Choroba pageta kości
Patofizjologia i mechanizm
Choroba Pageta kości to przewlekłe zaburzenie przebudowy kości, charakteryzujące się nadmierną i zdezorganizowaną aktywnością osteoklastów oraz kompensacyjnym, ale nieprawidłowym tworzeniem kości przez osteoblasty. Proces ten przebiega w trzech fazach: litycznej (intensywna resorpcja kości), mieszanej (wzmożona resorpcja i tworzenie kości z chaotycznym wzorem mozaikowym) oraz sklerotycznej (dominacja tworzenia kości splotowatej o słabszej strukturze). W późniejszych stadiach dochodzi do zastąpienia tkanki szpikowej przez wysoce unaczynioną tkankę włóknistą. Patogeneza choroby wiąże się z mutacjami genów takich jak SQSTM1 (5-20% pacjentów), TNFRSF11A, TNFRSF11B, VCP i OPTN, które wpływają na szlak sygnałowy RANK-NF-κB, prowadząc do nadaktywacji osteoklastów. Czynniki środowiskowe, w tym zakażenia paramyksowirusami, niedobory witaminy D i wapnia oraz obciążenia mechaniczne, również odgrywają rolę w etiologii choroby. Histopatologicznie obserwuje się mozaikowy wzór kości, wielojądrowe osteoklasty (do 100 jąder), nieregularne linie cementu oraz zwiększone unaczynienie i włóknienie szpiku.
- Patogeneza choroby Pageta kości
- Fazy choroby Pageta
- Czynniki genetyczne w patogenezie choroby Pageta
- Czynniki środowiskowe
- Molekularne mechanizmy patogenezy
- Zmiany histopatologiczne w chorobie Pageta
- Teoria unifikująca patogenezę choroby Pageta
- Konsekwencje choroby Pageta dla tkanki kostnej
- Leczenie choroby Pageta kości
Patogeneza choroby Pageta kości
Choroba Pageta kości to przewlekłe schorzenie kośćca charakteryzujące się zaburzeniem procesu przebudowy kości. W procesie tym występuje nadmierna i zdezorganizowana przebudowa tkanki kostnej, która może dotyczyć jednej lub wielu kości w całym szkielecie. Patologia obejmuje wzmożoną aktywność resorpcyjną osteolastów z następczym nieprawidłowym tworzeniem kości przez osteoblasty, co prowadzi do powstawania słabszej strukturalnie, powiększonej i zniekształconej kości.12
Fazy choroby Pageta
Patomechanizm choroby Pageta można opisać w trzech głównych fazach, które mogą współistnieć jednocześnie w obrębie tej samej kości:12
- Faza lityczna (resorpcyjna) – charakteryzuje się znacznym wzrostem tempa resorpcji kości w ograniczonych obszarach, powodowanym przez zwiększoną liczbę i wielkość osteoklastów. W tej fazie dochodzi do intensywnej osteoklastycznej resorpcji kości, tworząc postępujące lityczne ogniska widoczne radiologicznie jako progresywny klin lityczny w kościach długich lub czaszce.12
- Faza mieszana (lityczno-blastyczna) – osteoklastycznej aktywności towarzyszy kompensacyjny wzrost tworzenia kości przez osteoblasty, które są rekrutowane do obszaru objętego chorobą. W tej fazie występuje przyspieszone odkładanie się kości blaszkowatej w nieuporządkowany sposób. Intensywna aktywność komórkowa tworzy chaotyczny wzór beleczek kostnych (wzór mozaikowy), zamiast normalnego liniowego wzoru blaszkowatego.12
- Faza sklerotyczna – dominuje tworzenie kości przez osteoblasty, ale nowo powstała kość ma zdezorganizowaną strukturę (kość splotowata) i jest mechanicznie słabsza niż normalna kość dorosłego człowieka. Aktywność osteoklastyczna może się zmniejszyć, ale nieprawidłowe tworzenie kości nadal trwa.12
