Osteoporóza MUDr. Ingrid Rýznarová
Obsah Druhy kostí a jejich funkce Biologie kostí Definice osteoporózy Diagnostika osteoporózy Osteoporóza jako závažné onemocnění Prevence a léčba osteoporózy
Druhy kostí ,jejich funkce biologie kostí
Rozložení a remodelace trabekulární a kortikální kosti se liší v různých místech skeletu 80 % kostní hmoty tvoří kortikální kost; ta odpovídá 20 % kostního obratu Páteř ≥ 75 % trabekulární
Obratle
Dlouhé kosti > 75 % kortikální
Femur
Trabekulární kost
Kortikální kost
Adaptováno dle: Dempster DW. Primer on the metabolic bone diseases and disorders of bone metabolism. 6th ed. 2006; p.7–11.
Kortikální kost • Zevní hutný obal kosti; určuje její tvar • 80 % hmoty skeletu • Základní funkce – Poskytuje biomechanickou oporu – Místo pro připojení šlach a svalů – Ochrana proti nadměrné zátěži
• Míra kostního obratu 2-3 % ročně
Dempster DW. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism. 6th ed. 2006:7-11.
Trabekulární kost • Spongiózní pletivo jemných trámců kosti - trabekula • 20 % hmoty skeletu • Základní funkce – Metabolismus minerálů – Síla a pružnost
• Vyšší míra kostního obratu v porovnání s kortikální kostí
Dempster DW. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism. 6th ed. 2006: 7-11; Image courtesy of A. Boyde
Zdravý skelet se vyznačuje rovnováhou mezi úbytkem a novotvorbou kosti Aktivace
Resorpce:10 dní
Při zvýšeném kostním obratu převažuje úbytek kosti Klidový stav
Reverze
Novotvorba:3 měsíce Baron R. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism. 5th ed. 2003:1-8. Bringhurst FR, et al. Harrison’s Principles of Internal Medicine. 16th ed. 2005:2238-2249. Lindsay R, et al. Treatment of the Postmenopausal Woman: Basic and Clinical Aspects. 2nd ed. 1999:305-314.
Osteoklasty jsou buňky, které resorbují kost Osteoklast
Povrch kosti resorbovaný osteoklastem Upraveno dle: http://www.brsoc.org.uk/gallery/arnett_osteoclast.jpg. Foto použito se souhlasem © Tima Arnetta, Společnost pro výzkum kosti.
Úbytek estrogenů zvyšuje tvorbu RANK ligandu a tím zvyšuje resorpci kosti Diferencované osteoklasty Prekurzory osteoklastů
RANK ligand RANK
OPG RANK RANK
Estrogenů Snížení hladin estrogenů zvyšuje tvorbu RANK ligandu
RANK ligand je hlavním mediátorem tvorby, funkce a přežívání osteoklastů
Zvýšená tvorba RANK ligandu u postmenopauzálních žen vede ke Nadbytek zvýšené resorpci RANKkosti RANK ligand OPG
Aktivované
ligandu Aktivita převažuje Osteoblasty osteoklasty nad OPG
Osteoblasty OPG: osteoprotegerin Boyle WJ, et al. Nature 2003;423:337-342. Eghbali-Fatourechi G, et al. J Clin Invest 2003;111:1221-1230.
Nerovnováha mezi resorpcí a tvorbou kosti
RANK ligand je základním mediátorem tvorby, funkce a přežívání osteoklastů • RANK ligand (RANKL) – Protein regulující signální dráhu produkovaný osteoblasty – Váže se na receptor RANK a podporuje tvorbu, funkci a přežívání osteoklastů
RANK – Vyskytuje se na povrchu osteoklastů a jejich prekurzorů – Aktivován vazbou RANK ligandu
Osteoprotegerin (OPG) – Protein uvolňovaný osteoblasty – Přirozený inhibitor RANK ligandu – Blokuje signální dráhu RANK ligandu a přispívá tak k rovnováze přestavby kosti Kostenuik PJ. Curr Opin Pharmacol 2005;5:618-625; Boyle WJ, et al. Nature 2003;423:337-342; Kostenuik PJ, et al. Curr Pharm Des 2001;7:613-635.
