ISSN 2412-4036 (print)
ISSN 2713-1823 (online)

Osteoporosis and comorbidity

Zhugrova E.S., Mazurov V.I.

I.I. Mechnikov North-Western State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia, Saint Petersburg
Abstract. Osteoporosis leads to an increased risk of fractures. Menopause and aging are the most common causes of that pathology. Taking into account that aging populations are rapidly increasing in many countries, osteoporosis can become a global problem that affects life quality of many people. There is a well-known correlation between comorbidity and bone loss and fractures. This study briefly reflects comorbid pathology such as cardiovascular, cerebrovascular diseases, degenerative joint lesions, diabetes mellitus, bronchial asthma, COPD, etc., which affect the course of osteoporosis and the progression of fractures.

Keywords

comorbidity
osteoporosis
osteopathic fractures

ВВЕДЕНИЕ

Остеопороз – системное заболевание скелета, характеризующееся снижением минеральной плотности костной ткани и структурным разрушением, что приводит к повышенному риску переломов. Остеопорозом, по оценкам специалистов, страдают более 200 млн женщин и мужчин во всем мире, преимущественно в возрасте старше 60 лет [1]. Существует две формы заболевания:

  • первичный остеопороз, включающий ювенильный, постменопаузальный, мужской и старческий остеопороз;
  • вторичный остеопороз, обусловленный большим количеством заболеваний и лекарственных препаратов [2].

К распространенным состояниям, связанным со вторичным остеопорозом и повышенным риском переломов, относятся эндокринные расстройства, заболевания желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), почек, аутоиммунные заболевания, ревматоидный артрит, рассеянный склероз и др. Обычное явление – лекарственный остео­пороз, который может быть вызван различными фармакологическими агентами, в том числе теми, что используются для лечения эндокринных заболеваний, болезней центральной нервной системы, иммунных, сердечно-сосудистых и желудочно-кишечных патологий.

Патофизиологическим процессом, лежащим в основе остеопороза, является дисбаланс ремоделирования кости с повышенной резорбцией скелета. Это приводит к увеличению активности остеокластов и/или уменьшению количества остеобластов, что может повлечь за собой снижение прочности и массы костей, а также повышенную склонность к переломам. Переломы бедра, позвонков и предплечья – наиболее частые переломы у пациентов с остеопорозом, хотя результатом этого заболевания могут быть и переломы других частей тела [3].

Известно, что дефицит эстрогена и воспалительные состояния приводят к резорбции костей в основном за счет увеличения выработки воспалительных цитокинов, которые вызывают увеличение продукции, активации и выживаемости остеокластов. Лимфоциты T-helper (Th) 17 играют центральную роль в процессе ускоренной потери костной массы при менопаузе. Регуляторные Т-клетки (Tregs), оказывающие подавляющее действие на продукцию эффекторных цитокинов, вмешиваются в контроль резорбции костей за счет продукции остеопротекторных цитокинов, включая трансформирующий фактор роста β1 (TGF-β1), интерлейкин-4 (ИЛ-4) и ИЛ-10, и подавления образования остеокластов [2].

Остеопороз обычно считается заболеванием, поражающим женщин, поскольку мужчины не испытывают быстрой генерализованной потери костной массы после менопаузы. Вместо этого у мужчин происходит более постепенная и менее серьезная потеря костной массы, которая обычно начинается к шестому десятилетию жизни. Уровень смертности, связанной с остеопоротическими переломами, у мужчин намного выше, чем у женщин [1]. В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что остеопороз может быть серьезной проблемой для здоровья не только женщин, но и мужчин.

При этом показано, что более чем у 50% пожилых людей имеются три и более хронических заболеваний [1]. Проблема коморбидности/мультиморбидности имеет особое социальное и медицинское значение в тех случаях, когда комбинированные нозологии оказывают существенное влияние на качество жизни пациентов, а их наличие сильно коррелирует со смертностью.

