Zapalenie kości i szpiku
Patofizjologia i mechanizm

Zapalenie kości i szpiku (osteomyelitis) to poważne zakażenie kości, najczęściej wywołane przez Staphylococcus aureus, który odpowiada za około 80% przypadków. Patogeneza obejmuje adhezję bakterii do składników macierzy kostnej, tworzenie biofilmu, inwazję sieci kanałowo-lakunkowej osteocytów (OLCN) oraz formowanie ropni, co utrudnia eliminację infekcji i sprzyja przewlekłości choroby. Mechanizmy wirulencji S. aureus, w tym system regulacyjny Agr, kontrolują produkcję toksyn i czynników adhezyjnych, wpływając na przebieg zapalenia. Ostre zapalenie rozwija się w ciągu dni do tygodni, natomiast przewlekłe charakteryzuje się obecnością martwej kości (sekwestrum), involucrum oraz tworzeniem dróg przetokowych. U dzieci krwiopochodne zapalenie kości i szpiku dotyczy głównie przynasad kości, co może prowadzić do uszkodzenia chrząstki nasadowej i septycznego zapalenia stawów. Warto podkreślić, że w przebiegu choroby dochodzi do zwiększonego ciśnienia śródszpikowego i niedokrwienia, co sprzyja martwicy kości i rozprzestrzenianiu się zakażenia.

Patogeneza zapalenia kości i szpiku (osteomyelitis)

Zapalenie kości i szpiku (osteomyelitis) to poważne zakażenie kości, które może mieć charakter ostry lub przewlekły. Jest to proces zapalny obejmujący kość i jej struktury, spowodowany przez organizmy ropotwórcze, w tym bakterie, grzyby i mykobakterie, które rozprzestrzeniają się poprzez krwiobieg, złamania lub zabiegi chirurgiczne.12 Zdrowa, nieuszkodzona kość jest odporna na zakażenie. Kość staje się podatna na chorobę przy wprowadzeniu dużego inokulum bakterii, w wyniku urazu, niedokrwienia lub obecności ciał obcych, ponieważ miejsca kostne, do których mogą przyczepiać się mikroorganizmy, zostają odsłonięte.13

Drogi zakażenia kości

Kość może zostać zakażona na kilka sposobów:45

  • Drogą krwiopochodną (hematogenną) – poprzez bakteriemiczne zasiedlenie kości z odległego źródła zakażenia
  • Poprzez bezpośrednie rozprzestrzenianie się z otaczających tkanek i stawów
  • Poprzez bezpośrednią inokulację kości z urazu lub zabiegu chirurgicznego

67

U pacjentów z cukrzycą zapalenie kości i szpiku zwykle wynika z upośledzonego dopływu krwi do kończyn dolnych, co przyczynia się do osłabienia miejscowej odporności i gojenia skóry, sprzyjając rozprzestrzenianiu się infekcji.4 Zapalenie kości pochodzące z przylegających tkanek często rozwija się u pacjentów osłabionych, przykutych do wózka inwalidzkiego lub łóżka, u których występują predyspozycje do owrzodzeń skóry związanych z uciskiem, zwłaszcza w okolicy kości krzyżowej, pośladków, bioder i pięt.4

Rola patogenów w zapaleniu kości i szpiku

Najczęstszym patogenem odpowiedzialnym za zapalenie kości i szpiku jest Staphylococcus aureus, który stanowi przyczynę nawet 80% przypadków.85 S. aureus przyczepia się do kości, wyrażając receptory zwane adhezynami, które wiążą się z niektórymi składnikami macierzy kostnej, w tym lamininą, kolagenem, fibronektyną i sjaloglikoproteiną kostną.19 Bakterie te mogą posiadać różne czynniki wirulencji, które przyczyniają się do rozwoju zapalenia kości i szpiku, promując adhezję bakteryjną, odporność na mechanizmy obronne gospodarza i aktywność proteolityczną.1011

S. aureus wykazuje szczególną patogenność w zakażeniach układu kostnego ze względu na swoją wyjątkową zdolność do inwazji, kolonizacji i rozwoju w tkance kostnej.12 Niedawne odkrycia ujawniły nowe mechanizmy patogenezy i przetrwania S. aureus w tkance kostnej, w tym:1314

  • Biofilmy związane z implantami
  • Tworzenie ropni
  • Inwazja sieci kanalikowo-lakunkowej osteocytów (OLCN)
  • Tworzenie ropni w tkance miękkiej i szpiku kostnym
  • Formowanie glikokaliksu na sprzęcie implantacyjnym i martwej tkance

1214

Mechanizmy patogenezy Staphylococcus aureus

Tworzenie biofilmu

Ważnym i dobrze zbadanym mechanizmem patogenezy S. aureus w zapaleniu kości i szpiku jest tworzenie biofilmu.15 Biofilm to konsorcjum mikroorganizmów osadzonych w egzopolisacharydowej macierzy, które są odporne na leki przeciwdrobnoustrojowe i odpowiedź immunologiczną gospodarza.7 Formowanie biofilmu przebiega w pięciu etapach:16

  1. Adhezja – bakterie przyczepiają się do białek gospodarza
  2. Produkcja macierzy zewnątrzkomórkowej
  3. Kolonizacja
  4. Dojrzewanie
  5. Rozproszenie bakterii

1617

Po przyczepieniu się do macierzy kostnej, bakterie wytwarzają biofilm, który umożliwia im przetrwanie w nieprzyjaznym środowisku poprzez różne mechanizmy. Antybiotyki napotykają mechaniczne i osmotyczne wyzwania przy penetracji biofilmu, podczas gdy obniżona szybkość wzrostu bakterii z powodu niepełnej penetracji substratów metabolicznych i akumulacji produktów odpadowych czyni bakterie oparte na biofilmie jeszcze bardziej odpornymi.1618

Inwazja sieci kanałowo-lakunkowej osteocytów

Inwazja S. aureus do sieci kanałowo-lakunkowej osteocytów (OLCN), najczęściej w obrębie sekwestru, umożliwia uniknięcie komórek odpornościowych gospodarza podczas zapalenia kości i szpiku i wymaga deformacji S. aureus, aby wniknąć do kanalików kości.15 Jest to trzeci i najnowiej odkryty rezerwuar bakterii w przewlekłym zapaleniu kości i szpiku.19 Obserwacje sugerują, że S. aureus może przetrwać przez dziesięciolecia w OLCN z niewyczerpanym źródłem składników odżywczych, jednocześnie unikając ataku immunologicznego.19

Staphylococcal Abscess Communities (SAC)

Obecność ropni gronkowcowych (SAC) w miejscu zakażenia kości jest często używana do diagnozowania i/lub klasyfikacji stadium zapalenia kości i szpiku, ponieważ SAC mogą znacznie zwiększyć nasilenie zakażeń poprzez ograniczenie przepływu krwi do danego obszaru.15 Tworzenie SAC stanowi skuteczną manipulację odpowiedzią gospodarza w celu przedłużenia przeżycia S. aureus w tkankach miękkich.15

S. aureus najpierw umożliwia tworzenie ochronnej pseudotorebki włóknistej dzięki aktywności koagulazy (CoA) i białka wiążącego czynnik von Willebranda (vWbp), które wiążą protrombinę, aby aktywować jej konwersję fibrynogenu do fibryny.1520 S. aureus wykorzystuje białka wychwytujące żelazo IsdA, IsdB i IsdH do wiązania hemoglobiny w celu wydobycia hemu jako źródła żelaza.21

Patofizjologia zapalenia kości i szpiku

Rola układu odpornościowego

Gdy bakterie dostają się do jamy szpikowej kości, niezależnie od drogi dostępu, przyczepiają się do białek błonowych, takich jak fibronektyna czy receptory kolagenu, ustanawiając infekcję.9 Infekcja wywołuje odpowiedź zapalną, prowadząc do zwiększonej przepuszczalności naczyń, obrzęku i rekrutacji leukocytów wielojądrzastych.22 Ta ropna wydzielina zwiększa ciśnienie w kanale szpikowym i może dodatkowo utrudniać przepływ krwi.22

