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Supplementazione della vitamina D

La vitamina D esercita una funzione fondamentale – non l’unica per la verità – nel metabolismo del calcio, rispetto al quale viene considerata a tutti gli effetti un ormone (o, per la precisione, un proormone) agente in sinergia con il paratormone (PTH), prodotto dalle ghiandole paratiroidi.

Il termine raccoglie un totale di 5 diverse molecole liposolubili, le più importanti tra le quali sono la vitamina D2 (ergocalciferolo, contenuta negli alimenti vegetali) e soprattutto la vitamina D3 (colecalciferolo, di origine animale).
La vitamina D presenta un’ulteriore peculiarità: solo un terzo del fabbisogno giornaliero viene in realtà introdotto tramite la dieta, a differenza delle altre vitamine che, per definizione, devono essere acquisite principalmente per via alimentare. In virtù della sua liposolubilità, la vitamina viene rapidamente assorbita dall’intestino, trasportata in circolo legata a un α-proteina detta VDBP, quindi distribuita quasi totalmente dal tessuto adiposo, da cui viene liberata in piccole quantità.

La maggior parte della vitamina D viene sintetizzata, in seguito all’esposizione alla radiazione ultravioletta, a livello della cute a partire dal 7-deidrocolesterolo (è dunque uno steroide, al pari degli ormoni corticosurrenalici e sessuali). Da questo deriva un intermedio instabile, la previtamina D3, che va incontro a un rapido e spontaneo riarrangiamento del doppio legame, convertendosi in una forma termodinamicamente stabile, il colecalciferolo (vitamina D3) appunto.

Come anticipato, la vitamina viene considerata come il precursore di un ormone. Al fine di raggiungere la forma biologicamente attiva, la molecola va incontro a una doppia idrossilazione: una prima, a opera dell’enzima epatico 25-idrossilasi, a formare 25-idrossicolecalciferolo, quindi una seconda a livello renale. In questa sede agisce anche l’ormone PTH, il quale ricopre quindi il ruolo di principale regolatore (in senso positivo: effetto ipercalcemizzante). Ne risulta quindi il metabolita attivo 1,25-diidrossicolecalciferolo, detto anche calcitriolo.

La forma intermedia – indicata sinteticamente come 25(OH)D – è presente in circolo a concentrazioni mille volte superiori e ha anche emivita più lunga rispetto alla forma attiva. Pertanto, si presta meglio a essere dosata.

Il calcitriolo agisce legando dei recettori specifici (VDR) presenti sia in sede nucleare (meccanismo genomico) che a livello della membrana cellulare (azione mediata da secondi messaggeri). Tali recettori sono sostanzialmente ubiquitari, a testimonianza del fatto che gli effetti dell’ormone non sono limitati al metabolismo del calcio.

Volendosi comunque limitare all’azione sugli enterociti, il calcitriolo induce la sintesi di una proteina legante il calcio (CBP). Anche l’assorbimento passivo dello ione viene facilitato. L’effetto complessivo, come anticipato, è dunque un aumento della calcemia susseguente all’assorbimento di calcio dalla dieta.

In conclusione, si vuole ricordare il fatto che la vitamina D può essere supplementata farmacologicamente nella prevenzione e trattamento degli stati carenziali.

Risedronato – acido risedronico

Il risedronato (acido risedronico) rappresenta una molecola appartenente alla famiglia dei bifosfonati somministrato per via orale. Costituisce, per esattezza, un aminobifosfonato di terza generazione.

Viene commercializzato nei dosaggi di 30, 35 e 75 mg e risulta inoltre disponibile anche come farmaco equivalente con diversi nomi commerciali.

La compressa da 35 mg trova indicazione nel trattamento delle forme principali di osteoporosi, a partire da quella post-menopausale, al fine di ridurre il rischio di fratture correlate. Allo stesso modo, il farmaco può essere utilizzato in tutti i pazienti di sesso maschile affetti da osteoporosi secondaria e con aumentato rischio fratturativo. La posologia prevede una cadenza di somministrazione settimanale.

Al fine di valutare le caratteristiche farmacologiche, è utile confrontare la molecola con un altro bifosfonato, appartenente alla generazione precedente. Si faccia riferimento, nello specifico, all’alendronato, peraltro farmaco fra i più utilizzati della classe.

Analogamente a esso, l’assorbimento intestinale dello zoledronato può subire l’interferenza da parte di bevande e alimenti: per questo l’assunzione viene raccomandata subito dopo il risveglio o comunque in anticipo di almeno 30 minuti sul primo pasto della giornata. Non viene indicato un termine ideale alla terapia: allo specialista si consiglia una rivalutazione periodica del rapporto costi/benefici, soprattutto a partire dai 5 anni di trattamento.

