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

Páteř ≥ 75 % trabekulární

Dlouhé kosti > 75 % kortikální

Femur Trabekulární kost

Kortikální kost

Obratle

Adaptováno dle: Dempster DW. Primer on the metabolic bone

diseases and disorders of bone metabolism. 6th ed. 2006; p.7–11.

80 % kostní hmoty tvoří kortikální kost; ta odpovídá 20 % kostního obratu

Rozložení a remodelace trabekulární a kortikální kosti se liší v různých místech skeletu

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

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.

Klidový stav Reverze

Aktivace

Při zvýšeném kostním obratu převažuje úbytek kosti

Novotvorba:3 měsíce

Resorpce:10 dní

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.

Aktivované osteoklasty

RANK ligand

Prekurzory osteoklastů

RANK ligand

RANK

OPG

Estrogenů

OPG

RANK

Snížení

hladin

estrogenů

zvyšuje

tvorbu

RANK

ligandu

Diferencované osteoklasty

Osteoblasty

Nadbytek

RANK

ligandu

Aktivita

převažuje

nad OPG

RANK

Osteoblasty

Nerovnováha mezi

resorpcí a tvorbou kosti

Úbytek estrogenů zvyšuje tvorbu RANK ligandu a tím zvyšuje resorpci kosti

Zvýšená tvorba RANK ligandu u

postmenopauzálních žen vede ke

zvýšené resorpci kosti

RANK ligand je hlavním

mediátorem tvorby, funkce a

přežívání osteoklastů

OPG: osteoprotegerin Boyle WJ, et al. Nature 2003;423:337-342. Eghbali-Fatourechi G, et al. J Clin Invest 2003;111:1221-1230.

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

Brání aktivaci

osteoklastů

Způsobuje 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

Aktivované osteoklasty

RANK ligand

Prekurzory osteoklastů

RANK ligand

RANK

OPG

Estrogenů

OPG

RANK

Snížení

hladin

estrogenů

zvyšuje

tvorbu

RANK

ligandu

Diferencované osteoklasty

Osteoblasty

Nadbytek

RANK

ligandu

Aktivita

převažuje

nad OPG

RANK

Osteoblasty

Nerovnováha mezi

resorpcí a tvorbou kosti

Úbytek estrogenů zvyšuje tvorbu RANK ligandu a tím zvyšuje resorpci kosti

Zvýšená tvorba RANK ligandu u

postmenopauzálních žen vede ke

zvýšené resorpci kosti

RANK ligand je hlavním

mediátorem tvorby, funkce a

přežívání osteoklastů

OPG: osteoprotegerin Boyle WJ, et al. Nature 2003;423:337-342. Eghbali-Fatourechi G, et al. J Clin Invest 2003;111:1221-1230.

Inhibice RANK ligandu – terapeutická možnost

RANKL

RANK

OPG

Inhibice RANKL

Tvorba kosti

Hormony Růstové faktory Cytokiny

Inhibice resorpce kosti

CFU-GM Nezralý osteoklast

CFU-GM = progenitorová buňka pro makrofágy; M-CSF = růstový faktor stimulující kolonie makrofágů. Boyle WJ, et al. Nature 2003;423:337-342.

Osteoblasty

Inhibice tvorby osteoklastů

Inhibice funkce a přežívání osteoklastů

Definice a diagnostika osteoporózy

Osteoporóza je běžná nemoc se zvýšeným rizikem zlomenin v celém skeletu

• 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

Boyle WJ, et al. Nature 2003;423: 337-342

Zdravá kost

“Osteoporóza je jedna z nejběžnějších a nejvíce ohrožujících chronických onemocnění, je to globální zdravotnický problém.”

International Osteoporosis Foundation

Osteoporóza

“Osteoporóza vystavuje milióny žen zvýšenému riziku zlomenin, potenciálním životním změnám a dlouhodobým oslabujícím účinkům.”

WHO

Definice osteoporózy:

Nadměrná resorpce kosti přispívá ke vzniku osteoporózy

Zvýšená přestavba kosti

Zvýšená fragilita skeletu

Strukturální porucha

Zvýšené riziko

zlomenin

Obrázek od Davida W. Dempstera, PhD.

Adult - Premenopause

Menopause - Osteoporosis

Severe osteoporosis

Změna objemu kosti

Mechanismus

úbytku kosti

Pokles pevnosti

- 20 % Počet trabekul - 11 %

- 20 % Trabekulární

tloušťka

- 9 %

- 20 % Kortikální

tloušťka - 39 %

1. Pistoia W et al. Bone 2003;33(6):937945.

Žluto-červená: tlaková zátěž, modro-zelená: tahová zátěž

Úbytek kortikální kosti má na snížení pevnosti kosti větší vliv než úbytek kosti trabekulární

Simulovaná atrofie kosti v distálním radiu

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

Rozložení hlavního zatížení v distálním radiu*

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.

Kostní hmota rychle ubývá s nástupem menopauzy

Nástup menopauzy *

Dosažení maxima kostní hmoty

Ko

stn

í hm

ota

Věk (roky) 10 20 40 50 60 70 80 30 0

Tvorba >

Resorpce

Maximum kostní hmoty

Resorpce >

Tvorba

Úbytek kosti

• Během tohoto časového období probíhá menopauza

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

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

Normální hustota kostní tkáně

Osteopenie

T-sk

óre

- 1.0

- 2.5

Osteoporóza

DXA

Lumbar spine BMD measurement

a b

d

c

Proximal femur BMD measurement

BMD a věk jsou nezávislé rizikové faktory zlomenin

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.

10

leté

riz

iko

výs

kytu

zlo

me

nin

y ky

čle

(%

)

T-skóre krčku femuru(SD)

-3 -2 -1 0 1

50

60

70

80

Věk(roky)

0

10

20

10leté riziko výskytu zlomeniny kyčle podle BMD a věku u žen

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

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.

Zlomeniny podle lokalizace (EU 2000)1

U pacientů s osteoporózou se zlomeniny vyskytují v celém skeletu

Jiné 30%

Kyčel 21%

Páteř 16%

Předloktí 24%

Pažní kost 9%

• 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.

Předchozí zlomeniny predikují budoucí zlomeniny

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

20-25%

25-40%

Grade 3 40%

Single Energy Fan-beam DXA Imaging a Potential

Alternative to Conventional Radiographs

Prevence Vertebral Fracture Cascade

10 YR 20 YR

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

Okultní osteoporotická vertebrální

zlomenina

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

hormony

Body mass Bone mass

Život.styl

aktivita POHLAVÍ

Genet.variace 60-80%

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