Wrodzona odpowiedź immunologiczna jest kluczowa we wczesnej fazie kolonizacji bakteryjnej. Jest wyzwalana w miejscu zakażenia bakteryjnego przez produkcję cytokin, takich jak interleukina-1 (IL-1), IL-6 i czynnik martwicy nowotworów (TNF).16 Nabyta lub adaptacyjna odporność jest odpowiedzialna za eliminację przewlekłych lub uporczywych infekcji i odgrywa również ważną rolę w zapobieganiu nawrotom.16

W miarę namnażania się bakterii, skąpo funkcjonujące fagocyty uwalniają enzymy, które lizują kość, tworząc odpowiedź zapalną. Prowadzi to do powstawania ropy (bogatego w białko wysięku zawierającego martwe fagocyty, szczątki tkanek i mikroorganizmy), zwiększając ciśnienie śródszpikowe w danym obszarze i dalej ograniczając już i tak upośledzony dopływ krwi.1011

Niedokrwienie, martwica i tworzenie sekwestru

Zapalenie kości i szpiku ma tendencję do zamykania miejscowych naczyń krwionośnych, co powoduje martwicę kości i miejscowe rozprzestrzenianie się zakażenia.2 Infekcja może rozszerzać się przez korę kości i rozprzestrzeniać się pod okostną, z tworzeniem ropni podskórnych, które mogą samoistnie drenować przez skórę.2

Zakażenie i tworzenie ropy w tym regionie odwarstwiają okostną od trzonu i stymulują odpowiedź osteoblastyczną. W rezultacie tworzy się nowa kość w odpowiedzi na odwarstwienie okostnej. Część martwej kości może się oddzielić – jest to tzw. sekwestr.2324

W ciężkim zakażeniu cały trzon jest otoczony osłoną nowej kości, która jest określana jako involucrum. Gdy to nastąpi, znaczna część trzonu zostaje pozbawiona dopływu krwi. Involucrum może mieć otwory zwane cloacae, które umożliwiają wydobywanie się ropy z kości, prowadząc do pełnoobjawowej choroby.232425

Przewlekłe zapalenie kości i szpiku charakteryzuje się osteolizą w połączeniu z naprawczą osteosklerozą, której celem jest ograniczenie procesu zapalnego.26 Zmiany patologiczne w przewlekłym zapaleniu kości i szpiku są wynikiem martwicy kości spowodowanej przerwaniem wewnątrzkostnego i okostnowego dopływu krwi podczas ostrej fazy choroby.8

Specyfika zapalenia kości i szpiku u dzieci

Krwiopochodne zapalenie kości i szpiku ma bardziej skonsolidowane dane w literaturze medycznej i jest uważane za chorobę występującą głównie u dzieci, z 85% pacjentów poniżej 17 roku życia.27 W grupie wiekowej 0-18 miesięcy, nasada i przynasada mają komunikujące się naczynia, które powodują bezpośrednie rozprzestrzenianie się zakażenia z przynasady do nasady.23

Gdy zakażenie rozprzestrzenia się do nasady, prowadzi to do zniszczenia chrząstki nasadowej i wtórnego centrum kostnienia, co skutkuje trwałym upośledzeniem wzrostu. Rozprzestrzenianie się do nasady prowadzi również do wyższej częstości występowania septycznego zapalenia stawów.2328

Ropnie podokostnowe są częstsze u dzieci niż u dorosłych z dwóch głównych powodów. U dzieci kość korowa jest cieńsza i łatwiej ulega pęknięciu, prowadząc do rozprzestrzeniania się zakażenia z jamy szpikowej do przestrzeni podokostnowej. Okostna u dzieci jest również luźniej przymocowana do powierzchni kory i łatwo się oddziela, umożliwiając gromadzenie się ropy pod warstwą okostnej jako ropień podokostnowy.8

Quorum sensing i regulacja wirulencji

Podczas zapalenia kości i szpiku S. aureus tworzy charakterystyczne wielokomórkowe mikrokolonie w różnych niszach w kości.29 Odpowiedzi wirulencji i metaboliczne w tych wielokomórkowych mikrokoloniach są koordynowane częściowo przez quorum sensing poprzez locus regulatora genu dodatkowego (agr), który pozwala populacjom gronkowców na produkcję toksyn i adaptację w odpowiedzi na gęstość bakterii.29

System Agr jest kluczowym mediatorem odpowiedzi bakteryjnej na bodźce środowiskowe i reguluje produkcję wielu czynników S. aureus promujących przeżycie i rozprzestrzenianie się bakterii.20 System dwuskładnikowy Agr odpowiada za kontrolowanie krytycznych genów toksyn zaangażowanych w patogenezę S. aureus, w tym hemolizyn i modulin rozpuszczalnych w fenolu (PSM), jednocześnie hamując produkcję białek zaangażowanych w adhezję i agregację bakterii, takich jak koagulaza (Coa) i białko wiążące czynnik von Willebranda (vWbp).20

S. aureus reaguje na stres immunologiczny i odżywczy częściowo przez wydzielanie czynników wirulencji, w tym enzymów degradujących tkanki gospodarza, toksyn cytolitycznych atakujących komórki gospodarza i cząsteczek unieszkodliwiających obronę immunologiczną.30 System regulacyjny Agr może kontrolować produkcję toksyn i innych czynników wirulencji poprzez bezpośrednią aktywację/represję genów przez AgrA lub RNAIII, kontrolę translacyjną poprzez parowanie zasad RNAIII z mRNA oraz poprzez tworzenie dupleksu mRNA RNAIII, który promuje aktywność endonukleazy dla degradacji mRNA.30

Klasyfikacja zapalenia kości i szpiku

Zapalenie kości i szpiku może być podzielone na dwie główne kategorie w oparciu o patogenezę zakażenia:3132

  1. Krwiopochodne zapalenie kości i szpiku
  2. Niekrwiopochodne zapalenie kości i szpiku, które rozwija się w sąsiedztwie ogniska zakażenia lub przez bezpośrednie wprowadzenie zakażenia do kości

Zarówno krwiopochodne, jak i ogniskowe zapalenie kości i szpiku można sklasyfikować jako ostre lub przewlekłe.31 Ostre zapalenie kości i szpiku rozwija się w ciągu kilku dni do tygodni i może przekształcić się w przewlekłe zakażenie.31

Głównym objawem histopatologicznym przewlekłego zapalenia kości i szpiku jest obecność martwej kości (sekwestrum).31 Inne typowe cechy przewlekłego zapalenia kości i szpiku to involucrum (reaktywna kostna otoczka sekwestrum), miejscowa utrata kości oraz, jeśli występuje rozprzestrzenianie się przez kość korową, drogi przetokowe.3132

Ropień Brodiego to forma podostrego zapalenia kości i szpiku, która zwykle ma pochodzenie krwiopochodne, ale może wystąpić w wyniku urazu; klasyczna prezentacja ropnia Brodiego składa się z jamy wypełnionej ropą i/lub ziarniną w przynasadzie kości długiej, otoczonej gęstą tkanką włóknistą i sklerotyczną kością.3334