W późniejszym stadium choroby normalna tkanka szpikowa zostaje zastąpiona przez wysoce unaczynioną tkankę włóknistą. Resorbowana kość jest zastępowana, a przestrzenie szpikowe wypełniane są nadmiarem tkanki łącznej włóknistej ze znacznym zwiększeniem naczyń krwionośnych, powodując stan wzmożonego unaczynienia kości. Hipercellularność kości może następnie ulec zmniejszeniu, pozostawiając gęstą kość pagetyczną, znaną również jako „wypalona” choroba Pageta.12
Czynniki genetyczne w patogenezie choroby Pageta
Czynniki genetyczne odgrywają istotną rolę w patogenezie choroby Pageta. Około 15-40% pacjentów ma pozytywny wywiad rodzinny, a ryzyko zachorowania u krewnych pierwszego stopnia pacjentów z chorobą Pageta jest około 7-10 razy większe niż w populacji ogólnej.12
Zidentyfikowano mutacje lub polimorfizmy w kilku genach, które powodują klasyczną chorobę Pageta i pokrewne zespoły:12
- SQSTM1 (sekwestosom 1) – najczęściej mutacje dotyczą tego genu kodującego białko p62, które jest białkiem rusztowaniowym w szlaku sygnałowym NF-κB. Mutacje SQSTM1 występują u 5-20% pacjentów z chorobą Pageta i są związane z cięższym przebiegiem choroby. Pacjenci z tymi mutacjami mają ciężką postać choroby Pageta i wysoki stopień penetracji wraz z wiekiem.12
- TNFRSF11A – gen kodujący receptor aktywatora czynnika jądrowego kappa B (RANK).1
- TNFRSF11B – gen kodujący osteoprotegerynę.1
- VCP – gen kodujący białko p97.1
- OPTN – gen związany z patogenezą choroby Pageta.1
Wszystkie te geny odgrywają rolę w szlaku sygnałowym RANK-NF-κB i prawdopodobnie mutacje predysponują do choroby Pageta poprzez zakłócenie normalnej sygnalizacji, prowadząc do aktywacji osteoklastów.12
Badania asocjacyjne całego genomu zidentyfikowały siedem dodatkowych loci podatności na chorobę Pageta na chromosomach 1p13, 7q33, 8q22, 10p13, 14q32, 15q24 i 18q21. Trzy z tych loci zawierają CSF1, TNFRSF11A i TM7SF4, geny, które odgrywają kluczową rolę w różnicowaniu i funkcjonowaniu osteoklastów.1
Czynniki środowiskowe
Czynniki środowiskowe również przyczyniają się do patogenezy choroby Pageta, na co wskazuje fakt, że w wielu krajach choroba stała się mniej powszechna i mniej ciężka w ostatnich latach.12
Najbardziej badanym czynnikiem wyzwalającym jest zakażenie paramyksowirusem, ale próby wykrycia transkryptów wirusowych w tkankach pacjentów z chorobą Pageta dały mieszane wyniki.1 Wiele badań wskazuje na potencjalną rolę infekcji wirusowych w patogenezie choroby:12
- Obserwacje mikroskopowe wykazały obecność wtrętów przypominających nukleokapsydy paramyksowirusów (szczególnie wirusa odry) w jądrach osteoklastów pacjentów z chorobą Pageta.1
- Częstość występowania wtrętów w osteoklastach i w ich poszczególnych jądrach korelowała z histologiczną ciężkością procesu chorobowego.1
- W osteoklastach pagetycznych często wykrywano białko nukleokapsydu wirusa odry, które indukuje wysokie poziomy ekspresji IL-6 zarówno w ludzkich, jak i mysich osteoklastach.1
Inne potencjalne czynniki środowiskowe obejmują:12
- Niskie spożycie wapnia i niedobór witaminy D w dzieciństwie
- Powtarzające się obciążenia mechaniczne szkieletu
- Narażenie na toksyny środowiskowe
- Kontakt ze zwierzętami
Molekularne mechanizmy patogenezy
Chorobę Pageta charakteryzują nieprawidłowości we wszystkich fazach przebudowy kości. Podstawowy problem dotyczy kontroli osteoklastów, które są powiększone w liczbie i rozmiarze oraz są hiperjądrzaste (do 50 jąder na komórkę).12
