Patogenesi dell'osteoporosi nei bambini

Il tessuto osseo è un sistema dinamico in cui, per tutta la vita, avvengono simultaneamente i processi di riassorbimento del vecchio osso e di formazione di nuovo osso, il che costituisce un ciclo di rimodellamento del tessuto osseo.

Durante l'infanzia, l'osso subisce un rimodellamento più intenso, soprattutto durante i periodi di crescita vigorosa. I processi di crescita e mineralizzazione ossea più intensi si verificano nella prima infanzia, in età prepuberale. Durante la pubertà e la postpubertà, si verifica anche una crescita scheletrica significativa e la massa ossea continua ad aumentare.

La crescita intensiva con contemporanea maturazione istologica crea una situazione particolare per l'osso del bambino, che risulta molto sensibile a qualsiasi effetto avverso (disturbi alimentari, regime motorio, tono muscolare, farmaci, ecc.).

I processi costanti di riassorbimento e formazione di nuovo tessuto osseo sono regolati da diversi fattori.

Tra questi:

• ormoni regolatori del calcio (ormone paratiroideo, calcitonina, metabolita attivo della vitamina D3 calcitriolo);
• altri ormoni (glucocorticosteroidi, androgeni surrenali, ormoni sessuali, tiroxina, ormone somatotropo, insulina);
• fattori di crescita (fattori di crescita insulino-simili - IGF-1, IGF-2, fattore di crescita dei fibroblasti, fattore di crescita trasformante beta, fattore di crescita derivato dalle piastrine, fattore di crescita epidermico);
• fattori locali prodotti dalle cellule ossee (interleuchine, prostaglandine, fattore di attivazione degli osteoclasti).

Progressi significativi nella comprensione dei meccanismi di sviluppo dell'osteoporosi sono stati compiuti grazie alla scoperta di nuovi membri della famiglia dei ligandi del fattore di necrosi tumorale-α (osteoprotegerina) e di nuovi recettori (recettori di attivazione dei fattori di trascrizione nucleari). Questi svolgono un ruolo chiave nella formazione, nella differenziazione e nell'attività delle cellule ossee e potrebbero essere mediatori molecolari di altri mediatori del rimodellamento del tessuto osseo.

L'interruzione della produzione dei fattori elencati, della loro interazione e della sensibilità dei relativi recettori ad essi porta allo sviluppo di processi patologici nel tessuto osseo, il più comune dei quali è l'osteoporosi con conseguenti fratture.

La diminuzione della massa ossea nell'osteoporosi è dovuta a uno squilibrio nei processi di rimodellamento osseo.

In questo caso si distinguono 2 principali caratteristiche patologiche del metabolismo osseo:

• osteoporosi con elevata intensità di ricambio osseo, in cui l'aumentato riassorbimento non è compensato da un normale o aumentato processo di formazione ossea;
• osteoporosi con basso turnover osseo, quando il processo di riassorbimento è a un livello normale o leggermente elevato, ma si verifica una diminuzione dell'intensità del processo di formazione ossea.

Entrambi i tipi di osteoporosi possono manifestarsi in situazioni diverse nello stesso paziente.

La forma più grave di osteoporosi secondaria nei bambini si sviluppa durante il trattamento con glucocorticoidi. La durata della terapia con glucocorticoidi, il dosaggio, l'età del bambino, la gravità della patologia di base e la presenza di ulteriori fattori di rischio per l'osteoporosi sono di grande importanza. Si presume che non esista un dosaggio "sicuro" di glucocorticoidi per i bambini in termini di effetti sul tessuto osseo.

L'osteoporosi glucocorticoide è causata dagli effetti biologici degli ormoni naturali della corteccia surrenale, i glucocorticosteroidi, che si basano sulle interazioni molecolari dei glucocorticosteroidi con i corrispondenti recettori presenti sulle cellule del tessuto osseo.