Klasyfikacja Charakterystyka Patogeneza
Ostre zapalenie kości i szpiku Rozwija się w ciągu kilku dni do tygodni, główne objawy histopatologiczne to mikroorganizmy, przekrwione lub zakrzepłe naczynia krwionośne i nacieki neutrofilów Zakażenie bakteryjne, zapalne zniszczenie kości, zaburzenia mikronaczyniowe
Przewlekłe zapalenie kości i szpiku Charakteryzuje się obecnością martwej kości (sekwestrum), inwolucrum, miejscową utratą kości, drogami przetokowymi Niedokrwienie, formowanie biofilmu, kolonizacja OLCN, unikanie układu odpornościowego
Krwiopochodne Często dotyczy dzieci, bakteriemia z odległego źródła, zwykle monomikrobialne Zasiedlenie bakterii w dobrze ukrwionych przynasadach kości, gdzie występuje powolny przepływ krwi
Niekrwiopochodne Związane z wcześniejszą operacją, urazem, ranami lub słabym ukrwieniem, często polimikrobialne Bezpośrednia inokulacja lub rozprzestrzenianie z przyległych tkanek miękkich
Ropień Brodiego Jama wypełniona ropą w przynasadzie kości długiej, otoczona gęstą tkanką włóknistą i sklerotyczną kością Zazwyczaj pochodzenie krwiopochodne, podostre zapalenie

313536

Wpływ na homeostazę kostną

Podczas zapalenia kości i szpiku system Agr znacząco przyczynia się do zaburzenia homeostazy szkieletowej i ciężkości choroby, ale może również paradoksalnie hamować przetrwanie w organizmie gospodarza.29 Układ odpornościowy odgrywa kluczową rolę w obronie przed zakażeniami układu kostnego i utrzymaniu homeostazy kostnej.21

Zarówno cytokiny zapalne, jak i mediatory uwalniane podczas zakażenia, a w niektórych przypadkach same produkty bakteryjne, mogą wyzwalać resorpcję kości poprzez aktywację osteoklastów lub stymulowanie komórek fagocytarnych do przyjęcia fenotypu resorpcji kości.37 Utrata kości rozpoczyna się wokół martwego obszaru, powodując oddzielenie martwego obszaru kości od otaczającej żywej kości, ostatecznie tworząc sekwestrum.38

Gdy dochodzi do odwarstwienia okostnej, wynikająca z tego reakcja okostnowa wytwarza osłonę nowej kości, involucrum, wokół martwej kości.38 Stan fizjologiczny gospodarza determinuje nie tylko kliniczny zakres choroby, ale także zdolność lekarza do wyleczenia.26

Nowe koncepcje w patogenezie zapalenia kości i szpiku

Niedawne odkrycia w dziedzinie zakażeń układu kostnego zakwestionowały niektóre ustalone paradygmaty, w tym ostre i przewlekłe zapalenie kości i szpiku, wewnątrzkomórkowe zakażenie komórek kostnych oraz skuteczność cementu kostnego nasączonego antybiotykiem.14

Wewnątrzkomórkowa przetrwałość S. aureus w zapaleniu kości i szpiku in vivo pozostaje przedmiotem intensywnej debaty z powodu braku przekonujących dowodów in vivo.19 W przeciwieństwie do wcześniejszych założeń, badania nie zidentyfikowały wewnątrzkomórkowo zakażonych żywych komórek kostnych, natomiast rutynowo obserwowano wewnątrzkomórkowe zakażenie leukocytów, tzw. „konie trojańskie”, u zwierząt z posocznicą i pacjentów.39

Odkrycie inwazji OLCN jest szczególnie niepokojące w leczeniu zapalenia kości i szpiku związanego z implantami, ponieważ niemożliwe jest ustalenie, czy wszystkie segmenty zakażonej kości zostały całkowicie oczyszczone.39

Przewlekłe nawracające wieloogniskowe zapalenie kości i szpiku

Ważne jest, aby być świadomym aseptycznej formy zapalenia kości i szpiku znanej jako przewlekłe nawracające wieloogniskowe zapalenie kości i szpiku (CRMO), które dotyczy głównie dzieci i młodzieży.8 Posiewy krwi i biopsje kości w CRMO nie wykazują wzrostu drobnoustrojów i nie ma odpowiedzi na antybiotyki.8

Chociaż etiologia CRMO nie została jednoznacznie ustalona, postuluje się przyczynę autoimmunologiczną i istnieje znany związek z chorobami zapalnymi jelit.840 Patofizjologia choroby jest również nieznana. Monocyty pacjentów z CRMO wykazują zmniejszoną produkcję interleukiny-10 (IL-10), co wyzwala aktywację inflamasomu i zaburzenie równowagi między cytokinami prozapalnymi (IL-12, TNF-, IL-20, IL-6) a cytokinami przeciwzapalnymi (IL-10, IL-19, IL-1RN), prowadząc do aktywacji osteoklastów i stanu zapalnego kości.41

Znaczenie zrozumienia patogenezy zapalenia kości i szpiku

Zrozumienie patogenezy zapalenia kości i szpiku jest niezbędne do rozpoznania i interpretacji jego objawów obrazowych oraz do opracowania skutecznych strategii leczenia.842 Zmienny obraz radiologiczny zapalenia kości i szpiku można wytłumaczyć różnymi mechanizmami patogenetycznymi zaangażowanymi w rozprzestrzenianie się zakażenia oraz zależnym od wieku unaczynieniem kości.43

Skuteczne leczenie zapalenia kości i szpiku wymaga współpracy różnych specjalności medycznych i chirurgicznych. Dwa główne aspekty terapii to chirurgiczne opanowanie zakażenia i przedłużona antybiotykoterapia.44 Przedłużona antybiotykoterapia jest podstawą leczenia zapalenia kości i szpiku. Wyniki posiewu i antybiogramu powinny kierować leczeniem antybiotykami, jeśli to możliwe, ale w przypadku braku tych danych rozsądne jest rozpoczęcie empirycznej antybiotykoterapii.44

Dalsze badania nad dokładnymi mechanizmami patogenezy zapalenia kości i szpiku są niezbędne do opracowania bardziej skutecznych strategii leczenia tego skomplikowanego zakażenia kości.4546

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.

