Cancellous bone là gì
Hồ Phạm Thục Lan* Nguyễn Văn Tuấn** Show Tóm tắt Đứng trên quan điểm sinh học cơ bản, loãng xương bất kỳ bệnh sinh nào đều xuất phát từ sự mất cân đối giữa hai quá trình tạo xương và hủy xương. Do đó, hiểu biết về cơ chế dẫn đến sự suy thoái của xương qua hai qua trình này sẽ giúp cho bác sĩ hiểu thêm về bệnh sinh loãng xương và những tiến bộ trong điều trị. Tuy nhiên, nhiều bài báo khoa học và sách giáo khoa mô tả sinh lý học loãng xương rất phức tạp và có khi lẫn lộn, làm cho bác sĩ chưa quen với sinh học phân tử cảm thấy khó hiểu. Trong bài này, chúng tôi sẽ trình bày một số cơ chế của quá trình tạo xương và loãng xương một cách đơn giản và hi vọng dễ hiểu hơn cho các bác sĩ lâm sàng.Abstract OSTEOPOROSIS A PATHOPHYSIOLOGICAL REVIEW From a biologic viewpoint, osteoporosis regardless of underlying pathophysiology is resulted from the imbalance between two opposing processes known as bone formation and bone resorption. Therefore, understanding mechanisms leading to the deterioration of bone through the two processes can help doctors gain more insight into the pathogenesis of osteoporosis and recent developments in the treatment of osteoporosis. However, many papers and textbooks present the physiology of osteoporosis in a rather complicated description, which could lead to confusion and unnecessary complexity to those who are unfamiliar with molecular biology. In the review article, we will present some basic ideas and facts concerning the processes of bone modeling and remodeling, bone formation and resorption in a simple language, and we hope that the presentation will help clinicians better understand the underlying pathophysiology of osteoporosis. 1. Phân biệt loại xương Loãng xương là hệ quả của sự rối loạn quá trình chuyển hóa xương dẫn đến mất chất khoáng trong xương, cấu trúc xương bị suy thoái, và gia tăng nguy cơ gãy xương.(1)Gãy xương do đó là hệ quả của loãng xương. Loãng xương còn được xem là một căn bệnh âm thầm, hiểu theo nghĩa bệnh diễn tiến một cách âm thầm, không gây triệu chứng đặc hiệu, cho đến khi xương bị gãy. Do đó, cần phải học cách phát hiện bệnh kịp thời đề điều trị nhằm giảm nguy cơ gãy xương. Đối với bác sĩ lâm sàng, để phát hiện và điều trị căn bệnh âm thầm này đòi hỏi một vài hiểu biết về sinh lý bệnh loãng xương. Bảng 1. Mô hình và tái mô hình xương
Hình 1. Mật độ xương ở nam và nữ theo độ tuổi. Biểu đồ cho thấy mật độ xương tăng nhanh trong thời kỳ niên thiếu, đạt mức độ tối đa vào độ tuổi 20-30, sau đó quân bình, và sau thời gian quân bình, xương bắt đầu suy giảm, với mức độ giảm nhanh sau mãn kinh ở nữ. Do đó, trái lại với nhiều suy nghĩ, xương là một mô rất năng động. Có lẽ vì cấu trúc xương tương đối cứng, người ta thường nghĩ xương là một mô bất động. Nhưng trong thực tế, xương là một mô rất bận rộn, hiểu theo nghĩa có nhiều cơ chế chuyển hóa trong xương. Sự chuyển hóa của xương được kiểm soát bởi một hệ thống gồm các yếu tố hóa, cơ, điện, và từ. Trong hệ thống này, có nhiều tế bào tương tác với nhau, và tương tác với các tế bào tạo máu và tế bào mầm trong tủy xương. Những mối tương tác phức tạp này có vai trò đặc biệt quan trọng là duy trì khối lượng xương và nuôi dưỡng xương. 2. Mô hình và tái mô hình Xương trải qua hai quá trình mô hình (modelling) và tái mô hình (remodelling). Hai quá trình này xảy ra với những cơ chế riêng biệt để biệt hóa các nhóm tế bào xương giúp đạt được sự tạo thành xương và/hoặc làm mới xương.(2)Hai quá trình này, modeling và remodeling, phối hợp nhau trong quá trình phát triển xương để định dạng xương thích hợp, duy trì nồng độ huyết thanh của các ion, và sửa chữa các vùng cấu trúc xương bị tổn thương.(3, 4) Tế bàoỞ bậc phân tử, xương được cấu thành từ 4 loại tế bào chính: tế bào tạo xương (osteoblast), tế bào hủy xương (osteoclast), cốt bào (osteocyte), và tế bào liên kết (lining cells). Những tế bào này tương tác với một số chất khoáng, protein, hormon, và các phân tử khác để nuôi dưỡng xương, và liên tục đục bỏ xương cũ và thay bằng xương mới qua một quá trình tái mô hình(13)(Bảng 2). Bảng 2. Các tế bào tham gia trong quá trình tái mô hình xương
Hình 2. Quá trình tái mô hình (remodeling) xương xảy ra theo trình tự: khởi động (activation), phân hủy (resorption), tạm ngưng (reversal), và tạo xương (formation). Bước khởi động tùy thuộc vào các tế bào tạo xương, hoặc là trên bề mặt của xương hoặc là trong tủy xương, gửi tín hiệu đến các tế bào tạo máu (hematopoietic cells) để hình thành tế bào hủy xương. Bước phân hủy có thể xảy ra phía dưới các lớp tế bào liên kết. Sau một bước tạm ngưng ngắn ngủi, các tế bào tạo xương bắt đầu tạo ra những lớp xương mới. Một số các tế bào tạo xương còn lại trong xương và được chuyển hóa thành tế bào xương, và các tế bào này liên kết với nhau và với các tế bào tạo xương khác. Khi giai đoạn tạo xương trên hoàn tất, xương có khoảng thời gian bất động (quiescence). Giai đoạn phân hủy kéo dài vài tuần, nhưng giai đoạn tạo xương thì cần đến vài tháng để hoàn tất.
