|
Важными примерами патологии костного матрикса могут служить заболевания, связанные с нарушениями метаболизма коллагена I типа, уменьшением костной массы, а также различными мукополисахаридозами.
Несовершенный остеогенез. Это группа фенотипически связанных заболеваний, вызванных недостаточностью синтеза коллагена I типа. Синонимом группового названия является термин «остеопсаритоз», означающий «хрупкую (ломкую) кость». Несмотря на то что при несовершенном остеогенезе имеются очевидные поражения скелета, нарушаются и другие структуры, богатые коллагеном I типа: суставы, глаза, кожа и зубы. Генетические дефекты при несовершенном остеогенезе проявляются в мутациях генов, кодирующих цепи al и а2 молекулы коллагена. Мутации (как правило, точковые), замены или делеции у большинства больных наследуются по аутосомно-доминантному типу. Мутации, приводящие к продукции качественно нормального коллагена, но синтезируемого в уменьшенных количествах, сопровождаются слабовыраженными скелетными аномалиями. Более тяжелые и летальные фенотипы развиваются в результате генетических дефектов, обусловливающих синтез аномальных молекул коллагена, которые не могут формировать тройную спираль коллагена. Клинические выражения несовершенного остеогенеза представляют собой группу заболеваний, каждое из которых проявляется в чрезмерной хрупкости скелета. Выделяют 4 основных типа несовершенного остеогенеза. Причем чаще всего встречаются первые два типа.
I тип передается как аутосомно-доминантное заболевание и характеризуется нормальной продолжительностью жизни. Типично большое количество переломов в детстве, которые становятся более редкими после полового созревания. Кроме того, для I типа характерно наличие голубых склер, обусловленное уменьшением содержания коллагена. Последнее делает склеры полупрозрачными, что позволяет различать сосудистую
оболочку глаза. Следует также назвать потерю слуха из-за недостаточности чувствительных нервных путей и нарушения проводимости вследствие изменений в костях среднего и внутреннего уха; поражения зубов (уменьшение их объема, нарушение формы, приобретение сине-желтого цвета), вторичные по отношению к недостаточности дентина. Однако главным морфологическим признаком несовершенного остеогенеза всех типов является недостаточность остеосинтеза, что сопровождается остеопорозом (истончением и уменьшением числа костных балок в губчатой кости, уменьшением количества остеонов в корковом слое пластинчатой кости). У некоторых лиц во многих участках скелета значительно нарушены процессы обновления кости и имеются очаги гиперцеллюлярной грубоволокнистой кости.
II тип всегда заканчивается смертью либо плода в матке, либо в перинатальном периоде. Этот тип характеризуется необычайной хрупкостью костей, множественными переломами, происходящими даже у плода.
Мукополисахаридозы. Они составляют группу лизосомных болезней накопления, вызванных недостаточностью ферментов, которые понижают уровень дерматансульфата, гепарансульфата, хондроитинсульфата и кератансульфата. Такие ферменты являются в основном кислыми гидролазами. Мезенхимальные клетки (особенно хондроциты) играют важную роль в метаболизме гликозаминогликанов (мукополисахаридов) внеклеточного матрикса, поэтому они поражаются более других структур. Впоследствии многие из скелетных проявлений мукополисахаридозов развиваются в результате аномалий гиалинового хряща: аномалии хрящевых зачатков, пластин роста, реберных хрящей и суставных поверхностей. Поэтому неудивительно, что лица, больные мукополисахаридозом, часто имеют низкий рост, нарушения строения грудной клетки и отдельных костей.
Остеопороз. Это прогрессирующая порозность (разрежение структуры) костей скелета из-за снижения их массы. Остеопороз может локализоваться в определенной кости или зоне, например, как результат бездействия костей конечности или метаболических расстройств. Генерализованный (общий) остеопороз бывает первичным и вторичным.
Первичный остеопороз. Как правило, он связан с определенными возрастными и физиологическими состояниями и имеет 4 формы: постменопаузальную, сенильную (старческую), ювенильную (идиопатическую) и форму среднего возраста (тоже идиопатическую). В настоящее время в США около 15 млн лиц (главным образом старых женщин) страдают первичным остеопорозом и частыми переломами костей, обусловленными этим состоянием. Общее состояние костной массы в течение жизни человека в основном зависит от наследственных факторов. Физические нагрузки, сила мышц, питание и гормональный обмен тоже играют большую роль. Главный генетический фактор — это состояние гена рецептора витамина D. Возрастная потеря костной массы, составляющая в среднем потерю 0,7 % всей массы скелета, рассматривается как физиологическая (подобно появлению седых волос). Этому подвержены оба пола в одинаковой степени, но лица европейской расы больше, чем люди африканской расы.
Вторичный остеопороз. Он наблюдается при эндокринных нарушениях (гиперпаратиреозе, гипер- и гипотиреозе, гипогонадизме, акромегалии, синдроме Кушинга и др.), опухолях (множественной миеломе, карциноматозе и др.), нарушениях питания и всасывания, при алкоголизме, авитаминозах С и D, ревматических болезнях, некоторых анемиях и лекарственных воздействиях (антикоагулянтами, химиопрепаратами, кортикостероидами).
