Chương 1 TÔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Sơ lược về cấu trúc, chức năng và sự tái tạo xưong Bộ xương chiếm khoảng 15-17% trọng lượng cơ thể và được coi là ngân hàng khoáng chất của cơ thể. Xương là một mô liên kết đặc biệt có ba chức năng[l] - Chức năng cơ giới và làm chồ bám của các cơ để vận động; - Chức năng bảo vệ các tạng sổng và tuỷ; - Chức năng chuyển hoá dự trữ các ion cho toàn bộ cơ thể đặc biệt là canxi và phosphat. Xương được cấu tạo bởi hai thành phần cơ bản là khuôn xương (khung, giá) và các hợp chất khoáng (muối).
Khuôn xương chiếm khối lượng lớn toàn bộ xương gồm các sợi collagen, các mô liên kết khác rất giàu chất glucoaminoglycin và các tế bào xương (tạo cốt bào, huỷ cốt bào. Trên phần khuôn xương bằng chất hữu cơ này, các chất khoáng (Canxi, phôtpho) sẽ lắng đọng cố định và làm xương rắn chắc[l;32]. Khuôn xương chứa khoảng 30% trọng lượng xương và 70% muối. Khuôn hữu cơ có tới 90-95% là sợi collagen và phần còn lại là chất nền.
Sợi collagen tạo sức căng. Chất nền là sulfat chodroitin và acid hyaluronic[32]. Các hợp chất khoáng (muối): Các tinh thể muối lắng đọng trong khuôn xương chủ yếu là muối của Canxi và phosphat, chiếm tới 90% lượng Canxi và 70% lượng phôtpho của cơ thể[32;34]. Ngoài ra còn các muối Magiê, Natri, Kali.
Dựa vào đặc tính sinh học, người ta chia xương thành hai nhóm: xương đặc và xương xốp. Xương đặc rất dày, có mật độ khoáng chất cao và tạo thành lớp ngoài của xương. Xương xốp có cấu trúc giống như một tảng tổ ong, có mật độ chất khoáng tương đối thấp. Mỗi xương có một lớp ngoài gọi là cốt mạc.
Trong ống xương có một hồn họp, đó là tuỷ. Trong tuỷ có hồng cầu và bạch cầu. Hai loại tể bào máu này được sản xuất trong tuỷ xương và chuyên chở ra mạch máu ngoài xương. Xương không những kết họp thành bộ xương mà còn là nơi tích tụ các muối khoáng và giữ vai trò quan trọng trong việc tạo ra các tế bào máu.
80% xương trong cơ thể là xương đặc, 20% là xương xốp[34]. Quá trình chuyển hoá xương bị chi phối bởi các te bào xương và các tiền tế bào, có 4 loại tế bào xương: tế bào tạo xương (Osteoblast), cốt bào (Osteocyte), tế bào huỷ xương (Osteoclast) và các tế bào lót (lining cell). Ngoài ra, các bạch cầu đơn nhân, đại thực bào và tế bào mast cũng có ảnh hưởng tới quá trình chu chuyển xương[34]. + Tế bào tạo xương (Osteoblast), loại tế bào này thường nằm ở bề mặt của xương, tiết nhiều men phosphatase kiềm (hoạt tính của men này được gọi là chỉ số tạo xương).
Chức năng của tế bào này là tạo sợi collagen và khởi phát quá trình lắng đọng các tinh thể muối phosphat canxi trên khuôn hữu cơ. + Tế bào huỷ xương (Osteoclast), loại tế bào này thường nằm ở giữa xương, tiết men tiêu protein và làm tiêu sợi collagen (khuôn hữu cơ của xương), tiết acid lactic và acid citric hoà tan muối canxi. Vì vậy, chức năng của Osteoclast là tiêu xương giải phóng canxi vào máu. Trong cơ thể bình thường luôn luôn có sự cân bằng giữa hai quá trình tạo xương do các osteoblast đảm nhiệm và huỷ xương do các osteoclast đảm nhiệm.
Khi quá trình huỷ xương cao hơn quá trình tạo xương thì khối lượng xương sẽ giảm, tỳ trọng giảm. Khi trọng lượng xương giảm dưới 25% thì chưa gây bệnh lý, gọi là thiểu sản xương, khi trọng lượng giảm trên 25% thì gọi là bệnh loãng xương (LX), làm xương trở nên giòn và xốp, dễ dẫn đen gẫy xương[ 1 ]. Trong quá trình phát triên cơ thể khối lượng xương trải qua 3 giai đoạn: + Giai đoạn đầu khối lượng xương tăng dần để đạt đến giá trị tối đa, gọi là khối lượng xương đỉnh (Peak Bone Mass - PBM). PBM được định nghĩa là khối lượng của mô xương lúc kết thúc giai đoạn trưởng thành.
