Osteoporosi e gotta: fisiologia ossea e patogenesi delle malattie

Patologia II e Fisiopatologia

Patologia II e Fisiopatologia, Lezione 22, 6/11/2024 Prof.ssa Sonia Missiroli

Osteoporosi: Definizione e Caratteristiche

L'osteoporosi è una malattia cronica e sistemica con eziologia multifattoriale che fa parte delle malattie metaboliche dell'osso, cioè di una serie di disturbi del metabolismo che portano a effetti secondari sullo scheletro. Tra questi effetti si può notare una riduzione della massa ossea data da una diminuita sintesi o da un'aumentata distruzione dell'osso con conseguenze strutturali importanti sullo scheletro come le fratture. Il nome stesso descrive molto bene la patologia, infatti, deriva dal greco "osteon" (osso) e "poros" (piccolo foro) e indica una malattia cronica metabolica sistemica multifattoriale dell'osso in cui si verifica una compromessa resistenza ossea che a lungo andare predispone l'individuo ad un aumentato rischio di fratture. Questa alterata resistenza ossea si riflette principalmente in una diminuzione della densità ossea e una mancata qualità ossea.

Schematizzando l'osteoporosi da una parte si ha un deficit quantitativo di massa ossea; quindi, si verifica un riassorbimento dell'osso e ne viene prodotto meno, dall'altra si ha un'alterazione dell'architettura dell'osso e insieme questi parametri portano a fragilità scheletrica che si va a riflettere in fratture ossee.

L'osteoporosi è caratterizzata da lesioni scheletriche in cui l'osso è ridotto in volume e non è più in grado di fornire un adeguato supporto meccanico perché vengono meno le proprietà dell'osso a causa della carenza dell'osso stesso.

Osteoporosi: Problema di Equilibrio

Osteoporosi: un problema di equilibrio Riassorbimento (osteoclasti)- Ricostruzione (osteoblasti)

Fisiologia Ossea

Ripasso della fisiologia ossea: l'osso è un tessuto connettivo altamente dinamico la cui componente cellulare è immersa nella sostanza fondamentale, rappresentata da collagene, sostanza organica amorfa e minerali (calcio e fosforo compongono il 99% del tessuto osseo totale) quindi le ossa rappresentano un serbatoio di questi ioni e hanno un ruolo fondamentale nell'omeostasi. Le ossa sono tessuti rigidi che hanno una certa resistenza, elasticità e flessibilità e hanno una struttura per cui sono in grado di resistere alla tensione meccanica mantenendo la minor massa possibile.

Cellule dell'Osso

Le cellule dell'osso sono gli osteoblasti, gli osteociti e gli osteoclasti e sono responsabili del mantenimento della struttura dell'osso.

• Gli osteoblasti derivano da precursori stromali presenti nel midollo osseo e sono le cellule che sono importanti nella sintesi della sostanza intercellulare e intervengono nella calcificazione e nella formazione dell'osso, guidati dall'influsso di numerosi fattori come il paratormone, ormoni 1tiroidei, ormoni della crescita, vitamina D attiva, estrogeni e prostaglandine, inoltre gli osteoblasti sono cellule ad attività secernente che producono le componenti organiche della matrice ossea.
• Gli osteociti derivano dagli osteoblasti e sono le cellule che hanno ultimato la sintesi della matrice ossea all'interno delle quali rimangono inclusi, sono le cellule che probabilmente entrano in gioco in caso di riparazione di microfratture.
• Gli osteoclasti originano da precursori midollari della serie monocito-macrofagica e sono le uniche cellule deputate al riassorbimento osseo.

Equilibrio Cellulare nell'Osso

Nell'osso si verifica un equilibrio tra osteoblasti, osteociti e osteoclasti e questo equilibrio è molto importante perché queste cellule appartengono ad un'unica struttura temporanea definita BMU (unità del rimodellamento osseo) che è la responsabile del rimodellamento che dura tutta la vita. In una condizione normale il rapporto tra osteoclasti e osteoblasti è in un equilibrio che viene a mancare in caso di patologia.

Nell'osteoporosi si ha un'alterazione dell'equilibrio tra osteoclasti e osteoblasti che va a favore degli osteoclasti causando una mancata formazione ossea e un maggiore riassorbimento osseo che porta poi alla perdita di struttura e alle fratture.

Dinamica della Massa Ossea

L'osso è un tessuto dinamico connettivo che si modifica durante tutto il corso della vita, raggiunge una fase di picco intorno ai 25-30 anni, poi c'è una fase di stabilità che intorno ai 40 anni e dopo c'è una fase di perdita della massa ossea di Massa ossea circa 1% all'anno nel sesso femminile e circa 0,3% nei maschi; quindi, soprattutto 10 40 20 30 in seguito alla menopausa le femmine Anni di età rischiano di perdere oltre il 25% in più dell'osso rispetto ai maschi della stessa età.

Fase di raggiungimen to del picco Fase di stabilità Fase di perdita della massa ossea Maschi Menopausa Femmine 50 60 70 80

Rilevanza Sociale dell'Osteoporosi

Viene considerata una malattia di rilevanza sociale perché 1 donna su 3 ne è affetta dopo i 50 anni e 1 maschio su 8 dopo i 60 anni, inoltre si stima che in Italia ci siano più di 5 milioni di persone affette da questo tipo di patologia che rimane silente finché non si verifica la frattura.

Morfologia dell'Osteoporosi

A livello morfologico si possono apprezzare molto bene dei pori e un assottigliamento/perforazione delle lamine trabecolari, provocando una perdita delle connessioni biochimiche e del supporto biomeccanico, questo porta poi a un crollo e alla formazione di microfratture. Le fratture più comuni si verificano nel collo, a livello dell'anca, nei corpi vertebrali e nel radio distale (frattura di Colles) ma essendo una malattia sistemica tutte le ossa possono essere colpite.

