ct ide nivelul pierderii osoase n viaa ulterioar.

MOV depinde n principal de factori genetici,dar este de asemenea influenat de nutriie,schimbrile hormonale din perioada puber-tii i de activitatea fizic.

Balana negativ la nivelul sediilor de remo-delare, datorat deficitului estrogenic de me-nopauz i mbtrnire, reprezint baza struc-tural pentru pierderea de os i deteriorareaprogresiv a arhitecturii esutului osos.

Exist diferene n geometria osoas i n ti-parul de pierdere a masei osoase ntre br-bai i femei.

La brbai, cauzele secundare de osteoporozsunt mai frecvente dect la femei.

Figura 12

Factorii de risc pentru cdere includ: Vrsta. Alterarea mersului i echilibrului, slbirea

forei musculare.