Nadměrná tvorba RANK ligandu zvyšuje resorpci kostí a vede k jejich úbytku Změny poměru RANK ligand/OPG jsou rozhodující v patogenezi kostních nemocí způsobených zvýšenou resorpcí kosti
Způsobuje aktivaci osteoklastů
Brání aktivaci osteoklastů
Aktivita osteoklastů Hofbauer L et al. JAMA 2004; 292: 490-495; Lacey D et al. Cell 1998; 93: 165-176; Boyle W et al. Nature 2003; 423: 337-342
Vrozené poruchy OPG/RANK/RANKL • Familiární expansivní osteolýza (FEO) • Expansivní skeletální hyperfosfatázie (ESH) • Juvenilní m. Paget • Early-onset Paget's disease of bone (PDB2) – v mládí začínající m. Paget
• • • • •
Společné vlastnosti: Vysoký kostní obrat Ztráta sluchu v dětství Ztráta chrupu Ložiskové změny dlouhých kostí • Deformity kostí Ralston SH.Best Pract Res Clin Rheumatol. 2008 Mar;22(1):101-11. Whyte MPJ. Musculoskel Neuron Interact 2004;4:254-267
Úbytek estrogenů zvyšuje tvorbu RANK ligandu a tím zvyšuje resorpci kosti Diferencované osteoklasty Prekurzory osteoklastů
RANK ligand RANK
OPG RANK RANK
Estrogenů Snížení hladin estrogenů zvyšuje tvorbu RANK ligandu
RANK ligand je hlavním mediátorem tvorby, funkce a přežívání osteoklastů
Zvýšená tvorba RANK ligandu u postmenopauzálních žen vede ke Nadbytek zvýšené resorpci RANKkosti RANK ligand OPG
Aktivované
ligandu Aktivita převažuje Osteoblasty osteoklasty nad OPG
Osteoblasty OPG: osteoprotegerin Boyle WJ, et al. Nature 2003;423:337-342. Eghbali-Fatourechi G, et al. J Clin Invest 2003;111:1221-1230.
Nerovnováha mezi resorpcí a tvorbou kosti
Inhibice RANK ligandu – terapeutická možnost Nezralý osteoklast
CFU-GM
RANKL
Inhibice tvorby osteoklastů
RANK OPG Inhibice RANKL
Inhibice funkce a přežívání osteoklastů
Hormony Růstové faktory Cytokiny
Osteoblasty
Tvorba kosti
Inhibice resorpce kosti
CFU-GM = progenitorová buňka pro makrofágy; M-CSF = růstový faktor stimulující kolonie makrofágů. Boyle WJ, et al. Nature 2003;423:337-342.
Definice a diagnostika osteoporózy
Osteoporóza je běžná nemoc se zvýšeným rizikem zlomenin v celém skeletu Definice osteoporózy: •
Systémové onemocnění skeletu charakterizované úbytkem kostní hmoty a poškozením mikroarchitektury kostní tkáně, s následným zvýšením fragility kostí a náchylností ke zlomeninám
•
Jejím typickým projevem je, že úbytek kostní hmoty převáží nad její novotvorbou “Osteoporóza je jedna z nejběžnějších a nejvíce ohrožujících chronických onemocnění, je to globální zdravotnický problém.” International Osteoporosis Foundation
“Osteoporóza vystavuje milióny žen zvýšenému riziku zlomenin, potenciálním životním změnám a dlouhodobým oslabujícím účinkům.” WHO
Boyle WJ, et al. Nature 2003;423: 337-342
Zdravá kost
Osteoporóza
Nadměrná resorpce kosti přispívá ke vzniku osteoporózy
Zvýšená přestavba kosti
Obrázek od Davida W. Dempstera, PhD.