Хотя некоторые причины первичного остеопороза неизвестны, все же нет сомнений в том, что это результат дисбаланса между резорбцией и формированием кости. Возрастные изменения в остеоцитах и матриксе оказывают сильное влияние на костный метаболизм. У пожилых лиц остеобласты (по сравнению с таковыми у молодых людей) имеют сниженные репродуктивные и синтетические потенции. Белки, откладывающиеся в матриксе, например факторы роста, которые одновременно являются митогенами для остеоцитов-предшественников и стимулируют остеобластическую синтетическую активность, тоже со временем утрачивают свои биологические свойства. В конечном счете кости заселяются клетками, формирующими остеоид, у которых способность к остеосинтезу снижена. Такой вариант остеопороза, фигурирующий в практике как сенильный остеопороз, трактуется как следствие сниженного оборота (обновления) костной ткани. Вместе с тем известно, что снижение физической активности сопровождается возрастанием темпов потери костной ткани. Последняя становится заметной в обездвиженных или парализованных конечностях. Многократно описано снижение скелетной массы у космонавтов, находящихся в невесомости (без привычной физической нагрузки на кости) в течение долгого времени. Наконец, высокий удельный вес костной ткани у атлетов подтверждает роль физической активности в предотвращении избыточной потери костной ткани. Снижение физической активности, появляющееся с возрастом, способствует сенильному остеопорозу.
Постменопаузальный остеопороз. Он характеризуется гормонзависимым ускорением потери костной массы. В течение 10 лет после наступления менопаузы ежегодное уменьшение костной массы может достигать 2 % для кортикальной и 9 % — губчатой кости. В течение 30—40 лет после менопаузы женщины могут терять до 35 % кортикального слоя скелета и 50 % массы губчатой кости. Неудивительно, что после 60 лет 1 из каждых 2 женщин страдает остеопорозными переломами (у мужчин — 1 из 40). Большую этиологическую роль играет также недостаточность эстрогенов. Замещение эстрогенов, прогрессирующее по мере наступления менопаузы, снижает интенсивность смены костной ткани. Взаимосвязь между эстрогенами и костной массой опосредуется цитокинами. Показано, что снижение уровня эстрогенов приводит к повышению секреции интерлейкина-1 моноцитами крови. Интерлейкин-1 — наиболее мощный стимулятор активности и восстановления остеокластов.
Сенильному и постменопаузальному остеопорозу подвержен весь скелет, но определенные его отделы поражаются больше остальных. Даже небольшое повышение активности остеокластов при постменопаузальном остеопорозе проявляется в основном в тех костях или их частях, у которых в пожилом возрасте увеличивается площадь поверхности. Таковы, например, губчатые части тел позвонков. Остеопорозные трабекулы истончаются и теряют свои анастомозы. Это сопровождается прогрессирующими микропереломами и в конце концов коллапсом (компрессионным спадением) кости. При сенильном остеопорозе в результате поднадкостничной и внутрикостной резорбции происходит истончение остеопорозного коркового слоя костей, а центральные (гаверсовы) каналы расширяются. В тяжелых случаях центральные каналы расширяются настолько, что корковый слой напоминает губчатую кость.
Среди осложнений следует в первую очередь назвать тяжелые переломы позвоночника, которые часто встречаются в грудном и поясничном отделах. Иногда множественные переломы костей могут вызвать существенную потерю роста и различные деформации: поясничные лордозы и кифосколиозы (лордоз — искривление позвоночника, обращенное выпуклостью кпереди, а кифоз — кзади; сколиоз — дугообразное искривление позвоночника во фронтальной плоскости). Часто встречаются переломы шейки бедра и запястья. Вторичные осложнения переломов шейки бедра, тазовых костей, позвоночника — эмболия системы легочного ствола и очаговая пневмония — уносят ежегодно по 40—50 тыс. жизней в промышленно развитых странах. На обзорных рентгенограммах остеопороз достоверно не выявляется до тех пор, пока не происходит потеря до 30— 40 % костной массы. Более того, при отсутствии осложнений изменения уровня кальция, фосфора и щелочной фосфатазы в плазме крови тоже не обнаруживают. Следовательно, клиническое распознавание остеопороза может быть крайне трудным, поскольку: 1) до тех пор, пока не разовьется ломкость костей, это состояние, как правило, течет бессимптомно; 2) остеопороз представляет собой лишь одно заболевание из группы остеопенических скелетных расстройств; 3) еще нет простого, чувствительного и специфического метода для определения потери костной массы. Наилучшие из современных способов (кроме биопсии), которые точно оценивают потерю кости, это различные радиографические методы: фотонная абсорбциометрия и количественная компьютерная томография. Эти методы позволяют измерять плотность костной ткани.
|