Complessivamente, entrambe le molecole rappresentano una prima linea terapeutica.Proseguendo le analogie con l’alendronato, quest’ultimo trova indicazione anche nel trattamento della seconda malattia osteometabolica del paziente adulto-anziano, ovvero la malattia ossea di Paget, a un dosaggio ridotto. Il risedronato viene somministrato a un dosaggio leggermente ridotto (30 mg), questa volta a cadenza giornaliera e per un periodo ben definito: 2 mesi, contro i 6 dell’alendronato, da ripetere eventualmente dopo aver atteso quantomeno lo stesso periodo.

Il differente dosaggio è un elemento importante: il passaggio dalla seconda alla terza generazione riflette l’aggiunta alla struttura molecolare di un anello eterociclico, il quale comporta, sempre confrontando risedronato con alendronato, un aumento della potenza del farmaco.

Il dosaggio dei 75 mg rappresenta un’alternativa nel trattamento dell’osteoporosi post-menopausale con aumentato rischio di frattura.

Lo schema terapeutico è peculiare, dato che il paziente deve assumere una compressa per due giorni consecutivi al mese.

Poter utilizzare una stessa molecola, nel trattamento di una certa patologia, utilizzando due dosaggi e due posologie alternative è un vantaggio indiscutibile: soppesare la scelta sul grado di aderenza offerto dal paziente è, infatti, una norma generale per quanto riguarda i bisfofonati. In effetti, confrontando 35 e 75 mg, non si rilevano differenze in termini di controindicazioni (limitate sostanzialmente ai casi accertati di ipersensibilità) e precauzioni per l’uso: al pari di altri bifosfonati, grave compromissione della funzionalità renale e patologie comportanti un ritardo nel transito esofageo e nello svuotamento gastrico.

Riferimenti bibliografici relativi a Risedronato – acido risedronico

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26438307

Mineralometria ossea computerizzata: MOC-DXA

La massa ossea può essere valutata in termini densitometrici (Bone Mineral Density, BMD) tramite diverse tecniche, raggruppate con il ben noto termine di mineralometria ossea computerizzata (MOC): MOC-SPA (a singolo raggio fotonico), -DPA (a doppio raggio fotonico), -QTC (tomografia quantitativa computerizzata), -QUS (ultrasonografia quantitativa). Allo stato attuale dell’arte, tuttavia, sono solamente i valori la MOC-DXA a poter essere impiegata al fine di diagnosticare la principale patologia metabolica dello scheletro, ossia l’osteoporosi.

L’Organizzazione Mondiale della Sanità, infatti, definisce l’osteoporosi come una condizione di densità ossea inferiore oltre le 2.5 deviazioni standard da un valore di riferimento, detto T-score, applicabile a valori densitometrici ottenuti tramite metodica DXA.

L’introduzione della MOC risale ai primi anni ’80, mentre il primo scanner DXA (precedentemente DEXA, dual-energy X-ray absorptiometry) è stato commercializzato a partire dal 1987.

MOC-DXA up-to-date

Oggi questa tecnologia costituisce la più diffusa e riproducibile metodica di indagine quantitativa della BMD. Si correla sia con la resistenza ossea che con il rischio fratturativo.

Per quanto riguarda quest’ultimo, la tecnologia prevede oggi l’integrazione della tecnica MXA di morfometria vertebrale.

La DXA costituisce un esame radiologico, caratterizzato però da una dose radiante estremamente ridotta: in accordo con l’American Association of Physicists in Medicine (AAPM) e l’American Board of Radiology (ABR), questa si attesta sugli 0.001 mSv, pari a un centesimo di quello di una radiografia standard del torace e comparabile all’esposizione per sole 3 ore alla radiazione di fondo ambientale. La dose cutanea, inferiore ai 50 μGy, quindi a sua volta minimale, non è peraltro indicativa del rischio reale, data la circoscrizione dell’area cutanea esposta.

L’esame, basato sul principio dell’attenuazione, consiste nell’irradiazione un segmento osseo con due fasci collimati di raggi X a diversi livelli di energia, ottimizzando così la distinzione tra i tessuti duri e molli. Rispetto alle tecniche usate in precedenza, risulta vantaggioso per quanto riguarda tempi di scansione e risoluzione spaziale (e quindi dell’immagine).

Viene quantificato il contenuto minerale osseo (bone mineral content BMC), proiettandolo su di una superficie: ciò ne deriva è appunto il BMD (unità di misura: g/cm2 di segmento osseo). Può essere virtualmente condotto su qualsiasi segmento osseo: attualmente, i siti principali sono quello centrale (vertebre lombari da L1 a L4) e il femore prossimale, corrispondenti alle più comuni sedi di frattura, ma è contemplato anche l’avambraccio. Sulla colonna lombare è applicabile il trabecular bone score (TBS), un tool indicativo della micro-architettura ossea e pure utile ai fini della predittività fratturativa.