W odpowiedzi na szybką resorpcję kości przyspiesza produkcja kości przez osteoblasty (6-7 krotnie według histomorfometrycznych oszacowań opartych na tetracyklinie). Nowe tworzenie kości jest zdezorganizowane i pozbawione normalnego wzoru blaszkowatego; w rezultacie dotknięte kości są większe i bardziej sklerotyczne niż normalne kości. Są one jednak złej jakości, co prowadzi do deformacji i złamań.1
Kilka mechanizmów molekularnych przyczynia się do patogenezy choroby Pageta:12
- Nadaktywność szlaku RANKL-RANK-NF-κB – szlak ten jest kluczowy dla różnicowania i aktywności osteoklastów. Mutacje w genach związanych z tym szlakiem prowadzą do nadmiernej aktywacji osteoklastów.1
- Nadwrażliwość prekursorów osteoklastów – prekursory osteoklastów u pacjentów z chorobą Pageta wykazują nadwrażliwość na kilka czynników osteoklastogennych, w tym 1,25-(OH)₂D₃ (aktywna forma witaminy D) i RANKL.12
- Zwiększona ekspresja IL-6 – osteoklasty powstałe w hodowlach szpiku kostnego od pacjentów z chorobą Pageta wydzielają duże ilości IL-6 do pożywki hodowlanej, osiągając poziomy do 2000 pg/ml. IL-6 odgrywa rolę w hiperplazji i hipertrofii osteoklastów w chorobie Pageta.12
- Zaburzenia autofagii – rozwój choroby Pageta kości może być związany z deregulacją autofagii, procesu katabolicznego odpowiedzialnego za degradację uszkodzonych organelli, białek cytoplazmatycznych i agregatów białkowych.12
- Zwiększona ekspresja interferonów – zwiększoną ekspresję mRNA IFN-α, IFN-β i IFN-γ, STAT-1, receptorów IFN-γ 1 i 2 oraz kinazy aktywowanej mitogenami stwierdzono w monocytach i limfocytach pacjentów z chorobą Pageta w porównaniu ze zdrowymi osobami z grupy kontrolnej, sugerując możliwą reakcję powitusową w chorobie Pageta kości.1
Zmiany histopatologiczne w chorobie Pageta
Choroba Pageta powoduje charakterystyczne zmiany histopatologiczne w kości:12
- Mozaikowy wzór kości – intensywna aktywność komórkowa tworzy chaotyczny wzór beleczek kostnych (wzór mozaikowy), będący mieszaniną kości splotowatej i blaszkowatej.12
- Zmienione osteoklasty – charakteryzują się zwiększonym rozmiarem i liczbą, zawierając do 100 jąder w przekroju, w przeciwieństwie do normalnych osteoklastów, które zawierają 3-20 jąder.1
- Nieregularne linie cementu – badanie histologiczne wykazuje, że beleczki kostne mają strukturę mozaikową z nieregularnymi liniami cementu i wielojądrowymi osteoklastami.1
- Zwiększone unaczynienie – choroba powoduje znaczący wzrost przepływu krwi w zaangażowanych kościach. Wzrost ten może być tak rozległy, z powodu małych przetok tętniczo-żylnych, że rzut serca jest znacząco zwiększony.1
- Włóknienie szpiku – normalna tkanka szpikowa zostaje zastąpiona przez wysoce unaczynioną tkankę włóknistą.12
Teoria unifikująca patogenezę choroby Pageta
Teoria, która wydaje się najbardziej wiarygodna dla zrozumienia złożoności etiopatogenezy choroby Pageta, zakłada, że może istnieć genetyczna podatność związana z udziałem różnych, jeszcze niepotwierdzonych, czynników środowiskowych, które prowadzą do rozwoju choroby w ciągu lat. Teoria ta jest znana jako teoria zunifikowana.1
Czynniki środowiskowe, oprócz działania na pacjentów z predyspozycją genetyczną, mogłyby również prowadzić do lokalnych zmian epigenetycznych u innych pacjentów bez takiej predyspozycji.1