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Diagnosi dell'Osteoporosi

Si tratta di una patologia di rilevanza sociale anche perché è difficile da diagnosticare, di solito viene diagnosticata radiograficamente solo quando viene perso oltre il 30-40% della massa ossea, quando la malattia è già in atto. Tra le varie analisi, si può diagnosticare tramite la densitometria ossea (DEXA o MOC) che è un esame che valuta la fragilità scheletrica del paziente andando a stimare il rischio di frattura e si esegue misurando la BMD (densità minerale ossea), cioè la quantità di materiale minerale (calcio e fosforo) che è presente per cm3 di osso. Ci sono altre analisi del sangue ma, soprattutto nelle donne che stanno attraversando la fase di menopausa, la densitometria ossea è l'esame più indicato dai medici.

OSSO NORMALE OSTEOPOROSI

Classificazione dell'Osteoporosi

L'osteoporosi può essere classificata in vari modi a seconda dei fattori che la provocano o a seconda delle tipologie di fratture coinvolte, ma la classificazione accettata ad oggi è la suddivisione in osteoporosi primaria e osteoporosi secondaria.

Osteoporosi Primaria

L'osteoporosi primaria è caratterizzata dall'assenza di altre condizioni cliniche e rappresenta circa l'80% delle forme di osteoporosi. È una malattia che viene diagnosticata difficilmente, solitamente dal momento in cui si verifica la frattura; infatti, fino a poco tempo fa veniva ignorata perché non si sapeva come poterla diagnosticare perché era del tutto asintomatica finché non si verificava una frattura.

L'osteoporosi primaria si può a sua volta distinguere in due tipi, tipo I e tipo II:

• tipo I o postmenopausale è associata unicamente al sesso femminile perché si verifica in post menopausa, questo perché si ha un aumento assoluto dell'attività degli osteoclasti dovuto a una ridotta secrezione degli estrogeni. Nel grafico (pagina 2) si vede come le donne hanno un picco verso il basso in seguito alla menopausa (perdita del 5% della massa ossea in un anno). Le ossa prevalentemente colpite sono le ossa trabecolari e ciò ha importanti effetti a livello della colonna vertebrale;
• tipo II o senile può colpire entrambi i sessi ed è quella data dall'invecchiamento (di solito colpisce i soggetti dopo i 70 anni di età). Si è visto che la perdita di massa ossea può colpire sia l'osso trabecolare che quello corticale.

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Regolazione degli Osteoclasti

Condizioni normali Carenza di estrogeni A B Transforming growth factor-B T cells Monocytes B 8 + Interleukin1 Osteoclast progenitors Tumour + necrosis factor M-CSF RANKL 4 M-CSF RANKL Stromal osteoblasts Equilibrio di osteoclasti e osteoblasti Gli osteoclasti sono regolati da citochine come IL-1 e IL- 6 e a livello recettoriale gli osteoclasti esprimono un recettore noto come RANK, un recettore che attiva il fattore di trascrizione nucleare NF-KB, il cui ligando naturale è RANKL, una proteina transmembrana che viene secreta dagli osteoblasti. Una volta che RANKL si lega al suo recettore RANK a livello degli osteoclasti, stimola la formazione dei precursori degli osteoclasti e li attiva a osteoclasti maturi in grado di riassorbire l'osso.

Dall'altra parte gli osteoblasti stimolano la sintesi di osteoprotegerina OPG, un recettore che compete con il recettore RANK presente sugli osteoclasti andando a legare anch'esso RANKL. In questo modo si previene la stimolazione di RANK sugli osteoclasti mantenendo un bilanciamento tra OPG, il recettore RANK e il ligando RANKL che si riflette in una condizione di equilibrio tra la perdita dell'osso e l'aumento della massa ossea.

Nell'osteoporosi c'è un'alterazione dell'attività di OPG, RANK e RANKL che causa un calo di TGF-ß, le cellule T aumentano la secrezione di TNF, i monociti aumentano la secrezione di IL-1 e stimolano la formazione degli osteoclasti maturi. Inoltre, si ha un calo di OPG e il recettore RANK lega tutto il ligando presente portando a una maggior formazione di osteoclasti e maggior riassorbimento osseo.

Ruolo della Vitamina D

Anche la vitamina D può influenzare il metabolismo e la mineralizzazione ossea. La vitamina D entra tramite l'alimentazione oppure viene sintetizzata a partire dal 7-deidro-colesterolo in seguito all'esposizione solare, inizialmente viene idrossilata a livello del fegato e successivamente si ha una seconda idrossilazione a carico del rene dall'enzima la-idrossilasi che porta alla maturazione della vitamina D in vitamina D attiva. La vitamina D attiva è molto importante perché i suoi recettori sono presenti a livello dell'intestino e dell'osso perché regolano l'assorbimento del calcio citoplasmatico e rimodellamento osseo, lavorando in sinergia con l'ormone paratiroideo mantenendo i livelli dei minerali presenti nelle ossa (calcio e fosforo) a livelli necessari per la corretta mineralizzazione dell'osso. Una carenza di vitamina D può portare ad un'alterazione della mineralizzazione ossea e a patologie che portano a una degradazione dell'osso come l'osteoporosi.

S ESPOSIZIONE SOLARE MILK Cute CIBO 7-deidro- colesterolo Vitamina D Fegato Vitamina D-25-idrossilasi Paratiroidi 25(OH)D Rene PTH 1a-idrossilasi Intestino 1,25 (OH)2D Rene Osso 1 Assorbimento del Ca2+ 1 Rimodellamento osseo Riassorbimento del Ca?» CALCIO PLASMATICO 4