  1. 11.04.2026
  2. www.leksykon.com.pl

Materiały źródłowe

  • #1 Osteomyelitis – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK532250/
    Osteomyelitis is a serious infection of the bone that can be either acute or chronic. It is an inflammatory process involving the bone and its structures caused by pyogenic organisms that spread through the bloodstream, fractures, or surgery. […] Bone infection is called osteomyelitis. It is an acute or chronic inflammatory process involving the bone and its structures secondary to infection with pyogenic organisms, including bacteria, fungi, and mycobacteria. […] Healthy intact bone is resistant to infection. The bone becomes susceptible to disease with the introduction of a large inoculum of bacteria, from trauma, ischemia, or the presence of foreign bodies because bone sites to which microorganisms can bind are exposed. […] Certain bacteria such as Staphylococcus aureus adhere to the bone by expressing receptors, called adhesins, for some components of the bone matrix, including laminin, collagen, fibronectin, and bone sialoglycoprotein.
  • #2 Osteomyelitis – Musculoskeletal and Connective Tissue Disorders – Merck Manual Professional Edition
    https://www.merckmanuals.com/professional/musculoskeletal-and-connective-tissue-disorders/infections-of-joints-and-bones/osteomyelitis
    Osteomyelitis is inflammation and destruction of bone caused by bacteria, mycobacteria, or fungi. […] Osteomyelitis tends to occlude local blood vessels, which causes bone necrosis and local spread of infection. Infection may expand through the bone cortex and spread under the periosteum, with formation of subcutaneous abscesses that may drain spontaneously through the skin. […] If treatment of acute osteomyelitis is only partially successful, low-grade chronic osteomyelitis develops.
  • #3 Osteomyelitis
    https://www.visualdx.com/visualdx/diagnosis/osteomyelitis?diagnosisId=52090&moduleId=101
    By definition, osteomyelitis involves a bacterial infection of bone tissue accompanied by destruction of bone tissue and the associated inflammatory response. Nonhematogenic infections can be either monomicrobial or polymicrobial, while hematogenic infections are usually monomicrobial as this type of osteomyelitis arises secondary to bacteremia. […] The exact pathophysiology will vary depending on the causative agent, but bacterial adherence and resistance to host defenses are some of the more important virulence factors of bacteria that are able to cause osteomyelitis. Additional features of pathogenesis include superlative infective processes and accompanying inflammatory features, vascular congestion / small vessel thrombosis, necrotic bone, and formation of new bone. Furthermore, the presence of polymorphonuclear leukocytes and other inflammatory cells plays an important role in the pathogenesis of the disease.
  • #4 Osteomyelitis – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK532250/
    Bone can get infected via the hematogenous route of infection through bacteremic seeding of bone from a distant source of infection, contiguous spread from surrounding tissue and joints, or direct inoculation of bone from trauma or surgery. […] In patients with diabetes, osteomyelitis usually results from compromised blood supply to the lower extremities, which contributes to impaired local immunity and skin healing, promoting the spread of infection. […] Contiguous osteomyelitis frequently develops in debilitated patients who are wheelchair or bedbound and are predisposed to pressure-related skin ulcerations, especially in the sacrum, buttock, hips, and heel. […] The well-perfused metaphyses, which have scarce functioning phagocytes, are the most common site of infection in hematogenous osteomyelitis affecting the long bones.
  • #5 Osteomyelitis: Diagnosis and Treatment | AAFP
    https://www.aafp.org/pubs/afp/issues/2021/1000/p395.html
    Osteomyelitis is an inflammatory condition of bone secondary to an infectious process. […] Osteomyelitis is further classified by mechanism of infection as hematogenous or nonhematogenous. With hematogenous osteomyelitis, bacteria are seeded into bone secondary to a bloodstream infection and the condition is most common in children, older adults, and immunocompromised populations. […] Nonhematogenous osteomyelitis occurs from direct inoculation in the setting of surgery or trauma or with spread from contiguous soft tissue and joint infections. […] Methicillin-sensitive Staphylococcus aureus is the most frequently identified pathogen across all types of osteomyelitis, followed by Pseudomonas aeruginosa and methicillin-resistant S. aureus. […] Hematogenous osteomyelitis is often monomicrobial and can occur from aerobic gram-negative rods or from P. aeruginosa or Serratia marcescens in injection drug users.
  • #6 Osteomyelitis – Wikipedia
    https://en.wikipedia.org/wiki/Osteomyelitis
    Osteomyelitis (OM) is the infectious inflammation of bone marrow. […] The cause is usually a bacterial infection, but rarely can be a fungal infection. It may occur by spread from the blood or from surrounding tissue. […] In general, microorganisms may infect bone through one or more of three basic methods: Via the bloodstream (haematogeneously) the most common method, from nearby areas of infection (as in cellulitis), or penetrating trauma, including iatrogenic causes such as joint replacements or internal fixation of fractures, leading to a fracture-related infection, or secondary periapical periodontitis in teeth. […] Once the bone is infected, leukocytes enter the infected area, and, in their attempt to engulf the infectious organisms, release enzymes that lyse the bone. […] Chronic osteomyelitis may be due to the presence of intracellular bacteria. […] These combined factors may explain the chronicity and difficult eradication of this disease, resulting in significant costs and disability, potentially leading to amputation.
  • #7 Osteomyelitis pathophysiology – wikidoc
    https://www.wikidoc.org/index.php/Osteomyelitis_pathophysiology
    Entry of the organism into bone is the first step in the development of osteomyelitis and occurs by three main mechanisms; hematogenous seeding, contiguous spread of infection to bone from adjacent soft tissue, and direct inoculation from trauma or orthopedic surgery (including prostheses). […] Several factors contributing to the pathogenesis of osteomyelitis include microbial factors and host factors. […] Etiologic pathogen possesses numerous cell-wall associated adhesins mediating specific attachment to a wide variety of extracellular matrix proteins found in bone including, fibronectin, laminin, osteopontin, bone matrix sialoprotein, and collagen. […] After attachment to the bone matrix, direct toxin effect of pathogen may lead to tissue necrosis. […] Adherent bacterial growth leads to the formation of a biofilm (an adherent consortium of micro-organisms enmeshed in an exocellular polysaccharide).
  • #8 The imaging of osteomyelitis – Lee – Quantitative Imaging in Medicine and Surgery
    https://qims.amegroups.org/article/view/9839/html
    Osteomyelitis is inflammation of the bone marrow secondary to infection, which can progress to osteonecrosis, bone destruction and septic arthritis. An understanding of the pathogenesis of osteomyelitis is essential for recognition and interpretation of its imaging findings. Osteomyelitis arises from infection with a variety of microorganisms via different mechanisms. The progression of disease from acute to chronic stages produces a constellation of pathological features that can vary according to the age of the patient. Staphylococcus aureus is the causative organism in up to 80% of cases of osteomyelitis. Most of these cases involve community-acquired MRSA strains. One postulated cause for the increased severity of osteomyelitis in these patients is the production of a toxin known as Panto-Valentine leukocidin (PVL) by MRSA strains. It is important to be aware of an aseptic form of osteomyelitis known as chronic recurrent multifocal osteomyelitis (CRMO) that primarily affects children and adolescents. Blood cultures and bone biopsies in CRMO do not yield any microbial growth and there is no response to antibiotics. While the aetiology of CRMO has not been firmly established, an autoimmune cause has been postulated and there is a known association with inflammatory bowel disease. Three main routes for spread of osteomyelitis have been described; these are haematogenous, contiguous and direct inoculation. Blood-borne organisms, usually bacteria, are deposited in the medullary cavity and form a nidus of infection. In long bones, the region which is most predisposed to infection is the metaphysis, because it has a large supply of slow-flowing blood. The metaphysis is also prone to infection because there is discontinuity in the endothelial lining of the metaphyseal vessel walls. Infections originating from soft tissues and joints can spread contiguously to bone. This often occurs in the context of vascular insufficiency, such as in patients with diabetes mellitus or peripheral vascular disease. Direct seeding of bacteria into bone can occur as a result of open fractures, insertion of metallic implants or joint prostheses, human or animal bites and puncture wounds. Osteomyelitis can be divided into acute and chronic stages. The duration of disease determines what imaging findings are seen in osteomyelitis. The pathological features of