La caratteristica principale dei glucocorticosteroidi è il loro effetto negativo su entrambi i processi che costituiscono la base del rimodellamento del tessuto osseo. Indeboliscono la formazione ossea e accelerano il riassorbimento osseo. La patogenesi dell'osteoporosi da steroidi è multicomponente.

Da un lato, i glucocorticosteroidi hanno un effetto inibitorio diretto sulla funzione degli osteoblasti (cellule del tessuto osseo responsabili dell'osteogenesi):

• rallentare la maturazione delle cellule precursori degli osteoblasti;
• inibiscono l'effetto stimolante degli osteoblasti delle prostaglandine e dei fattori di crescita;
• potenziare l'effetto inibitorio dell'ormone paratiroideo sugli osteoblasti maturi;
• promuovono l'apoptosi degli osteoblasti e sopprimono la sintesi della proteina morfogenica ossea (un fattore importante nell'osteoblastogenesi).

Tutto ciò porta ad un rallentamento della formazione ossea.

I glucocorticosteroidi, invece, hanno un effetto stimolante indiretto sul riassorbimento osseo:

• rallentano l'assorbimento del calcio nell'intestino agendo sulle cellule della mucosa;
• ridurre il riassorbimento del calcio nei reni;
• portare a un bilancio negativo del calcio nell'organismo e a un'ipocalcemia transitoria;
• Ciò, a sua volta, stimola la secrezione dell'ormone paratiroideo e aumenta il riassorbimento osseo.

La perdita di calcio è dovuta principalmente alla soppressione della sintesi della vitamina D e dell'espressione dei suoi recettori cellulari.

Il duplice effetto dei glucocorticoidi sull'osso causa un rapido sviluppo di osteoporosi e, di conseguenza, un aumento del rischio di fratture durante i primi 3-6 mesi di trattamento con glucocorticoidi. La maggiore perdita di tessuto osseo (dal 3-27% al 30-50%, secondo diversi autori) negli adulti e nei bambini si verifica anche nel primo anno di utilizzo dei glucocorticoidi. Sebbene la successiva riduzione della BMD sia meno pronunciata, le dinamiche negative persistono per l'intero periodo di utilizzo dei glucocorticoidi. Nei bambini, questo effetto è aggravato dalle caratteristiche del tessuto osseo legate all'età, poiché i glucocorticoidi agiscono sull'osso in crescita. Il danno scheletrico da glucocorticoidi nell'infanzia è tipicamente accompagnato da un ritardo della crescita lineare.

Quando si sviluppa l'osteoporosi, sia il tessuto osseo corticale che quello trabecolare soffrono. La colonna vertebrale è composta per quasi il 90% da tessuto trabecolare, mentre nel femore la sua percentuale non supera il 20%. Le differenze strutturali tra osso corticale e trabecolare risiedono nel grado di mineralizzazione. L'osso corticale è calcificato in media dell'85%, quello trabecolare del 17%.

Le caratteristiche strutturali dell'osso ne determinano le differenze funzionali. L'osso corticale svolge funzioni meccaniche e protettive, mentre l'osso trabecolare svolge funzioni metaboliche (omeostatiche, mantenendo una concentrazione costante di calcio e fosforo, rimodellamento).

I processi di rimodellamento avvengono più attivamente nell'osso trabecolare, pertanto i segni di osteoporosi, soprattutto in caso di assunzione di glucocorticoidi, si manifestano prima nelle vertebre e più tardi nel collo del femore. L'assottigliamento delle trabecole e la compromissione della loro struttura sono considerati il principale difetto dell'osteoporosi, poiché in condizioni di rimodellamento alterato è impossibile una sufficiente formazione di nuovo tessuto osseo di alta qualità e si verifica una perdita ossea.

L'osso corticale si assottiglia a causa delle cavità di riassorbimento, che portano alla porosità del tessuto osseo. La perdita ossea, la porosità e la comparsa di microfratture sono alla base delle fratture ossee che si verificano direttamente nell'infanzia e/o in età adulta.

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