Metabolic osteopathies

Metabolic osteopathies are diseases caused by imbalances between bone formation and resorption and disorders in bone mineralization → osteopenia and bone loss (osteoporosis, osteomalacia) or sclerotization of the bone and increase in bone mass (Paget's disease, osteopetrosis). These osteopathies are caused by dysfunction of bone cells, gene abnormalities (defects in collagen I synthesis, etc.), increased expression of bone morphogenetic proteins, renal dysfunction, endocrinopathies, tumor secretion of substances affecting bone metabolism.

Osteoporosis
Osteoporosis manifests itself as a reduction of normally mineralized bone mass with impaired bone microarchitecture. Causes an increase in bone fragility. The result is fractures of the forearms, femoral neck, compression fractures of the vertebrae, and others. Risk factors for osteoporosis are insufficient dietary calcium intake, vitamin D deficiency, disorders of its intestinal resorption, and other uncontrollable factors such as age and gender.

Classification
Osteoporosis is defined as a reduction in bone density below the T-score level of -2.5 standard deviations. Osteopenia is defined as a precursor to osteoporosis with a bone density level in the range of −1 to −2.5 standard deviations of the T-score.

Primary osteoporosis
Primary osteoporosis is a more common form of the disease, it does not occur as a result of another underlying disease.
 * Type I – Postmenopausal osteoporosis: typical of women aged 55-65 years, associated with decreased estrogen hormone levels. It affects trabecular rather than cortical bone and threatens patients mainly with vertebral fractures.
 * Type II – senile osteoporosis: is typical of patients over the age of 70, with women being affected twice as often as men. It is accompanied by an increase in immunoreactive parathyroid hormone (iPTH) and a decrease in intestinal Ca2+ resorption with a decrease in serum levels of active vitamin D. The type of osteoporosis affects the trabecular and cortical bones equally and is manifested mainly by fractures of long bones and femoral neck.
 * Idiopathic osteoporosis: can occur in any age group, cause unknown.

Secondary osteoporosis
Secondary osteoporosis results from the underlying disease - most often of an endocrine nature, such as hyperparathyroidism, hyperthyroidism, hypercorticism. Other causes of secondary osteoporosis can be hereditary disorders, chronic diseases of the liver, kidneys, diabetes mellitus, malabsorption, tumors and iatrogenic stimuli (long-term use of glucocorticoids, long-term immobilization).

Risk factors

 * positive family history, occurrence of fractures in older family members;
 * premature menopause, secondary amenorrhea (longer than one year), primary hypogonadism;
 * white race;
 * intolerance to dairy products;
 * sedentary lifestyle, lack of exercise, smoking, chronic alcohol intake.

Projevy a komplikace
Projevy osteoporózy jsou nespecifické. Onemocnění může dlouho probíhat asymptomaticky. Diagnóza se často stanovuje při náhodném RTG vyšetření. Důležitým příznakem je postupná deformace postavy. Zvětšují se zakřivení páteře, výška postavy se zmenšuje (i o 10 centimetrů a více). S postižením páteře souvisí bolesti zad, ty mohou být prudké, náhle vznikající nebo naopak nespecifické, zhoršující se při pohybu nebo zatížení.

Bolest vzniká drážděním míšních kořenů v důsledku komprese obratlových těl a reflexního spazmu paravertebrálního svalstva. Na rentgenu pozorujeme prolomení krycích destiček těl obratlů – typický obraz rybích obratlů nebo obraz kompletní zlomeniny obratlového těla. Kromě fraktur obratlů se často vyskytují zlomeniny krčku kosti stehenní, kosti pažní a zápěstí.



Vyšetření
Včasná diagnóza u osteoporózy je velmi důležitá pro následnou léčbu.


 * Zobrazovací metody:
 * RTG skeletu – změny patrné při úbytku kostní tkáně o více než 30 %, ztenčování kortikalis na dlouhých kostech, těla obratlů ztrácejí strukturu trámčiny na bočních snímcích.
 * Osteodenzitometrie – neboli DXA metoda (dvouenergiová RTG absorpcimetrie) poskytuje informaci o obsahu minerálů v kosti. To je neinvazivní metoda, která vyhodnocuje stupeň zastínění RTG-paprsku procházejícího distální částí předloktí, bederními obratli nebo proximální částí femuru. Interpretuje se pomocí hodnot Z- skóre a T-skóre, viz klasifikace.
 * Ultrasonodenzitometrie – ultrazvukové měření kostní denzity. Provádí se na kosti patní.
 * Kvantitativní výpočetní tomografie – QCT vypovídá nejvíce o stavu trámčité kosti. Nevýhodou je větší radiační expozice.