chronic osteomyelitis are a result of osteonecrosis, caused by disruption of the intraosseous and periosteal blood supply during the acute stage of disease. A fragment of dead infected bone becomes separated from viable bone and is known as a sequestrum. The bacteria within the devascularised sequestrum are protected from antibiotics and the endogenous immune response, thus forming a nidus for chronic infection which may persist for many years. Haematogenous spread is the predominant mechanism of infection in children and usually causes long bone osteomyelitis. In adults, haematogenous spread is less common and when it does occur, usually leads to vertebral osteomyelitis. Adult osteomyelitis is most commonly caused by contiguous spread from soft tissue infections or direct inoculation. During skeletal maturation, there are changes in intraosseous vascular anatomy that determine the pattern of osteomyelitis spread in different age groups. In infants below 18 months of age, metaphyseal and epiphyseal vessels anastomose via transphyseal vessels that perforate the growth plate. These transphyseal vessels allow infection to spread from the metaphysis, where osteomyelitis commonly originates, to the growth plate, epiphysis and joint space. In children older than 18 months of age, the growth plate ossifies and forms a barrier between the metaphysis and epiphysis, limiting the spread of infection from the metaphysis. In adulthood, the growth plate is reabsorbed, removing the barrier between the metaphyseal and epiphyseal vessels. These vessels reanastomose, once again allowing spread of infection into the epiphysis and joint space. Subperiosteal abscesses are more common in children than in adults for two main reasons. In children, the cortical bone is thinner and more easily ruptured, leading to spread of infection from the medullary cavity to the subperiosteal space. The periosteum in children is also more loosely attached to the surface of the cortex and is easily separated, allowing accumulation of pus beneath the periosteal layer as a subperiosteal abscess.
  • #9 Chronic osteomyelitis: what the surgeon needs to know in: EFORT Open Reviews Volume 1 Issue 5 (2016)
    https://eor.bioscientifica.com/view/journals/eor/1/5/2058-5241.1.000017.xml
    Chronic osteomyelitis represents a progressive inflammatory process caused by pathogens, resulting in bone destruction and sequestrum formation. […] The type of pathogen isolated is highly dependent on patient-related factors such as age, immune status, history of trauma and geographical location. […] Generally, haematogenous osteomyelitis is monomicrobic in nature, in contrast to contiguous-focus osteomyelitis that is polymicrobic. […] In adult chronic osteomyelitis, the most commonly involved pathogen is by far Staphylococcus aureus. […] Following the introduction of pathogens such as Staphylococcus aureus into the bone marrow cavity, regardless of the route of access, they adhere to membrane proteins such as fibronectin or collagen receptors, establishing an infection. […] Other microbial factors prevent access by host defences or penetration of the surrounding tissues.
  • #10 Osteomyelitis: Practice Essentials, Anatomy, Pathophysiology
    https://emedicine.medscape.com/article/1348767-overview
    Bacteria may possess various factors that may contribute to the development of osteomyelitis. For example, factors promoted by S aureus may promote bacterial adherence, resistance to host defense mechanisms, and proteolytic activity. […] The metaphysis is the region of a long bone between the epiphysis and the diaphysis. This part contains the growth plate and, because of its vascular characteristics, is the preferred region of hematogenous osteomyelitis. In particular, children younger than 5 years are susceptible to it due to the abundance of blood vessels with leaky endothelium that end in capillary loops. […] As the bacteria continue to multiply, the scarce functioning phagocytes release enzymes that lyse the bone, thereby creating an inflammatory response. This results in formation of pus (a protein-rich exudate containing dead phagocytes, tissue debris, and microorganisms), increasing the intramedullary pressure in the area and thus further limiting the already compromised blood supply.
  • #11 Osteomyelitis: Practice Essentials, Anatomy, Pathophysiology
    https://emedicine.medscape.com/article/785020-overview
    Bacteria may possess various factors that may contribute to the development of osteomyelitis. For example, factors promoted by S aureus may promote bacterial adherence, resistance to host defense mechanisms, and proteolytic activity. […] Bone infection may result from the treatment of trauma, which allows pathogens to enter bone and proliferate in the traumatized tissue. When bone infection persists for months, the resulting infection is referred to as chronic osteomyelitis and may be polymicrobial. Although all bones are subject to infection, the lower extremity is most commonly involved. […] As the bacteria continue to multiply, the scarce functioning phagocytes release enzymes that lyse the bone, thereby creating an inflammatory response. This results in formation of pus (a protein-rich exudate containing dead phagocytes, tissue debris, and microorganisms), increasing the intramedullary pressure in the area and thus further limiting the already compromised blood supply.
  • #12 Skeletal infections: microbial pathogenesis, immunity and clinical management
    https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8852989/
    Osteomyelitis remains one of the greatest risks in orthopaedic surgery. […] Important discoveries have uncovered novel mechanisms of S. aureus pathogenesis and persistence within bone tissue, including implant-associated biofilms, abscesses and invasion of the osteocyte lacuno-canalicular network. […] In this Review, we summarize recently described mechanisms of S. aureus osteomyelitis pathogenesis, including intracellular infection, staphylococcal abscess communities (SACs) and invasion of the osteocyte lacuno-canalicular network (OLCN). […] S. aureus is specifically pathogenic in skeletal infections because of its unique ability to invade, colonize and thrive within bone. […] Key mechanisms for S. aureus persistence in skeletal infections are outlined in Fig. 2. […] Staphylococcus aureus employs a variety of pathogenic mechanisms during skeletal infection.
  • #13 Skeletal infections: microbial pathogenesis, immunity and clinical management | Nature Reviews Microbiology
    https://www.nature.com/articles/s41579-022-00686-0
    Osteomyelitis remains one of the greatest risks in orthopaedic surgery. […] Important discoveries have uncovered novel mechanisms of Staphylococcus aureus pathogenesis and persistence within bone tissue, including implant-associated biofilms, abscesses and invasion of the osteocyte lacuno-canalicular network. […] In this Review, we discuss the mechanisms of persistence and immune evasion in Staphylococcus aureus infection of the skeletal system as well as features of other osteomyelitis-causing pathogens in implant-associated and native bone infections. […] We also describe how the host fails to eradicate bacterial bone infections, and how this new information may lead to the development of novel interventions.
  • #14 Evolving concepts in bone infection: redefining “biofilm”, “acute vs. chronic osteomyelitis”, “the immune proteome” and “local antibiotic therapy” | Bone Research
    https://www.nature.com/articles/s41413-019-0061-z
    Osteomyelitis is a devastating disease caused by microbial infection of bone. […] Given the high patient morbidity, mortality, and economic burden caused by osteomyelitis, it is important to elucidate mechanisms of bone infection to inform novel strategies for prevention and curative treatment. […] Recent discoveries in this field have identified three distinct reservoirs of bacterial biofilm including: Staphylococcal abscess communities in the local soft tissue and bone marrow, glycocalyx formation on implant hardware and necrotic tissue, and colonization of the osteocyte-lacuno canalicular network (OLCN) of cortical bone. […] In contrast, S. aureus intracellular persistence in bone cells has not been substantiated in vivo, which challenges this mode of chronic osteomyelitis. […] Thus, the goal of this review is to highlight these potential breakthroughs, which challenge the scientific premise of established paradigms, including acute and chronic osteomyelitis, intracellular infection of bone cells, and the efficacy of antibiotic-laden bone cement.
  • #15 Skeletal infections: microbial pathogenesis, immunity and clinical management
    https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8852989/
    S. aureus invasion of the osteocyte-lacuno canalicular network (OLCN), most commonly within a sequestrum, permits evasion of host immune cells during osteomyelitis and requires S. aureus deformation to invade canaliculi of bone. […] An important and well-studied mechanism for S. aureus pathogenesis in osteomyelitis is the formation of biofilms, which has been extensively reviewed. […] The presence of SACs at the site of a bone infection is often used to diagnose and/or classify the stage of osteomyelitis as SACs can greatly increase the severity of infections by restricting blood flow to the area. […] The formation of SACs represents an effective manipulation of the host response to prolonged S. aureus survival within soft tissues. […] S. aureus first enables the formation of a protective fibrous pseudocapsule through the activity of coagulase (CoA) and von Willebrand factor-binding protein (vWbp), which bind prothrombin to activate its conversion of fibrinogen into fibrin.