Proponowany model rozwoju choroby Pageta musi uwzględniać zarówno czynniki genetyczne, jak i niegenetyczne, wysoce zlokalizowany charakter choroby oraz jej późne wystąpienie.1
Konsekwencje choroby Pageta dla tkanki kostnej
W wyniku nadmiernej przebudowy kości w chorobie Pageta, kość staje się mechanicznie słabsza, pomimo powiększenia i obszarów sklerotyzacji kostnej. Ta nieprawidłowa struktura kości może prowadzić do:12
- Złamań patologicznych – słabsza struktura kości pagetycznej predysponuje do złamań
- Deformacji kości – szczególnie w kościach nośnych
- Wtórnych zmian zwyrodnieniowych – choroba Pageta może powodować zapalenie stawów poprzez zmianę kości wokół stawów: (1) Kości długie, takie jak udo lub noga, mogą ulec wygięciu i zniekształcić normalne wyrównanie i naciski w sąsiednich stawach; (2) Kość pagetyczna może się powiększyć, powodując nadmierne zużycie powierzchni stawowych
- Kompresji nerwów – gdy choroba Pageta występuje w obszarze, przez który przechodzą nerwy, takim jak kręgosłup i czaszka, przerost kości może uciskać i uszkadzać nerw, powodując ból, osłabienie lub mrowienie w ramieniu lub nodze albo utratę słuchu
- Zwiększonego ryzyka mięsaka – choroba Pageta wiąże się z niewielkim zwiększonym ryzykiem kostniakomięsaka, który występuje u 5-10% pacjentów z ciężką postacią choroby
Leczenie choroby Pageta kości
Leczenie farmakologiczne choroby Pageta kości opiera się na podawaniu inhibitorów resorpcji kości osteoklastycznej, a bisfosfoniany są leczeniem pierwszego wyboru.1 Terapia bisfosfonianami jest przede wszystkim wskazana dla pacjentów, którzy mają ból kości wynikający ze zwiększonej aktywności metabolicznej w dotknięte kości.1
Bisfosfoniany skutecznie hamują aktywność osteoklastów i zmniejszają ból kości. Wykazano również, że leczą zmiany radiologiczne i przywracają normalną histologię. Jednak długoterminowe efekty bisfosfonianów na progresję choroby nie zostały odpowiednio zbadane.1
Aminobisfosfoniany (bisfosfoniany z dodatkowym atomem azotu) skuteczniej hamują markery aktywności choroby i zapewniają bardziej długotrwałą odpowiedź.1
Syntetyczna kalcytonina łososiowa jest alternatywą dla bisfosfonianów dla pacjentów, którzy nie tolerują ich lub są na nie oporni.1
Ponieważ obrót kostny jest zwiększony, pacjenci powinni zapewnić odpowiednie spożycie wapnia i witaminy D, a suplementy są często potrzebne.1
Kwas zoledronowy w leczeniu choroby Pageta
Kwas zoledronowy, znany również jako zoledronian, jest 10 000 razy silniejszy niż etydronian i 100 razy silniejszy niż pamidronian. Jest stosowany dożylnie przez 15-20 minut. Pacjenci z opornością na inne bisfosfoniany zwykle reagują na kwas zoledronowy, który jest wysoce skuteczny w zmniejszaniu biochemicznych markerów przebudowy kości.1
Przyszłe kierunki leczenia
Leczenie choroby Pageta kości może również skorzystać z postępów w terapiach celowanych. Na przykład denosumab, przeciwciało monoklonalne hamujące RANKL, może być istotny w leczeniu choroby Pageta kości, ponieważ zapobiega osteoclastogenezie i sprzyja apoptozie dojrzałych osteoklastów.1
Kolejne rozdziały
Zapraszamy do dalszego czytania naszego leksykonu.
Wybierz kolejny rozdział z menu poniżej, aby otworzyć nową podstronę kompedium wiedzy i uzyskać szczegółowe informację o leku, substancji lub chorobie.