Come anticipato, la refertazione densitometrica di osteoporosi si basa sul confronto tra il valore di BMD del singolo paziente con il valore medio di una popolazione sana giovane (30 anni), espresso in termini di deviazione standard (T-score). Tali criteri OMS non sono possono essere applicati a donne in età premenopausale né una popolazione maschile di età inferiore ai 50 anni.

La stessa DXA esprime però anche lo Z-score, in grado di raffrontare la BMD del paziente con il valore medio dei soggetti di pari età e sesso, e che si presta, pertanto, alla diagnosi di patologia osteometabolica nel paziente giovane. In questo caso, il limite inferiore del range atteso per l’età equivale a -2 deviazioni standard.

Riferimenti bibliografici relativi a Mineralometria ossea computerizzata, MOC-DXA

https://www.siommms.it/wp-content/uploads/2015/11/Linee-guida-OP_2015.pdf

https://www.who.int/chp/topics/Osteoporosis.pdf

https://www.radiologyinfo.org/en/info.cfm?pg=safety-xray#part3

https://www.aapm.org/meetings/03AM/pdf/9873-13152.pdf

http://www.jgerontology-geriatrics.com/wp-content/uploads/2016/09/04-Guglielmi-2.pdf

https://webthesis.biblio.polito.it/8909/1/tesi.pdf

https://webthesis.biblio.polito.it/8178/1/tesi.pdf

(https://www.iaea.org/resources/rpop/health-professionals/other-specialities-and-imaging-modalities/dxa-bone-mineral-densitometry)

(https://www.aapm.org/meetings/03AM/pdf/9873-13152.pdf)

Teriparatide: indicazioni

Il paratormone rappresenta l’ormone chiave che sovrintende al metabolismo del calcio all’interno dell’organismo, essendo in grado di indurre direttamente il riassorbimento dello ione a livello renale, indirettamente (attraverso la vitamina D) l’assorbimento intestinale del calcio contenuto negli alimenti e, ancora in maniera diretta, la mobilizzazione delle riserve ossee. Si tratta perciò di un ormone ad azione ipercalcemizzante.

Il paratormone (PTH) endogeno è un ormone peptidico costituito da 84 amminoacidi. Viene secreto dalle ghiandole paratiroidi secondo un ritmo circadiano al quale va aggiunta una secrezione di tipo pulsatile (6-7 episodi l’ora) che copre indicativamente un quarto del rilascio totale. Complessivamente, l’ormone viene rilasciato in maniera continua, tenendo però presente che l’elemento regolatore del feedback non è la concentrazione dell’ormone, bensì il parametro da questo regolato, ovvero la calcemia stessa che, innalzandosi, blocca il rilascio di PTH.

Un dosaggio cronicamente elevato di paratormone andrebbe comunque a depauperare le riserve ossee di calcio: in questo senso, non se ne ravvederebbero le basi per un utilizzo clinico. Il razionale farmacologico si basa su osservazioni cliniche che hanno dimostrato come un’andamento intermittente della concentrazione della molecola – compatibile quindi con una somministrazione farmacologica – vada a favorire il metabolismo osteoblastico più che quello osteoclastico (che comunque si attiva). In altre parole, viene avvantaggiata la deposizione di matrice, favorendo un incremento netto della densità minerale ossea (BMD). Il fenomeno viene detto finestra anabolica ed è maggiormente evidente nel corso dei primi 12 mesi di trattamento.

Teriparatide: Posologia e razionale

L’indicazione terapeutica è pertanto rappresentata dall’osteoporosi nelle donne in età post-menopausale e negli uomini soggetti ad alto rischio di frattura. Si pensi all’osteoporosi susseguente a prolungata terapia corticosteroidea

La molecola farmacologica, chiamata teriparatide, consiste in un polipeptide sintetico, ricombinante, dell’ormone endogeno. Essendo stato scoperto che, degli 84 amminoacidi che, come detto, compongono il PTH, solo il frammento 1-34, cioè la porzione N-terminale è responsabile dell’attività biologica, il teriparatide riprende solo tale parte.

Il teriparatide è commercializzato, come forma più diffusa, con  un dosaggio pari a 20 μg, somministrato quotidianamente, sotto forma di penna a uso sottocutaneo. In questo caso, l’emivita è di circa 1 ora.

Rispetto ai bifosfonati, il teriparatide mostra un’efficacia superiore nell’incremento dei valori di BMD sull’osso trabecolare. In più, induce miglioramenti nella geometria dell’osso corticale. Complessivamente, la riduzione del rischio fratturativo, dopo 21 mesi di trattamento, si attesta sul 65% per quanto riguarda le vertebre e sul 53% nelle altre sedi.

Le complicanze sono tendenzialmente lievi: nausea, crampi agli arti inferiori, ipercalcemia asintomatica.

D’altra parte, il trattamento è svantaggioso dal punto di vista economico e, soprattutto, non può essere proseguito per più di 2 anni consecutivi, né ripetuto nel corso della vita. A fine trattamento, è inoltre indispensabile impostare una terapia antiriassorbitiva. Queste indicazioni inducono a selezionare con cautela i pazienti da sottoporre alla terapia.