  • #16 The pathophysiology of chronic osteomyelitis
    http://www.scielo.org.za/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1681-150X2013000500002
    Biofilm formation occurs in five stages, namely adhesion, production of the extra-cellular matrix, colonisation, maturation and finally dispersion of bacteria. […] Antibiotics face mechanical and osmotic challenges in penetrating a biofilm, while the reduced growth rate of bacteria due to incomplete penetration of metabolic substrates and accumulation of waste product, makes the biofilm-based bacteria even more resilient. […] The innate immune response is critical in the early phase of bacterial colonisation. It is triggered at the site of bacterial infection by the production of cytokines like interleukin-1 (IL-1), IL-6 and tumour necrosis factor (TNF). […] Acquired or adaptive immunity is responsible for the eradication of chronic or persistent infections and also plays an important role in the prevention of recurrence.
  • #17 SciELO Brazil – Osteomyelitis: an overview of antimicrobial therapy Osteomyelitis: an overview of antimicrobial therapy
    https://www.scielo.br/j/bjps/a/9QfKdN4zxTjncQDwh5BGpcv/
    Osteomyelitis is an inflammatory bone disorder caused by infection, leading to necrosis and destruction of bone. […] Treatment of osteomyelitis is challenging particularly when complex multiresistant bacterial biofilm has already been established. Bacteria in biofilm persist in a low metabolic phase, causing persistent infection due to increased resistance to antibiotics. […] The pathophysiology of osteomyelitis is multifactorial and begins with spread of the organism. Bacteria may reach the bone by hematogenous seeding, direct inoculation, or airborne contamination. […] Once an organism reaches the bone it causes acute inflammation. […] Microorganisms avoid the host defenses and antibiotics through a multiplicity of mechanisms including surviving in a dormant state inside osteoblasts, developing a biofilm, and acquiring a very slow metabolic rate.
  • #18 Evolving concepts in bone infection: redefining “biofilm”, “acute vs. chronic osteomyelitis”, “the immune proteome” and “local antibiotic therapy” | Bone Research
    https://www.nature.com/articles/s41413-019-0061-z
    These data are consistent with the conclusions from the 2018 International Consensus Meeting on Musculoskeletal Infection, which found that the incidences of infection for all orthopedic subspecialties range from 0.1% to 30%, at a cost of $17 000$150 000 per patient. […] An astounding 75% of osteomyelitis cases are caused by pathogens of the Staphylococcus genus. […] The invasive success of S. aureus infection can be attributed to its arsenal of virulence factors and resistance mechanisms including secreted toxins, adherence as a means of immune evasion, biofilm formation, the creation of slow growing small colony variant (SCV) subpopulations, and the development of antimicrobial resistance. […] Biofilm formation occurs in four generalized stages including: (1) bacterial cell attachment, (2) proliferation, (3) biofilm maturation, and (4) detachment.
  • #19 Evolving concepts in bone infection: redefining “biofilm”, “acute vs. chronic osteomyelitis”, “the immune proteome” and “local antibiotic therapy” | Bone Research
    https://www.nature.com/articles/s41413-019-0061-z
    Biofilms confer long-term bacterial cell survival in hostile environments by a variety of mechanisms. […] Taken together, biofilm presents a significant concern to surgeons when treating implant-associated infections. […] The third and most recently discovered reservoir of bacteria in chronic osteomyelitis is S. aureus colonization of the OLCN. […] These observations suggest that S. aureus may be able to survive for decades within the OLCN with an inexhaustible supply of nutrients, while evading immune attack. […] Collectively, these novel findings suggest that invasion and propagation within the immune-privileged OLCN is a pathogenic mechanism that renders S. aureus infection of bone incurable. […] The role of intracellular persistence in chronic osteomyelitis disease pathology remains a subject of intense debate because of a lack of compelling in vivo evidence.
  • #20 Quorum Sensing and Toxin Production in Staphylococcus aureus Osteomyelitis: Pathogenesis and Paradox
    https://www.mdpi.com/2072-6651/12/8/516
    The accessory gene regulator (Agr) system is a key mediator of bacterial responses to environmental stimuli and regulates the production of many S. aureus factors to promote bacterial survival and dissemination. […] The capability of S. aureus to grow in a multitude of host tissues, including bone, suggests remarkable flexibility in responding to heterogeneous host immune responses and local nutrient availability. […] The production of bacterial toxins has less favorable tradeoffs, including an increased energy requirement and the potential to incite host immune defenses and increase inflammation. […] The Agr two-component system is responsible for controlling critical toxin genes involved in S. aureus pathogenesis, including hemolysins and phenol-soluble modulins (PSMs), while also repressing production of proteins involved in bacterial adherence and aggregation, such as coagulase (Coa) and von Willebrand factor-binding protein (vWbp).
  • #21 Skeletal infections: microbial pathogenesis, immunity and clinical management
    https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8852989/
    S. aureus utilizes the iron-scavenging proteins IsdA, IsdB and IsdH to bind haemoglobin to extract haem as a source of iron. […] Ultimately, the only effective means of eradication is abscess disruption or debridement. […] Skeletal infections also involve bacteria existing as persister cells and as SCVs, which can arise due to environmental triggers such as oxidative stress, nutrient limitation, intracellular residence and low pH. […] The immune system plays a crucial role in the defence against skeletal infections and maintaining bone homeostasis. […] The ability of S. aureus to survive long-term in the bone niche is attributed to the expression of an array of virulence factors, including adhesins, immunomodulatory proteins, toxins and superantigens with redundant functions. […] Virulence proteins enable Staphylococcus aureus to successfully evade host immune responses.
  • #22 Osteomyelitis 2 – OrthoPaedia
    https://www.orthopaedia.com/osteomyelitis-2/
    Osteomyelitis is an infection of the bone caused by bacteria, fungi, or mycobacteria. The infection can land in the bone via the bloodstream (hematogenous spread), contiguous spread from adjacent soft tissues, or direct inoculation during trauma, or surgery. The disease process is characterized by the progressive destruction of bone at the center of infection and new appositional bone growth around it. […] When bacterial seeding occurs, regardless of mechanism, a local immune response leads to increased vascular permeability, edema, and recruitment of polymorphonuclear leukocytes. This purulence increases pressure within the medullary canal and can further obstruct blood flow. Extrusion of purulent fluid through the bone’s surface to the periosteum, resulting in a sub-periosteal abscess, can occur as well. Increased pressure leads to ischemia and bone necrosis. The necrotic and infected bone may become sequestered during the formation of new bone, making the eradication of bacteria difficult or impossible without surgical excision. The new bone is called an “involucrum,” and the infected bone it surrounds is called the “sequestrum.”
  • #23 Osteomyelitis: Practice Essentials, Anatomy, Pathophysiology
    https://emedicine.medscape.com/article/1348767-overview
    The infection and the formation of pus in this region strip the periosteum from the shaft and stimulate an osteoblastic response. As a result, new bone is formed in response to the periosteal stripping. Part of the necrotic bone may separate; this is referred to as the sequestra. […] In a severe infection, the entire shaft is encased in a sheath of new bone, which is referred to as the involucrum. Once this occurs, a major part of the shaft has been deprived of its blood supply. The involucrum can have openings called cloacae, which allow pus to escape from the bone, leading to fulminant disease. […] In the 0- to 18-month age range, the epiphysis and the metaphysis have communicating vessels that result in direct extension of infection from metaphysis to epiphysis. Once the infection extends into the epiphysis, it leads to destruction of the epiphyseal cartilage and secondary ossification center, resulting in permanent growth impairment. The extension into the epiphysis also leads to a higher incidence of septic arthritis.
  • #24 Osteomyelitis: Practice Essentials, Anatomy, Pathophysiology
    https://emedicine.medscape.com/article/785020-overview