Strukturální porucha
Zvýšená fragilita skeletu
Zvýšené riziko zlomenin
Adult - Premenopause
Menopause - Osteoporosis
Severe osteoporosis
Úbytek kortikální kosti má na snížení pevnosti kosti větší vliv než úbytek kosti trabekulární Rozložení hlavního zatížení distálním radiu*
Žluto-červená: tlaková zátěž, modro-zelená: tahová zátěž
v
Simulovaná atrofie kosti v distálním radiu Změna objemu kosti
Mechanismus úbytku kosti
Pokles pevnosti
- 20 %
Počet trabekul
- 11 %
- 20 %
Trabekulární tloušťka
-9%
- 20 %
Kortikální tloušťka
- 39 %
Pevnost kosti byla nejvíce ovlivněna v modelu snížené kortikální tloušťky1
* Grafické znázornění pomocí simulace konečných prvků pod mikro CT (micro-FE) – výpočet hlavního rozložení zatížení v distálním radiu pro rozloženou zátěž 1 000 Newtonů působící obvykle na povrch kloubu
1. Pistoia W et al. Bone 2003;33(6):937945.
Kostní hmota rychle ubývá s nástupem menopauzy Dosažení maxima kostní hmoty
Maximum kostní hmoty
Nástup menopauzy *
Úbytek kosti
Kostní hmota
Tvorba > Resorpce
Resorpce > Tvorba
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Věk (roky) • Během tohoto časového období probíhá menopauza Lanham-New SA. Proc Nutr Soc. 2008;67: 163-176; Burger H, et al. Am J Epidemiol 1998;147: 871-879; Recker R, et al. J Bone Miner Res 2000;15:1965-1973; Sambrook P, et al. Baillieres Clin Rheumatol 1993;7: 445-457; Weaver CM, et al. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism. 7th ed. 2008:206-208.
Shrnutí Kostní hmota rychle ubývá s nástupem menopauzy1 • Počáteční úbytek kosti se týká hlavně trabekulární kosti • Později po menopauze je kostní úbytek hlavně v kortikalis s nárůstem kortikální porozity
Zvýšení výskytu zlomenin v čase zřejmě koreluje se ztrátou trabekulární a kortikální kosti1,2 • Výskyt zlomenin obratlů je vysoký bezprostředně po nástupu menopauzy a dále kontinuálně narůstá v čase2 • Výskyt zlomenin kyčle zůstává velmi nízký asi do 70 let, kdy začne dramaticky narůstat2
Ztráta kortikální kosti má na pevnost kosti větší vliv než ztráta trabekulární kosti3 1. Zebaze RM et al. Lancet 2010:9727:17291736. 2. Sambrook P & Cooper C. Lancet 2006;367:2010–2018. 3. Pistoia W et al. Bone 2003;33:937945.
Diagnostika osteoporózy pomocí celotělové DXA: Definice podle WHO DXA = Dvouenergiová rentgenová absorpciometrie (denzitometrie)
•
V klinické praxi slouží k diagnostice osteoporózy
• •
Měření BMD hlavně v oblasti páteře a kyčle T-skóre porovnává pacientovu BMD s průměrnou hodnotou mladé zdravé populace
Normální hustota kostní tkáně T-skóre
•
- 1.0
Osteopenie - 2.5
Osteoporóza
World Health Organization. Technical Report Series 921. Prevence a management osteoporózy:Zpráva WHO Scientific Group. 2003. National Osteoporosis Foundation. Clinician’s Guide to Prevention and Treatment of Osteoporosis. 2008
DXA
Lumbar spine BMD measurement
Proximal femur BMD measurement
a
d
c
b
BMD a věk jsou nezávislé rizikové faktory zlomenin 10leté riziko výskytu zlomeniny kyčle (%)
10leté riziko výskytu zlomeniny kyčle podle BMD a věku u žen Věk(roky) 20
80 70
10
60 50 0
1
0
-1
-2
T-skóre krčku femuru(SD) Kanis JA, et al. Osteoporos Int 2001;12:989-995. Kanis JA, et al. Osteoporos Int 2001;12:417-427. Kanis JA, et al. Osteoporos Int 2005;16:581-589.