Riferimenti bibliogafici relativi a Teriparatide

https://www.siommms.it/wp-content/uploads/2015/11/Linee-guida-OP_2015.pdf

https://www.mayoclinic.org/drugs-supplements/teriparatide-subcutaneous-route/description/drg-20066280

Bifosfonati: alendronato

L’acido alendronico o alendronato è una molecola inclusa all’interno della famiglia dei bifosfonati, farmaci che espletano la propria azione farmacologica interferendo con il ciclo e l’attivazione degli osteoclasti, cellule appartenenti alla linea monocito-macrofagica deputate al riassorbimento della matrice ossea. Queste molecole vengono utilizzate nel trattamento di condizioni che portano a perdita di massa ossea, distinguibili scolasticamente in due gruppi sulla base della severità. Patologie tendenzialmente molto gravi di sostanziale ambito oncologico (mieloma, metastasi ossee) e condizioni a gravità variabile, che comprendono ad esempio la malattia ossea di Paget e la comune osteoporosi, la quale è a sua volta classificabile in forme diverse per causa e anche per severità.

Allo stesso modo, seppur senza che vi sia una corrispondenza perfetta, sono disponibili bifosfonati a somministrazione endovenosa e a somministrazione orale. Non vi è perfetta corrispondenza tra queste due classificazioni pratiche, dato che la scelta della molecola e della relativa formulazione dipendono da numerose variabili oltre alla patologia: ad esempio, le caratteristiche farmacocinetiche della singola molecola e la compliance del paziente.

Alendronato, bifosfonati per via orale: indicazioni

L’alendronato rappresenta un esempio bifosfonato a somministrazione orale. Tra le altre è disponibile sul mercato nella forma di compressa da 70 mg, quella maggiormente diffusa.

L’indicazione clinica principale consiste nel trattamento dell’osteoporosi nella sua forma principale, ovvero quella postmenopausale. La molecola induce una riduzione del, rischio fratturativo a livello di vertebre e anca. In tal caso la posologia raccomandata è quella di una compressa (pari appunto a 70 mg) a cadenza settimanale, da assumere una volta alzatisi e prima di qualsiasi bevanda o alimento. La contemporanea assunzione di cibi e liquidi (forse addirittura la semplice acqua minerale) andrebbe infatti a ridurre l’assorbimento della molecola a livello intestinale.

Una seconda possibile indicazione è rappresentata dalla già citata malattia di Paget, detto anche osteite deformante, seconda più comune malattia metabolica dell’osso, con prevalenza (a differenza dell’osteoporosi) nel sesso maschile. In questo senso è necessario guardare al mondo anglosassone e, in particolare, agli Stati Uniti, dove la terapia della malattia di Paget è principalmente per os e dove, anche per questo, l’alendronato è il bifosfonato in assoluto più utilizzato. In questo caso, lo schema consigliato prevede una somministrazione quotidiana di 40 mg di acido alendronico per 6 mesi mesi. I dati indicano una normalizzazione del metabolismo osseo nel 60-80% dei pazienti, anche se già trattati con altri bifosfonati o resistenti ad essi.

Considerando controindicazioni ed effetti indesiderati, si segnalino rispettivamente le problematiche renali e quelle gastrointestinali.

L’uso del farmaco è scosigliato per mancanza di dati nei pazienti che riportano una marcata compromissione della funzionalità renale (clearence della creatinina inferiore a 35 ml/min).

Tra gli effetti più comuni riportati, si ricordino in modo particolare dolore addominale e, in alcuni casi, forme di interessamento del tratto digerente superiore (disfagie).

Riferimenti bibliografici relativi a Alendronato

https://www.mayoclinic.org/drugs-supplements/alendronate-oral-route/side-effects/drg-20061571

Dolgitser M et al. Bisphosphonate use in the treatment of Paget’s disease of the bone: analysis of claims in a large database. Manag Care Interface 2007; 20:33-40. (tratto da

 

Ecografia calcagno: ruolo diagnostico della quantitative ultrasound

L’osteoporosi è una patologia caratterizzata da un deficit di massa ossea e da un progressivo deperimento microarchitetturale del tessuto osseo. Il quadro rende l’osso più fragile e aumenta, di conseguenza, il rischio fratturativo, il che comporta conseguenze negative in termini di mortalità e morbilità.

Attualmente il gold standard, nonché unico mezzo diagnostico riconosciuto dall’Organizzazione Mondiale della Sanità è rappresentano dall’assorbimetria a raggi X a doppia energia (DXA): l’osteoporosi viene definita come una densità ossea inferiore oltre le 2.5 deviazioni standard dal valore di riferimento. L’esame permette anche di impostare la terapia ma presenza comunque alcune limitazioni che ne impediscono un utilizzo come strumento di screening di primo livello e/o nel corso di studi epidemiologici.