    The infection and the formation of pus in this region strip the periosteum from the shaft and stimulate an osteoblastic response. As a result, new bone is formed in response to the periosteal stripping. Part of the necrotic bone may separate; this is referred to as the sequestra. […] In a severe infection, the entire shaft is encased in a sheath of new bone, which is referred to as the involucrum. Once this occurs, a major part of the shaft has been deprived of its blood supply. The involucrum can have openings called cloacae, which allow pus to escape from the bone, leading to fulminant disease. […] The extension into the epiphysis also leads to a higher incidence of septic arthritis.
  • #25 Osteomyelitis – TeachMeSurgery
    https://teachmesurgery.com/orthopaedic/principles/osteomyelitis/
    Once bacteria enter the bone tissue, they express adhesins to bind to the host tissue proteins and produce a polysaccharide extracellular matrix. Through this, the pathogens are able propagate, spread, and seed further in the tissue. […] In chronic cases, the infection can lead to devascularisation of the affected bone, resulting in necrosis and resorption of the surrounding bone. This leads to a floating piece of dead bone, termed a sequestrum, which acts as a reservoir for infection (and cannot be penetrated by antibiotics, as it is avascular). […] An involucrum can also form, following the sequestrum formation, whereby the region becomes encased in a thick sheath of new periosteal bone.
  • #26 The pathophysiology of chronic osteomyelitis
    http://www.scielo.org.za/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1681-150X2013000500002
    Chronic osteomyelitis is characterised by osteolysis in combination with reparative osteosclerosis, which aims to confine the inflammatory process. […] The physiological status of the host determines not only the clinical extent of the disease, but also the treating physician’s ability to effect cure.
  • #27 Recommendations for the treatment of osteomyelitis | The Brazilian Journal of Infectious Diseases
    https://www.bjid.org.br/en-recommendations-for-treatment-osteomyelitis-articulo-S1413867014000579
    With the advances in surgical treatment, antibiotic therapy, and the current resources for accurate diagnosis and differentiated approaches to each type of osteomyelitis, better results are being obtained in the treatment of this disease. […] Osteomyelitis can be defined as an inflammation of the bone tissue caused by an infectious agent. This infection may be hematogenic, contiguous to an adjacent infectious focus, or even the result of direct bacterial inoculation from a traumatic mechanism. […] Hematogenous osteomyelitis has more consolidated data in the medical literature, and is considered a predominantly pediatric disease, with 85% of patients aged below 17 years. […] Chronic osteomyelitis represents a major health problem due to its significant morbidity and low mortality rate.
  • #28 Osteomyelitis and Other Bone and Joint Infections | Obgyn Key
    https://obgynkey.com/osteomyelitis-and-other-bone-and-joint-infections/
    Transphyseal vessels in children younger than 18 months of age can lead to spread of the infection from the metaphysis into the epiphysis and joint space, causing a secondary septic arthritis. The growth plate, after it has formed, serves as a barrier to extension of infection into the epiphysis and joint.
  • #29 Quorum Sensing and Toxin Production in Staphylococcus aureus Osteomyelitis: Pathogenesis and Paradox
    https://www.mdpi.com/2072-6651/12/8/516
    Staphylococcus aureus is a Gram-positive pathogen capable of infecting nearly every vertebrate organ. Among these tissues, invasive infection of bone (osteomyelitis) is particularly common and induces high morbidity. Treatment of osteomyelitis is notoriously difficult and often requires debridement of diseased bone in conjunction with prolonged antibiotic treatment to resolve infection. During osteomyelitis, S. aureus forms characteristic multicellular microcolonies in distinct niches within bone. Virulence and metabolic responses within these multicellular microcolonies are coordinated, in part, by quorum sensing via the accessory gene regulator (agr) locus, which allows staphylococcal populations to produce toxins and adapt in response to bacterial density. During osteomyelitis, the Agr system significantly contributes to dysregulation of skeletal homeostasis and disease severity but may also paradoxically inhibit persistence in the host.
  • #30 Quorum Sensing and Toxin Production in Staphylococcus aureus Osteomyelitis: Pathogenesis and Paradox
    https://www.mdpi.com/2072-6651/12/8/516
    While Agr only responds to AIP concentration, multiple environmental cues, including oxygen concentration, oxidative stress, and nutrient availability, influence S. aureus toxin production. […] Bone has relatively lower physioxia than many tissues and becomes increasingly hypoxic over the course of infection. […] S. aureus responds to immune and nutrient stress in part by secreting virulence factors, including enzymes that degrade host tissues, cytolytic toxins that target host cells, and molecules that incapacitate immune defenses. […] The Agr regulatory system can control the production of toxins and other virulence factors through direct gene activation/repression by AgrA or RNAIII, translational control through RNAIII base pairing with mRNA, and via RNAIII mRNA duplex formation that promotes endonuclease activity for mRNA degradation. […] Agr-mediated regulation of bacterial toxins and factors associated with persistence has been implicated in the pathogenesis of S. aureus osteomyelitis in a number of studies.
  • #31 Pathogenesis of osteomyelitis – UpToDate
    https://www.uptodate.com/contents/pathogenesis-of-osteomyelitis
    Pathogenesis of osteomyelitis […] Osteomyelitis is an infection involving bone. […] The pathogenesis and pathology of osteomyelitis will be reviewed here. […] Osteomyelitis may be divided into two major categories based upon the pathogenesis of infection: (1) hematogenous osteomyelitis and (2) nonhematogenous osteomyelitis, which develops adjacent to a contiguous focus of infection or via direct inoculation of infection into the bone. […] Either hematogenous or contiguous-focus osteomyelitis can be classified as acute or chronic. […] Acute osteomyelitis evolves over several days to weeks and can progress to a chronic infection. […] The hallmark of chronic osteomyelitis is the presence of dead bone (sequestrum). […] Other common features of chronic osteomyelitis include involucrum (reactive bony encasement of the sequestrum), local bone loss, and, if there is extension through cortical bone, sinus tracts.
  • #32 Pathogenesis of osteomyelitis – UpToDate
    https://www.uptodate.com/contents/pathogenesis-of-osteomyelitis/print
    Pathogenesis of osteomyelitis. Osteomyelitis is an infection involving bone. The pathogenesis and pathology of osteomyelitis will be reviewed here. Osteomyelitis may be divided into two major categories based upon the pathogenesis of infection: (1) hematogenous osteomyelitis and (2) nonhematogenous osteomyelitis, which develops adjacent to a contiguous focus of infection or via direct inoculation of infection into the bone. Either hematogenous or contiguous-focus osteomyelitis can be classified as acute or chronic. Acute osteomyelitis evolves over several days to weeks and can progress to a chronic infection. The hallmark of chronic osteomyelitis is the presence of dead bone (sequestrum). Other common features of chronic osteomyelitis include involucrum (reactive bony encasement of the sequestrum), local bone loss, and, if there is extension through cortical bone, sinus tracts.
  • #33 Pathogenesis of osteomyelitis – UpToDate
    https://www.uptodate.com/contents/pathogenesis-of-osteomyelitis
    Brodie abscess is a form of subacute osteomyelitis that is usually hematogenous in origin but can occur as a the result of trauma; the classic presentation of Brodie abscess consists of a cavity filled with suppurative and/or granulation in a long bone metaphysis, surrounded by dense fibrous tissue and sclerotic bone.
  • #34 Pathogenesis of osteomyelitis – UpToDate
    https://www.uptodate.com/contents/pathogenesis-of-osteomyelitis/print
    Brodie abscess is a form of subacute osteomyelitis that is usually hematogenous in origin but can occur as a the result of trauma; the classic presentation of Brodie abscess consists of a cavity filled with suppurative and/or granulation in a long bone metaphysis, surrounded by dense fibrous tissue and sclerotic bone.
  • #35 Osteomyelitis – Infectious Disease Advisor
    https://www.infectiousdiseaseadvisor.com/ddi/osteomyelitis/
    Osteomyelitis is acute or chronic inflammation of bone tissue due to infection with bacteria or fungi. It often occurs as a result of bacteremia (bacterial infection in the bloodstream) or sepsis, which spreads to the bone. […] Osteomyelitis occurs when inflammation, trauma, or ischemia compromises the integrity of the bone, allowing microorganisms to bind to damaged bone tissue. […] Trauma and/or inflammation may cause bone tissue, including bone marrow, to be susceptible to infection with certain microorganisms. Osteomyelitis can be caused by a single species of bacteria or fungi; alternatively, it may be caused by multiple organisms. […] Histopathologic examination of osteomyelitis is used to determine whether disease is acute or chronic. Acute osteomyelitis pathologic specimens show microorganisms, congested or thrombosed blood vessels, and a neutrophilic infiltrate. Chronic osteomyelitis is marked by necrotic bone, as well as a mononuclear infiltrate, granulation tissue, bone loss, and sinus tract formation.
  • #36
    https://www.orthobullets.com/trauma/1057/osteomyelitis–adult