 * Biochemické ukazatele:
 * Kalcémie, fosfatémie a aktivita alkalických fosfatáz (ALP) je obvykle v normě.
 * Degradační produkty kolagenu typu I v moči: hydroxyprolin, galaktosyl-hydroxylysin, pyridinolinové spojky, karboxyterminální telopeptid CTx (markery osteoresorpce).
 * Kalciurie za 24 h (vhodné jako screening).
 * Tartarát-rezistenzní kyselá fosfatáza (TRAP) v plazmě – ukazatel osteoresorpce.
 * Kostní izoenzym alkalické fosfatázy – ukazatel kostní novotvorby (specifický pro osteoblasty).
 * Propeptidy prokolagenu typu I (markery novotvorby kosti, např. N-propeptid prokolagenu typu I – PINP).
 * Osteokalcin – ukazatel kostní novotvorby, protein produkovaný osteoblasty.

Terapie
Cílem léčby osteoporózy je zastavení nebo snížení úbytku kostní hmoty aktivitou osteoklastů. Současně se snažíme zvýšit tvorbu kostní hmoty aktivitou osteoblastů. Primární osteoporózu se obvykle nepodaří vyléčit, jen zastavit její progresi a zmírnit obtíže pacienta. Léčba musí být komplexní a dlouhodobá. Nefarmakologická terapie osteoporózy se zakládá na snížení tělesné hmotnosti, rehabilitačních cvičeních a dostatečném příjmu Ca2+ a vitaminu D. V případě ležících pacientů je nutná časná mobilizace, pokud je možná. Doporučuje se procházková chůze, jízda na kole po rovném povrchu. Zakázány jsou sporty se skoky, zápas, box.
 * Kalcium – významným zdrojem kalcia je potrava (mléko, sýr, mák). Doporučená denní dávka vápníku je 1000–1500 mg.
 * Vitamin D a jeho metabolity zvyšují střevní resorpci vápníku. Preparáty se podávají perorálně nebo injekčně. Doporučený denní přívod je 800 IU (20 μg) vitaminu D denně.
 * Kalcitonin inhibuje osteoresorpci snížením aktivity osteoklastů. Podává se injekčně nebo nazálně.

Hormonální substituční terapie
K léčbě postmenopauzální osteoporózy se využívá hormonální substituční terapie – podávání estrogenů a gestogenů. Standardně terapie trvá 5–7 let. Estrogen stimuluje osteoblasty k tvorbě kostní hmoty. Kromě kostních účinků, hormonální substituce zmírňuje projevy klimakterického syndromu a má příznivý účinek na kardiovaskulární mortalitu. Substituční léčba nese riziko tromboembolických komplikací. Extrémně dlouhé podávání substituce zvyšuje riziko karcinomu endometria a prsu.

Bisfosfonáty
Bisfosfonáty jsou syntetické látky, blokátory osteoresorpce – pamidronát, alendronát. Mají účinek i na novotvorbu trabekulární kosti. Terapie bisfosfonáty má dobré účinky při steroidní osteoporóze.

Anabolické steroidy
Anabolické steroidy jsou deriváty androgenů; zvyšují osteogenezi, tlumí osteoresorpci. Obměnou základní struktury steroidu jsou potlačeny virilizační účinky, a zachovány účinky anabolické, mají analgetický efekt.

Fluoridy
NaF – zvyšuje novotvorbu kostní hmoty a kostní denzitu v axiálním skeletu. Terapie by měla trvat od dvou do pěti let. Léčba (se současným podáváním Ca2+) nevede k tvorbě nových kostních trámců, pouze zesiluje trámce už existující.

Teriparatid
stimuluje tvorbu kostní hmoty účinkem endogenního fragmentu PTH

Biologická léčba
V současní době probíhají studie na protilátky proti sklerostinu − protein, který má katabolické účinky na kost

Prevence
Důležité je včas identifikovat nemocné s rizikem budoucí osteoporózy a zastavit úbytek kostní hmoty. Primární prevence obsahuje dostatečný přívod kalcia a vitaminu D v potravě a dostatečné zatěžování kosti přiměřeným pohybem.