In questo senso, l’indagine ultrasonografica rappresenta una possibilità concreta.

Ultrasuoni ed ecografia del calcagno

Gli ultrasuoni coprono le frequenze sonore che superano il range dell’udibilità umana, ossia superiori ai 20 kHz. Le onde ultrasonore a uso medicale sono tendenzialmente superiori anche al range udibile per gli animali.

La maggior parte delle discipline mediche assiste oggi a un incremento di interesse per quella che è già la principale applicazione degli ultrasuoni, ovvero l’imaging ecografico.

La metodica in oggetto, detta quantitative ultrasound (QUS) sta ricevendo una maggiore attenzione nel periodo recente.

Le onde utilizzate hanno una frequenza compresa tra i 200 e i 1500 kHz e sono in grado di attraversare l’osso interessato orizzontalmente o longitudinalmente. Diversamente dai macchinari ecografici, i device QUS sono normalmente dotati due sonde, una emettitrice e una ricevente, in mezzo alle quali viene posizionato il segmento osseo interessato. In questo senso possono essere indagate le ossa dell’avambraccio, la tibia e, soprattutto, falangi calcagno. La presente trattazione si concentra su quest’ultima metodica in particolare, l’unica accettata dalla Società Internazionale di Densitometria Clinica (ISCD) in quanto maggiormente documentata. Il calcagno è osso più voluminoso del tarso e la singola struttura sulla quale maggiormente si scarica il peso della stazione eretta. È composto al 95% da osso trabecolare e presenta due superfici laterali che facilitano il passaggio degli ultrasuoni.

La QUS fornisce due parametri, indici indiretti di massa e integrità strutturale ossea: la velocità (speed of sound SOS), rapporto – in m/s – fra tempo di trasmissione del suono e lunghezza del segmento osseo, e l’attenuazione (broadband ultrasound attenuation BUA) del segnale in funzione della frequenza – unità di misura dB/MHz. I sistemi più aggiornati forniscono parametri derivati, come la velocità dipendente dall’ampiezza (AD-SOS), l’indice della stiffness (SI, ossia la rigidità dei tessuti attraversati), l’indice ecografico quantitativo (QUI) e l’anche la stima della densità minerale ossea (eBMD). Studi cross-sezionali e prospettici hanno evidenziato la correlazione significativa tra gli gli indici QUS e la vera BMD, sottolineando la validità soprattutto nella popolazione a rischio osteoporotico. Il lavoro di Varenna, ad esempio, ne ha rilevato l’associazione con una storia di fratture non spinali in un pool di ben 4832 uomini tra i 60 e gli 80 anni.

I sistemi QUS presentano comunque alcuni limiti: il fatto che siano misure indirette della densità ossea ne impedisce l’uso alternativo alla DXA nella diagnosi di osteoporosi. L’eterogeneità dei macchinari, poi, fa sì che i risultati non siano sempre correlabili fra loro, e si prestino invece, come anticipato, agli studi epidemiologici e allo screening, considerando anche che si tratta di esami non radianti e relativamente economici. Generalmente tali apparecchi hanno una precisione minore se confrontati con i sistemi DXA: è per questo che il loro utilizzo non è raccomandato nel follow-up dei pazienti in terapia anti-osteoporosi.

Riferimenti bibliografici

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3837236/

https://www.siommms.it/wp-content/uploads/2015/11/Linee-guida-OP_2015.pdf

Il ruolo dell’osteocalcina come marker

L’osteocalcina è un importante elemento della matrice extracellulare del tessuto osseo: dal punto di vista quantitativo, ne rappresenta addirittura la seconda componente proteica più abbondante, dopo il collagene (10-20% delle proteine non collageniche).
A metà anni ’70 Hauschka e Price isolarono, per la prima volta dall’osso bovino e di pollo, una proteina in grado di legare 5 ioni calcio, riconoscendovi la presenza di 3 domini Gla (γ-carbossiglutammato) che permettono l’interazione con l’idrossiapatite. Questi residui derivano da un fondamentale processo post-traslazionale di carbossilazione dell’acido glutammico (Glu) mediato dall’enzima GGCX, dipendente dalla presenza di vitamina K, cui corrisponde un cambiamento conformazionale che stabilizza la proteina e ne incrementa l’affinità con Ca2+ e idrossiapatite. In virtù di questa caratteristica strutturale, l’osteocalcina viene anche definita proteina Gla dell’osso (BGLAP), così come il gene dai cui è codificata.

L’osteocalcina umana viene sintetizzata in forma di precursore (analogamente ad esempio all’insulina, prodotta come pre-pro-insulina) da 98 amminoacidi. Il peptide pre- fa da molecola segnale e viene clivato dopo la traslocazione al reticolo endoplasmatico, quello pro- contiene un sito di riconoscimento per il già citato enzima GGCX: la proteina matura è formata pertanto da 49 residui. Nella maggior parte dei casi tutti e 3 i residui Glu sono carbossilati; la proteina matura è destinata a essere depositata nella matrice extracellulare ossea o rilasciata in circolo.