-3
Další nezávislé rizikové faktory zlomenin Rizikové faktory: – – – – – – – – – –
Věk Nízké BMD Předchozí zlomeniny Nízký BMI Předchozí výskyt zlomenin Rodinná anamnéza zlomenin kyčle Kouření v současnosti Vysoká konzumace alkoholu Revmatoidní artritida Léčba glukokortikoidy
Kanis JA, et al. Osteoporos Int. 2001;12:989-995. Kanis JA, et al. Osteoporos Int. 2001;12:417-427. Kanis JA, et al. Osteoporos Int. 2005;16:581-589.
Všechna tato rizika zvyšují pravděpodobnost zlomeniny během dalších 10 let, která může být odhadnuta s použitím FRAXu ®
Osteoporóza jako závažné onemocnění
Incidence osteoporotických zlomenin v Evropě • V roce 2000 bylo odhadem 3,1 milionu nových osteoporotických zlomenin1
• Odhaduje se, že počet zlomenin kyčle v EU stoupne o téměř 135 % do roku 20502
Zlomeniny podle lokalizace (EU 2000)1
Jiné 30%
Kyčel 21%
Pažní kost 9% Předloktí 24%
U pacientů s osteoporózou se zlomeniny vyskytují v celém skeletu 1. Johnell O and Kanis JA. Osteoporos Int 2006;17:1726-1733. 2. European Commission. Report on osteoporosis in the European Community-action for prevention, 1998.
Páteř 16%
Předchozí zlomeniny predikují budoucí zlomeniny • Ženy s předchozí zlomeninou vykazují 86% riziko další zlomeniny1 • 2 z 10 žen po menopauze s předchozí vertebrální zlomeninou utrpí další vertebrální zlomeninu během následujícího roku2 • 45 % žen se zlomeninou kyčle prodělalo předchozí nízkotraumatickou zlomeninu3-5
• Ženy s předchozí zlomeninou zápěstí mají o 50 % vyšší riziko zlomeniny kyčle 6
1. Kanis JA, et al. Bone 2004; 285: 375-382; 2. Lindsay R, et al. JAMA 2001; 285: 320-323; 3. Lyles KW, et al. ASBMR 2006; 4. Edwards BJ, et al. Clin Orthop Rel Res 2007; 461: 226-230; 5. McLellan AR, et al. (2004) Effectiveness of Strategies for the Secondary Prevention of Osteoporotic Fractures in Scotland (CEPS 99/03). NHS Quality Improvement Scotland; 6. Klotzbuecher CM et al. J Bone Min Res 2000;15:721-739.
Zlomeniny obratlů Ženy s vertebrální frakturou -5x vyšší riziko nové vertebrální fraktury a 5x vyšší riziko Fraktury krčku femuru Black et al., J Bone Miner Res 1999 Melton et al, Osteoporos Int 1999
Zlomeniny obratlů klasifikace dle Genanta semikvantitativní Spinal Fracture Index
Grade1 Grade 2
Grade 3
20-25%
25-40%
40%
Single Energy Fan-beam DXA Imaging a Potential Alternative to Conventional Radiographs
Prevence Vertebral Fracture Cascade
10 YR
20 YR
Okultní osteoporotická vertebrální zlomenina Na poúrazovém rtg snímku bez zřetelného porušení struktury a tvaru kosti-negativní nález Zviditelnění lomné linie za 7-10 dnů(odvápnění okrajů lomné linie) Časné poúrazové vyšetření CT-zviditelní lomné linie,ne vždy Kostní scintigrafie-nespecifická pozitivita MRI-kostní edém v oblasti lomné linie (zhroucení trámčité mikroarchitektury s hemorhagickým prosakem(někdy i přímý průkaz lomné linie PET CT –vysoká senzitivita i rozlišení
Zlomeniny kyčle vedou k významné klinické,sociální a ekonomické zátěži • Zlomeniny kyčle jsou spojeny s významným zvýšením mortality, dokonce i ve věkové skupině pod 65 let1
• 40 % žen, které utrpí zlomeninu kyčle, nebude už nikdy schopno samostatné chůze, a pouze méně než 20 % se zotaví natolik, aby mohlo vykonávat stejné činnosti jako před zlomeninou2 • Zlomeniny kyčle jsou nejdůležitějším faktorem ekonomické zátěže osteoporózy, včetně hospitalizací – tyto zlomeniny představují 14 % případů zlomenin, ale 72 % nákladů na zlomeniny v USA3 1. Center JR, et al. Lancet 1999;353:878-882; 2. Cooper S. Am J Med 1997;103:12S-19S; 3.Burge et al. J Bone Miner Res 2007;22:465–475.