    Osteomyelitis is the infection of bone characterized by progressive inflammatory destruction and apposition of new bone. […] Diagnosis requires careful assessment of radiographs, MRI and determining the organism via biopsy and cultures. […] Treatment is often a combination of culture-directed antibiotics and surgical debridement of nonviable tissue. […] mechanism of spread […] hematogenous […] originated or transported by blood […] may be due to bacterial or viral systemic illness. […] most common etiology in children. […] vertebrae are the most common hematogenous site in adults. […] S. aureus is the most common organism. […] contiguous-spread […] associated with previous surgery, trauma, wounds, or poor vascularity. […] can be bacterial (most common), mycobacterial, or fungal in nature.
  • #37 Osteomyelitis pathophysiology – wikidoc
    https://www.wikidoc.org/index.php/Osteomyelitis_pathophysiology
    Biofilm pathogens are more resistant to host defense and are able to survive longer than usual. […] Pathogens trigger inflammation and due to this inflammatory process, intraosseous pressure inside the tight bone matrix increases and may lead to thrombosis of bone vasculature that finally results in bone death. […] If the infection progresses, pus may track to other areas of the bone along the medullary canal or through the Haversian systems in cortical bone from the medulla to the outer surface of the cortex and form a subperiosteal abscess. […] Dead bone accelerates biofilm formation. […] Both the inflammatory cytokines and mediators released during infection, and in some cases bacterial products themselves, can trigger bone resorption either by osteoclast activation or by stimulating phagocytic cells to take on a bone-resorbing phenotype.
  • #38 Osteomyelitis pathophysiology – wikidoc
    https://www.wikidoc.org/index.php/Osteomyelitis_pathophysiology
    Bone loss starts around the dead area, resulting in the separation of the dead area of bone from the surrounding living bone, ultimately, forming the Sequestrum. […] When periosteal stripping occurs, the resulting periosteal reaction produces a shell of new bone; the Involucrum, around the dead bone.
  • #39 Evolving concepts in bone infection: redefining “biofilm”, “acute vs. chronic osteomyelitis”, “the immune proteome” and “local antibiotic therapy” | Bone Research
    https://www.nature.com/articles/s41413-019-0061-z
    Throughout all in vivo studies, we failed to identify intracellularly infected live bone cells. […] In contrast, we routinely observed intracellular infection of leukocytes, so called Trojan Horses, in septic animals and patients. […] The current research on intracellular persistence of S. aureus in osteomyelitis in vivo is still very limited. […] The discovery of OLCN invasion is particularly concerning for the treatment of implant-associated osteomyelitis, because it is impossible to know if all segments of infected bone have been completely debrided.
  • #40 Recessive Coding and Regulatory Mutations in FBLIM1 Underlie the Pathogenesis of Sterile Osteomyelitis – ACR Meeting Abstracts
    https://acrabstracts.org/abstract/recessive-coding-and-regulatory-mutations-in-fblim1-underlie-the-pathogenesis-of-sterile-osteomyelitis/
    Recessive Coding and Regulatory Mutations in FBLIM1 Underlie the Pathogenesis of Sterile Osteomyelitis […] Chronic recurrent multifocal osteomyelitis (CRMO) is a rare, pediatric, autoinflammatory disease characterized by bone pain due to sterile osteomyelitis, and is often accompanied by psoriasis or inflammatory bowel disease. There is evidence for a genetic basis in several syndromic forms of the disease including the Deficiency of the Interleukin-1 Receptor Antagonist (DIRA; due to mutations in IL1RN), Majeed syndrome (due to mutations in LPIN2) and murine chronic multifocal osteomyelitis (due to mutations in Pstpip2). However, for the majority of cases of CRMO, the genetic basis remains unknown. […] Via whole-exome sequencing, we detected a homozygous mutation in the filamin-binding domain of FBLIM1 in an affected child with consanguineous parents. Microarray analysis of bone marrow macrophages from the CRMO murine model (cmo mouse) determined that the Fblim1 ortholog is the most differentially expressed gene, further implicating it in disease pathogenesis. In addition, studies suggest FBLIM1/FBLP1 is an anti-inflammatory molecule regulated by STAT3, and one involved in bone remodeling via ERK1/2 phosphorylation and the subsequent regulation of RANKL activation. […] Our data implicate FBLIM1 in the pathogenesis of CRMO and autoinflammatory disease.
  • #41 Chronic Recurrent Multifocal Osteomyelitis (CRMO): Pathogenesis,
    https://www.longdom.org/open-access/chronic-recurrent-multifocal-osteomyelitis-crmo-pathogenesis-clinical-features-diagnostic-approaches-and-management-considerations-107684.html
    Chronic Recurrent Multifocal Osteomyelitis (CRMO) is an autoimmune inflammatory disease with recurrent bone lesions. […] The origin of the disease has been proposed to be auto-inflammatory, given the idiopathic nature of the disease, its association with other autoimmune diseases, and the absence of alterations in lymphocytes or antibodies. […] The pathophysiology of the disease is also unknown. Monocytes from CRMO patients show reduced production of Interleukin-10 (IL-10), which triggers inflammasome activation and an imbalance of pro-inflammatory cytokines (IL-12, TNF-, IL-20, IL-6) over anti-inflammatory cytokines (IL-10, IL-19, IL-1RN), leading to osteoclast activation and bone inflammation. […] CRMO is a rare, low prevalence entity with an uncertain pathophysiology based on a regulatory and pro-inflammatory cytokine imbalance.
  • #42
    https://link.springer.com/article/10.1007/s11908-999-0028-0
    Despite significant progress in antibiotic therapy and orthopedic surgery, osteomyelitis remains a difficult-to-treat infection that is often associated with recurrence. […] In this paper we summarize the most recent developments in understanding the pathogenesis of this complex disease, as well as novel means for its diagnosis and treatment.
  • #43 The Many Faces of Osteomyelitis: A Pictorial Review | Journal of the Belgian Society of Radiology
    https://jbsr.be/articles/10.5334/jbr-btr.1300
    This manuscript will mainly focus on hematogeneous spread of osteomyelitis. […] The nature of blood supply to the diaphysis, metaphysis and epiphysis depends on the age of the patient. […] Thorough knowledge of these different patterns allows an understanding of the different radiological patterns of OM between children and adults. […] Although traditionally the growth plate has been considered a barrier for epiphyseal extension of the infectious focus in children because of the specific age-dependent vascularization, this barrier has been shown permeable on magnetic resonance imaging (MRI), as this technique is more sensitive to demonstrate subtle marrow changes as an early sign of infectious spread across the growth plate. […] The variable imaging appearance of osteomyelitis may be explained by the different pathogenic mechanisms involved in the spread of the infection and by the age-related vascularization of bone.
  • #44 Osteomyelitis – StatPearls – NCBI Bookshelf
    https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK532250/
    The main histopathological finding in acute osteomyelitis are microorganisms, congested or thrombosed blood vessels, and infiltrates of neutrophils. […] The categorization of osteomyelitis as acute or chronic is based on the histopathological findings rather than the duration of illness. […] Effective treatment of osteomyelitis involves a collaborative effort among various medical and surgical specialties. The two main aspects of therapy are surgical containment of the infection and prolonged antibiotics. […] Prolonged antibiotic therapy is the cornerstone of treatment for osteomyelitis. Results of culture and sensitivity should guide antibiotic treatment if possible, but in the absence of this data, it is reasonable to start empiric antibiotics. […] The recommended duration of treatment for osteomyelitis in adults is 4 to 6 weeks of parenteral antibiotic therapy to achieve acceptable cure rates with a decreased risk of recurrence.
  • #45
    https://journals.lww.com/co-infectiousdiseases/fulltext/2015/06000/current_concepts_in_pathogenesis_of_acute_and.8.aspx
    Although microbial invasion is responsible to be the cause for inflammatory bone disorders, except for an autoinflammatory origin, the underlying and detailed mechanisms in the pathogenesis of osteomyelitis are not yet fully understood, but represent an absolute precondition for the development of effective causal treatment strategies in the future.
  • #46 Infection and Drug Resistance – Dove Press Open Access Publisher | Advances in Osteomyelitis: Pathogenesis, Diagnosis, and Treatment
    https://www.dovepress.com/infection-and-drug-resistance-archive28-collection141
    Osteomyelitis (OM) refers to osseous tissue infection, with or without surrounding soft tissue infection. It is characterized by inflammatory associated bone destruction, with or without new bone formation. […] On the one hand, the pathogenesis of this disorder is still not fully understood. […] This Article Collection contains original research articles covering the current concepts and investigations regarding the pathogenesis, diagnosis, and treatment of osteomyelitis.