Come anticipato, l’osteocalcina matura presenta siti legame per 5 ioni calcio, il che rende la proteina altamente affine per l’idrossiapatite. Essa viene espressa esclusivamente (o quasi) dall’osteoblasto e solo in una fase avanza di maturazione di questa linea cellulare. La sua espressione aumenta fino a 200 volte nel corso di processo di mineralizzazione osteoblastica della matrice extracellulare.

Marker di sintesi ossea: osteocalcina

L’osteocalcina viene pertanto interpretata come un marker di sintesi ossea e può essere, ad esempio, impiegata nella valutazione della risposta alle terapie dell’osteoporosi.

In più, la proteina sarebbe coinvolta nello sviluppo e nel rimodellamento del tessuto osseo: i topi knockout (in cui è stato cioè silenziato il gene BGLAP) non vanno incontro a inibizione della formazione dell’osso bensì a incremento della massa ossea. Somministrando osteocalcina si interferisce con l’attività della fosfatasi alcalina ossea (classico marker di sintesi). Se ne evince una funzione, da parte dell’osteocalcina, di regolatore della sintesi e della crescita dei cristalli di idrossiapatite.

La stessa molecola è in grado di accelerare la fusione di osso neoformato a fibre intrecciate (woven bone) all’interno dell’osso nativo e anche la formazione di osso lamellare attorno a inserti di collagene e idrossiapatite, promuovendo nel complesso la sintesi ossea e le caratteristiche meccaniche dello scheletro.

Nel contesto dei farmaci osteopenizzanti, le principali molecole anticoagulanti – vale a dire eparina e warfarin – inducono una riduzione dei livelli e dell’attività dell’osteocalcina.

Negli ultimi anni sono inoltre emerse alcune possibili funzioni non ossee, in particolare un ruolo nel metabolismo glucidico: l’osteocalcina avrebbe infatti un effetto di tipo ormonale, analogamente a quanto evidenziato per leptina e adiponectina (prodotte dal tessuto adiposo) e la sua produzione sarebbe stimolata dalla stessa insulina. La proteina potrebbe essere pertanto utilizzata anche nello studio del diabete mellito di tipo 2. Oltre a questo, essa avrebbe funzioni di neuropeptide e, in ambito endocrinologico, nel complesso della fertilità.

Riferimenti bibliogafici sul ruolo dell’osteocalcina

https://www.sciencedirect.com/topics/agricultural-and-biological-sciences/osteocalcin

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26747614

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4670816/pdf/nihms697904.pdf

 

Mediatori del differenziamento dell’attività di osteoblasti e osteoclasti

L’omeostasi dello scheletro si caratterizza per il delicato equilibrio fra i processi fisiologici di riassorbimento e neoapposizione di matrice. Tale meccanismo di turnover, sottoposto a diversi controlli (metabolici, biochimici e ormonali) rende, complessivamente, l’osso un tessuto dinamico, in continuo rinnovamento e, pertanto, solido. Diverse patologie conducono a fragilità proprio agendo sui fattori della regolazione.

Le due fasi del turnover osseo sono mediate da due specie cellulari completamente diverse fra loro ma, a loro volta, in grado di interloquire tra loro dal punto di vista regolatorio. Gli osteoblasti sono cellule a origine mesenchimale, responsabili della deposizione della matrice mineralizzata, alla fine della loro azione biosintetica, vanno incontro a quiescenza, rimanendo inclusi nel tessuto (diventandone anche la specie più numerosa) come osteociti. Gli osteoclasti sono invece grosse cellule della linea monocito-macrofagica e hanno la funzione di riassorbire la stessa matrice.

Gli studi sui topi knockout hanno permesso di individuare nel gene RUNX2 (e nel fattore di trascrizione che questo codifica) il trigger fondamentale del differenziamento osteoblastico da parte dei progenitori mesenchimali multipotenti. SP7 e DLX5 sono altri geni (e proteine) driver del differenziamento osteoblastico. A questi si aggiungono numerosi cofattori, quali ad esempio il Mediator complex, in grado di modulare l’output trascrizionale in risposta a stimoli ambientali: di recente, altri studi su topi knockout hanno stabilito il ruolo particolare della subunità MED23 (appartenente allo stesso complesso multiproteico) come regolatore della trascrizione di RUNX2 e, conseguentemente, dell’osteogenesi.

Il processo di differenziamento degli osteoclasti risulta forse ancora più interessante.

Come frequentemente accade nella linea mieloide, cellule ematopoietiche appartenenti a fasi differenziative diverse – cellule staminali emopoietiche CD34+, monociti CD265 (/RANK) + e CD14+ – sono in grado di intraprendere uno stesso percorso differenziativo, in questo caso l’osteoclastogenesi.