Thời điểm đạt được PBM khác nhau giữa nam và nữ. Tuy nhiên, đạt mức cao nhất ở tuổi trưởng thành vào khoảng 7 25 tuổi và duy trì khoảng 10 năm sau đó[l;l 1]. Đỉnh của khối xương chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố trong đó có yếu tố dinh dưỡng[l;80]. + Giai đoạn hai là giai đoạn mất xương chậm, giai đoạn này phụ thuộc vào tuổi, nữ ở tuổi mãn kinh và nam khoảng 52 tuổi[l;25].
+ Giai đoạn ba là giai đoạn mất xương nhanh, giai đoạn này xuất hiện ở nữ sau mãn kinh. Trong toàn bộ cuộc đời một phụ nữ sẽ mất khoảng 35% xương đặc và 50% xương xốp, nam giới mất khoảng 2/3 số này[25;80]. Các hoc môn tham gia điều hoà tái tạo xương Hoóc môn cận giáp (Parathyroid hocmon - PTH): Là một polypeptid 84 amino-acid được tiết ra bởi hai tuyến cận giáp nàm phía sau của tuyến giáp, với trọng lượng phân tử 9500. PTH có tác dụng kích thích các tế bào huỷ xương thông qua bộ phận thụ cảm (CaSR).
Canxi trong máu có mối liên quan ngược với PTH. Khi nồng độ Canxi trong máu thấp, PTH tăng cao. khi nồng độ Canxi trong máu cao sẽ ức chế sản xuất PTH và do đó nồng độ PTH giảm. Tác động của PTH trên xương khá phức tạp.
Gia tăng PTH làm gia tăng hoạt động của các tế bào huỷ xương, giảm PTH có tác động làm giảm hoạt động các tế bào tạo xương[32;34]. Các hoóc môn tuyến giáp: Do các tế bào nang tuyến giáp bài tiết, thông qua hoạt động tăng biệt hoá tế bào, tăng chuyển hoá mô sụn thành mô xương[32]. Tế bào cạnh nang giáp (Canxitonin-CT): CT do tế bào c cạnh nang giáp bài tiết. Bản chất hoá học là một polypeptid có 32 acid amin, với trọng lượng phân tử 3400.
Chức năng chính của CT là ức chế các tế bào huỷ xương, giảm tạo tế bào huỷ xương mới. tăng hoạt tính của tế bào tạo xương[32;34]. Vitamin D3 kết tinh trong da từ chất 7-dehydrochoresterol dưới ảnh hưởng của bức xạ tử ngoại. Vitamin D2 được sản sinh bởi tia tử ngoại của của một số cây cỏ, có thể hấp thụ qua ăn uống.
Sản phâm chuyển hoá từ hai loại Vitamin D hoà tan trong máu và được vận chuyển bàng một protein. Vitamin D được chuyển hoá thành 25- hydroxyvitamin D (25-D). Trong thận, 25-D chuyển hoá và sản sinh ra 1,25- 8 hydroxyvitamin D (1,25-D). Nồng độ bình thường của 1,25-D trong máu là 20-60 pg/ml.
Tác động cùa vitamin D thường qua trung gian thụ thể vitamin D (VDR), thụ thể VDR liên kết với nhiều chất chuyển hoá Vitamin D và 1,25-D gây ảnh hưởng đến các bộ phận khác, trong đó cỏ xương. Tác động cúa các chất chuyển hoá của vitamin D đến xương rất phức tạp. Qua cung cấp lượng Canxi hoặc cơ chế khác, vitamin D đẩy mạnh quá trình khoáng hoá. 1,25-D cũng ảnh hưởng gián tiếp đến quá trình huỷ xương, bằng cách tác động đến các tế bào huỷ xương, đẩy mạnh sự liên kết các cốt bào thành tể bào huỷ xương.