Loãng xương là hệ quả của sự mất cân đối giữa hai quá trình tạo xương và hủy xương; trong đó mức độ hủy xương cao hơn mức độ tạo xương. Sự mất cân đối dẫn đến tình trạng cơ thể bắt đầu mất xương. Mất xương dẫn đến tình trạng lực của xương suy giảm, và làm tăng nguy cơ gãy xương (Hình 4). Bởi vì tế bào hủy xương là những tế bào chính trong qui trình phân hủy xương, hầu hết các thuốc được phát triển để điều trị loãng xương đều đặt mục tiêu ức chế các tế bào hủy xương. Quá trình tái mô hình Bộ xương liên tục sửa chữa và tự làm mới trong một quá trình có tên là tái mô hình(4,5)(Hình 2). Quá trình này có chức năng duy trì mật độ xương ở mức tối ưu. Ngoài ra, quá trình tái mô hình còn có chức năng sửa chữa những xương bị tổn hại, kể cả những xương bị vi nứt (microcrack) hay gãy xương. Tại sao xương bị suy giảm và mật độ xương bị mất? Xương bị suy giảm khi các tế bào hủy xương tạo ra những lỗ phân hủy sâu, hoặc khi các tế bào tạo xương không có khả năng lắp vào những lỗ hổng do các tế bào hủy xương để lại. Quá trình tái mô hình xảy ra tại những vị trí gần trên bề mặt của xương, và ngay phía dưới các tế bào liên kết (Hình 2). 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển hóa của xương Estrogen và testosterone là hai hormone đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn tạo xương.(30)Tác động của estrogen đến xương là qua thụ thể estrogen (estrogen receptor, ER).(31, 32)Ảnh hưởng của estrogen đến quá trình tái mô hình là làm giảm lượng tế bào và hoạt động của tế bào hủy xương.(33)Estrogen còn tác động đến sự phát sinh và hình thành các enzym và protein qua những cơ chế phức tạp liên quan đến các hormon khác. Tính trung bình, phụ nữ mất khoảng 50% xương xốp và 35% xương đặc trong quãng đời. Nhưng chưa ai biết bao nhiêu phần trăm của sự mất xương này là do thiếu (hay suy giảm) estrogen, và bao nhiêu là do các yếu tố liên quan đến sự lão hóa hay các yếu tố môi trường. Tuy nhiên có ước tính cho rằng khoảng 25% xương xốp và 15% xương đặc bị mất là do suy giảm/thiếu estrogen. Estrogen tác động đến các tế bào tạo xương và tế bào hủy xương để ức chế sự phân hủy xương trong mọi giai đoạn trong quá trình tái mô hình xương. Ngay thời điểm hay sau thời kỳ mãn kinh, estrogen bị suy giảm, và hệ quả là mật độ xương cũng suy giảm nhanh chóng, nhất là trong 5 năm đầu sau mãn kinh.(34) Các phân tử tín hiệu Các hormon điều tiết calciHormon cận giáp (PTH), calcitriol, và calcitonin là những hormon kiểm soát calci. Các hormon này đóng vai trò duy trì sức khỏe của xương. PTH giúp duy trì nồng độ calci trong máu, tăng trưởng cả hai quá trình tạo xương và hủy xương.(36)PTH giúp di chuyển calci khỏi xương vào máu, nhưng khi PTH gia tăng sẽ dẫn đến chứng cường cận giáp và dẫn đến mất xương. Calcitriol hay 1,25D được sản sinh từ cholecalciferol. Chức năng của 1,25D là kích thích ruột hấp thu calci và phospho.(37)Calcitonin được sản sinh từ tuyến giáp và ức chế các tế bào hủy xương . Calcitonin còn đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì sự phát triển của xương và kiểm soát nồng độ calci. Bảng 3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chu chuyển xương
CytokinDấu ấn của loãng xương do thiếu estrogen là sự mất xương. Mất xương trong quá trình tái mô hình là do tăng các tế bào hủy xương so với các tế bào tạo xương. Những cytokin sau đây được xem là đóng vai trò quan trọng trong cơ chế estrogen xương: 4. Kết luận Xương là một mô rất năng động bao gồm hai chất hữu cơ và vô cơ được sản xuất bởi các tế bào chuyên biệt, trong đó quan trọng nhất là tế bào tạo xương và tế bào hủy xương. Các tế bào này vận hành theo từng nhóm (gọi là BMU basic multicellular unit) để phân hủy xương cũ và thay thế vào đó xương mới. Những thay đổi về mật độ xương phụ thuộc vào sự cân đối giữa hai quá trình tạo xương và hủy xương. Lực của xương phụ thuộc vào cơ cấu và mật độ xương. Sự vận hành của các tế bào tạo xương và hủy xương chịu sự chi phối của nhiều hormon, kể cả estrogen và testosterone, 1,25D, và PTH. Mức độ chu chuyển xương và hoạt động của các tế bào tạo và hủy xương có thể đánh giá qua các marker chu chuyển xương. Thuật ngữ Anh Việt
5. Tài liệu tham khảo Download pdf |