Non è peraltro chiaro se i precursori circolanti siano in grado di differenziarsi in osteoclasti o se richiedano un ulteriore passaggio all’interno del midollo osseo emopoietico. È verosimile che le cellule staminali emopoietiche siano generate in prossimità di nicchie perivascolari, per poi migrare sulla superficie ossea, dove la maturazione giunge a compimento. Secondo tale modello, i precursori vengono richiamati a livello osseo da proteine di matrice ossea, prodotti di degradazione, ioni calcio, mediatori lipidici o chemochine quali CXCL12, la quale viene espressa dalla linea osteoblastica.

Sono infatti proprio gli osteoblasti i principali regolatori fisiologici del differenziamento osteoclastico.

Gli stessi osteoblasti esprimono la proteina di membrana RANKL, ligando del recettore monocitario RANK, appartenente alla famiglia della famiglia dei TNF. Tale processo attiva a sua volta una serie di pathway (MAPK, mTor, PI3K, NF-κB, MiTF), i quali essenzialmente contribuiscono all’espressione del fattore di trascrizione osteoclastico fondamentale, NFATc1. La presenza di RANKL è indispensabile al differenziamento in senso osteoclastico, ma anche ai fini della sopravvivenza degli stessi e della promozione della loro attività litica.

In ultima analisi, gli osteoblasti producono anche l’osteoprotegerina (OPG), altro recettore TNF in grado di legare il RANK-ligando, sottraendolo a RANK e, quindi, impedendo l’attivazione degli osteoclasti.

Riferimenti bibliografici a proposito dell’attività di osteoblasti e osteoclasti

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27033977

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27134141

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4920143/

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20714810

 

 

 

Vertebroplastica percutanea nelle fratture da osteoporosi

Quelle compressive a carico delle vertebre sono una delle tipologie di fratture più frequenti nel paziente osteoporotico: nei soli Stati Uniti si contano più di 750000 nuovi casi all’anno. I dati, sempre statunitensi, forniti nello studio di Amin del 2014, raccontano di un preoccupante aumento dell’incidenza di tale complicanza. Un’indagine canadese incentrata sullo stesso periodo ventennale (fine anni ’80 – 2010) ha rilevato un generale decremento delle fratture osteoporotiche, eccezion fatta proprio per quelle vertebrali.

Uno studio tedesco del 2013 stima un’incidenza pari a 307 eventi ogni 100000 pazienti l’anno, nel paziente sopra ai 50 anni, soprattutto nel grande anziano: tra le donne, la frequenza tra gli 85 e gli 89 anni risulta 8 volte maggiore rispetto alla fascia 60-64. Lo stesso studio stima in 6490€ il costo medio per il sistema sanitario, derivante da una frattura vertebrale, solo nel primo anno a essa successivo.

Questo tipo di fratture possono essere asintomatiche o indurre manifestazioni dolorifiche sia in maniera acuta che cronica. Possono esitare nell’insorgenza di problematiche connesse con la mortalità e la morbilità dell’osteoporosi: deformità spinali, limitazione funzionale, riduzione della funzione polmonare.

Fratture vertebrali: vertebroplastica percutanea

Il trattamento delle fratture vertebrali è generalmente limitato al controllo del dolore in fase acuta, al riposo e alla fisioterapia e si associa necessariamente alla gestione clinica-preventiva della malattia osteoporotica sottostante. Ciò nella maggior parte dei casi porta la frattura a guarigione nel giro di qualche mese, anche se alcuni pazienti esitano in dolore e disabilità permanenti.

La vertebroplastica percutanea, descritta per la prima volta da Gilbert nel 1987, applicata inizialmente al trattamento dell’angioma vertebrale e, successivamente, a quello di fratture vertebrali sia benigne che maligne. Si tratta di una procedura che può essere condotta in regime di anestesia generale ma anche di sedazione endovenosa, sotto guida fluoroscopica (è una metodica di radiologia interventistica, neurochirurgia o chirurgia ortopedica). Prevede l’inserimento per via transpedicolare (la quale costituisce anche un’opzione nella chirurgia dell’ernia) di una quantità ridotta (pochi millilitri) di cemento osseo biocompatibile, semisolido, a base di polimetilmetacrilato (PMMA). L’accesso percutaneo di Gilbert rappresentò senza dubbio un deciso avanzamento rispetto alla chirurgica open, descritta solo 3 anni prima da Deramond.

Pure in assenza di un corpus di evidenze consistente (in termini di trial clinici randomizzati), le indicazioni sul rapido e notevole decremento del sintomo dolorifico susseguente alla procedura ne hanno favorito l’impiego clinico, che in paesi come gli Stati Uniti è andato via via crescendo.

Il processo che sottende tale efficacia clinica, in effetti, non è ancora stato del tutto compreso. Almeno tre possibili meccanismi sono stati proposti: la stabilizzazione meccanica dell’osso fratturato, la termoablazione delle terminazioni nervose conseguente alla polimerizzazione del cemento, oppure un’effetto analogo ma di tipo chimico.