Vitamin D kiểm soát sự kích hoạt của các protein xương, chi phổi hoạt động phiên mã các gen liên quan đến collagen 1 và phosphat kiềm[34]. Glucocorticoids (GC): Là hoóc môn thuộc nhóm steroid cỏ tác dụng rõ rệt đối với chuyển hoả xương và chất khoáng cùa xương. GC có ảnh hưởng tiêu cực đến xương. Trong cơ thể, GC làm tăng thoái hoá protein, vì vậy dùng GC liều cao và kéo dài dẫn đến thoái hoá khuôn hữu cơ của xương và ảnh hưởng đến quá trinh lắng đọng Canxi ờ xương dẫn đến tình trạng loãng xương[33;34].
Hoóc môn sinh dục nam và nữ: Ở nam. hoóc môn Testosteron do tể bào kẽ (tế bào Leydig) của tinh hoàn bài tiết. Ngoài ra vỏ thượng thận cũng bài tiết một lượng nhỏ không đáng kể. Testosteron có bản chất là một steroid có 19C, có tác dụng kích thích tổng hợp khung protid của xương, kích thích hoạt động tế bào tạo xương (osteoblast), kích thích sự phát triển xương cả về chiều dài và độ dày.
Kích thích sự phát triển sụn liên hợp và sự cốt hoá sụn liên hợp. hoóc môn estrogen chủ yếu do buồng trứng bài tiết ra. Estrogen là một steroid có 18C. Estrogen tăng hoạt động của các tế bào tạo xương, tăng vận chuyển Canxi vào xương, tăng hấp thu Canxi ở ruột, tăng phát triển sụn liên hợp, đồng thời làm cốt hoá các sụn liên hợp ở các đầu xương dài[33].
Hoóc môn tăng trưởng (Growth hormon - GH): Là hoóc môn do tuyển yên bài tiết, có bản chất hoá học là protein với trọng lượng phân tử 22. GH kích thích phát triển các mô sụn ở các đầu xương dài làm cho cơ thể cao lên. Ở những 9 xương đã cốt hoá, GH làm dày màng xương, đặc biệt các xương dẹt, xương nhỏ. GH cũng có tác dụng làm tăng tạo xương[33;34].
Insulin: Là một polypeptid có trọng lượng phân từ 6000, được tổng họp từ tế bào p của tuyến tụy. Insulin cũng đóng vai trò quan trọng trong chu trình chuyển hoá Canxi và xương. Insulin đẩy mạnh quá trình tăng tạo xương[33;34]. Định nghĩa và phân loại loãng xưong, triệu chứng lâm sàng của loãng xưong 3.
Định nghĩa loãng xương Lịch sử nghiên cứu về loãng xương đã được nhiều tác giả nói đến, khái niệm về loãng xương được nhắc đến ở nửa đầu thế kỷ 18. từ đó những hiểu biết về loãng xương có nhiều thay đổi. hội nghị chuyên đề loãng xương tại Thụy Sỹ do Tổ chức Y tế chủ trì đã thống nhất định nghĩa: Loãng xương là một bệnh toàn thể, được đặc trưng bỏi một khối lượng xương và chất lượng xưong giảm, dẫn đến sự gia tăng nguy cơ gãy xương[80]. Năm 2001, Viện Y tế Hoa Kỳ chủ trì hội nghị chuyên đề loãng xương, để đánh giá và xem xét tình hình loãng xương trên toàn thế giới.
Hội nghị đã thống nhất định nghĩa mới: Loãng xưong là một hội chứng với đặc điểm sức bền của xương bị suy giảm dẫn đến gia tăng nguy cơ gãy xương. Sức bền của xưong phản ánh sự kết họp của mật độ chất khoáng trong xưong và chất luợng xương[65]. Giảm mật độ xương Giảm mật độ xương là khái niệm để chì một khối lượng xương của một cá thể thấp nhưng chưa tới ngưỡng gãy xương[25]. Loãng xưong nguyên phát Loãng xương nguyên phát là tình trạng lão hoá của mô xương, tăng dần theo tuổi tác và chịu ảnh hưởng của giới tính, không liên quan đến các bệnh lý chuyển hoá xương.
Loãng xương nguyên phát bao gồm loãng xương sau mãn kinh và loãng xương tuổi già. Loãng xương sau mãn kinh thường gặp ở phụ nữ sau mãn kinh hoặc 10 cắt bỏ buồng trứng khoảng 5-10 năm, liên quan đến sự thiếu hụt oestrogen. Loãng xương tuổi già xuất hiện ở cả nam và nừ trên 70 tuổi[ 1; 19], 3.