Komplikace fraktury proximálního femuru • • • • •
Umírá 5-20% osob do jednoho roku 33% osob je trvale invalidizována 40% potřebuje dopomoc při chůzi 80% pomoc při denních aktivitách 25% potřebuje dlouhodobou ústavní péči
Osteoporóza můžeme dosáhnout lepších léčebných výsledků?
Cíl léčby-zlepšit,udržet množství a kvalitu kostní hmoty,zabránit zlomeninám • Primární prevence • Fyzická aktivita, • kouření,alkohol,výživa,léky,prevence pádů
• Specifická terapie
FAKTORY OVLIVŇUJÍCÍ BODY A BONE MASS
nutrice
aktivita
POHLAVÍ Genet.variace 60-80%
Život.styl
hormony
Body mass Bone mass
onemocnění
SEKUNDÁRNÍ OSTEOPOROZA ENDOKRINNÍ Hypogonadismus Hypercalciurie Hyperparathyreosa Hyperthyreosa Cushing syndrom Akromegalie ? GIT ONEMOCNĚNÍ Gastrectomie-resekční výk. IBD Coeliakie Intestinální bypass PBC Pancreatopatie SPECIF.GENETICKÁ ONEM Ehlers-Danlos syndrom Marfan. Sy Homocystinurie OI
MEDIKACE Glukokortikoidy,thyreoidní hormony Antikoagulancia Antikonvulziva TTC,rifampicin Cyclosporin Alkohol Kličková diuretika Inhibitory aromatazy Antiandrogenní terapie
HEMATOLOGICKÁ Myelom,hemolytická anemie,mastocytosa Myelo-a lymfo-proliferativní onem
OBECNÁ PRAVIDLA ZDRAVÉ VÝŽIVY • • • • • •
1.dostatečný energetický příjem 2.dostatečný příjem proteinů 3.omezení nadměrného příjmu fosfátů 4.adekvátní příjem Ca,Mg,vitamin D a K 5.snížený příjem soli 6.omezení nadměrné konzumace sacharidů
OPTIMÁLNÍ HODNOTY VITAMINU D
Vitamin D3, vitamin D2 • Nedostatek 25(OH)D pod 50nmol/l (20ng/ml) • Norma 25(OH)D 75-100nmol/l (30-40ng/ml) Odhad 1/3 populace trpí nedostatečnými koncentracemi D3-Vigantol Aktivní metabolity Rocaltrol, Alpha D3
Léky používané v terapii osteoporózy Léky ,,odstraňující“příčinu v časné menopauze Estrogeny s nebo bez gestagenů –tibolon SERM –raloxifen
Chemická blokace metabolismu Bifosfonáty/alendronát,risendronát,ibandronát,zolendronát/
Stimulace nebo inhibice buněk PTH a jeho deriváty, stroncium ranelát
Zásah do mezibuněčných regulací Denosumab Ve vývoji Inhibitor katepsinu K Protilátka proti sklerostinu
Shrnutí • Při osteoporóze dochází ke zlomeninám na všech místech skeletu
• Navzdory široce dostupným lékům zůstává mnoho pacientů nechráněno