A fine 2018 Buchbinder e colleghi, hanno sentito l’esigenza di aggiornare una precedente revisione sistematica Cochrane sull’argomento. Il lavoro ha stabilito (ribadito) che, in realtà, alla luce di un’evidenza di grado qualitativamente moderato o elevato, l’impiego nelle fratture osteoporotiche acute o subacute della tecnica della vertebroplastica percutanea, confrontata con un placebo, non induce significativi benefici per quanto riguarda dolore, disabilità o qualità della vita in generale.

Riferimenti bibliografici relativi a vertebroplastica percutanea

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29618171

 

Osteogenesi imperfetta e osteoporosi giovanile: caratteristiche e diagnosi differenziale

Le patologie osteometaboliche si caratterizzano per il forte impatto sulla qualità della vita dei pazienti e per i costi diretti e indiretti per i sistemi sanitari. È normale considerare queste problematiche in riferimento alla popolazione adulta, data la notevole prevalenza, soprattutto pensando all’osteoporosi primitiva nella donna in età postmenopausale, ma anche alle diverse forme secondarie a patologie dell’anziano.

Per quanto non comuni nella fascia pediatrica e adolescenziale, i deficit del metabolismo osseo possono risultare ancor più invalidanti, proprio perché sono in grado di interferire con il processo della crescita.

Osteogenesi imperfetta: caratteristiche perculiari

L’osteogenesi imperfetta (osteogenesis imperfecta) è un raro disordine a base genetica che porta a fragilità ossea. La condiziona interessa tra 1 su 20000 e 1 su 10000 nati vivi.

Sono stati individuati più geni alla base di tale patologia ma nel 95% dei casi la patologia è causata da mutazioni a livello dei geni COL1A1 e COL1A2 (17q21.33 e 7q21.3), codificanti rispettivamente per le due catene α1 e la singola catena α2 del collagene di tipo I. Tali alterazioni hanno trasmissione autosomica recessiva è possono portare a uno qualsiasi dei tipi di patologia, da I a IV. i 4 tipi principali (ve ne sono in realtà degli altri) sono stati stabiliti sulla base della severità clinica con la quale si presentano: da questa consegue anche l’età alla diagnosi. Il tipo I di osteogenesi imperfetta è la forma più lieve, non deformante; i soggetti hanno statura normale o poco ridotta, normale dentinogenesi e sclera blu. È anche la forma più comune.

La forma II è la più letale, mentre la III è la più severa tra i pazienti che sopravvivono al periodo neonatale.

La forma IV è intermedia in termini di deformità e rischio fratturativo.

Il trattamento delle complicanze varia con la severità della manifestazione ed è condizionato dalla precocità del trattamento.

Osteoporosi giovanile: caratteri distintivi

L’osteoporosi non è, come già detto, una patologia comune in età pediatrica. Può trattarsi di un quadro primitivo da alterazioni congenite dello scheletro, a base genetica o ignota: si parlerà in quest’ultimo caso di osteoporosi giovanile idiopatica. Tale patologia si presenta mediamente intorno ai 7 anni (indicativamente anticipa di poco la pubertà) e si accompagna normalmente a dolore lombare o livello di anca, piede e caviglia, ginocchio. Fortunatamente, nella maggior parte dei casi, va incontro a remissione spontanea senza la necessità di trattamenti specifici (al di là del monitoraggio e dalla protezione dal rischio fratturativo), raccomandati solo nelle forme severe.

Più spesso, l’osteoporosi giovanile costituisce una manifestazione secondaria ad altre condizioni, quali ad esempio l’artrite idiopatica giovanile, oltre a diverse patologie endocrinologiche. Altre cause sono deficit nutrizionale (soprattutto intake ridotto di calcio o vitamina D), prolungata immobilizzazione, o trattamenti farmacologici con corticosteroidi, anticonvulsivanti o immunosoppressori.

L’osteogenesi imperfetta, soprattutto nella sua forma mild, e l’osteoporosi giovanile vanno in diagnosi differenziale sulla base del periodo di insorgenza e per il fatto che entrambe portano a rischio fratturativo apparentemente inspiegabile. A distinguere la prima fra le due condizioni sono soprattutto il dato anamnestico della familiarità e quello clinico della sclera blu. I test genetici conducono poi a diagnosi definitiva.

Riferimenti bibliografici a proposito dell’osteogenesi imperfetta

https://www.orpha.net/consor/cgi-bin/OC_Exp.php?Lng=GB&Expert=85193

https://www.bones.nih.gov/health-info/bone/bone-health/juvenile/juvenile-osteoporosis

https://www.bones.nih.gov/health-info/bone/osteogenesis-imperfecta/overview

https://www.orpha.net/consor/cgi-bin/OC_Exp.php?lng=EN&Expert=666

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/28965204

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29504223