В исследованиях наиболее часто встречается коморбидное сочетание остеопороза с сердечно-сосудистыми заболеваниями (артериальной гипертензией, ишемической болезнью сердца и их сочетанием, аритмиями и др.), дегенеративными поражениями суставов, бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) [2]. Коморбидная патология может способствовать прогрессированию остеопороза.

В рамках настоящего литературного обзора рассмотрены наиболее часто встречающиеся коморбидные заболевания, напрямую или косвенно влияющие на течение остеопороза и прогрессирование переломов.

СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТЫЕ И ЦЕРЕБРАЛЬНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ

Пациенты с ССЗ (атеросклерозом, включая ишемическую болезнь сердца, артериальной гипертензией, инфарктом мозга и др.) имеют более высокий риск потери костной массы. Остеопоротические переломы и события, связанные с ССЗ, – ключевые причины заболеваемости и преждевременной смертности у пожилых людей. Традиционно остеопороз и ССЗ считались не взаимосвязанными, а их сосуществование приписывалось независимым возрастным процессам. Однако в последнее время появляется все больше биологических и эпидемиологических данных, подтверждающих ассоциацию между этими состояниями, выходящую за рамки возраста. Предполагается, что в патогенез остеопороза и ССЗ вовлечены общие молекулярные, клеточные и биохимические процессы [3]. И ССЗ, и остеопороз связаны с аутоиммунными и воспалительными ревматическими заболеваниями, такими как ревматоидный артрит, спондилоартропатии или системная красная волчанка [4].

Риск ишемической болезни сердца (ИБС) и инсульта выше у пациентов с остеопоротическим переломом или низкой минеральной плотностью костей в анамнезе, чем у пациентов, не страдающих остеопорозом. С другой стороны, пациенты с кардиоваскулярными заболеваниями подвержены более высокому риску потери костной массы и остеопоротических переломов. Связь между остеопорозом и сердечно-сосудистыми заболеваниями частично объясняется общими распространенными факторами риска, такими как недостаток эстрогена у женщин, курение, низкая физическая активность и диабет. Недавние исследования показали, что возникновение остеопороза сильно коррелирует со значительными изменениями в сосудистой сети кости, что проявляется в заметном сокращении внутрикостных сосудистых сетей и низкой перфузии костей [5]. Повышение уровней остео­протегерина, склеростина или FGF-23 может объяснять и прогнозировать возникновение как остеопоротических переломов, так и сердечно-сосудистых событий [6].

С каждым годом увеличивается количество пациентов с артериальной гипертензией (АГ) и остеопорозом. Обширные эпидемиологические данные предполагают существование взаимо­связи между этими заболеваниями, хотя основные механизмы остаются плохо определенными. У пациентов с АГ избыточная секреция кальция с мочой вызывает вторичный паратиреоз, повышая уровень кальция в сыворотке за счет его высвобождения из костей, что может ускорить развитие остеопороза. В этом аспекте интересны несколько сообщений о том, что антигипертензивные препараты, особенно тиазиды, увеличивают минеральную плотность костей и снижают частоту переломов костей [7].

Кроме того, продемонстрировано, что ренин-ангиотензиновая система может быть вовлечена в процесс остеопороза. Ангиотензин II значительно индуцирует экспрессию RANKL (активатора рецептора лиганда NF-κB) в остеобластах, что приводит к активации остеокластов; при этом данные эффекты полностью блокировались блокадой рецептора ангиотензина II 1-го типа. Совсем недавно сообщалось, что блокада рецепторов ангиотензина клинически снижает частоту переломов костей. Ренин-ангиотензиновая система может быть общей молекулой, регулирующей развитие как АГ, так и остеопороза [8].

Большую часть коморбидных состояний составляют патологии системы кровообращения и опорно-двигательного аппарата, особенно сочетание ИБС и остеопороза. Остеопороз и ИБС – два основных заболевания, которые приводят к значительной заболеваемости и смертности среди пожилых людей [9].

Изменения уровня эстрогена, вызванные менопаузой или старением, могут напрямую влиять на стенки кровеносных сосудов и метаболизм костей. Кости и кровеносные сосуды считаются важными мишенями для эстрогена, который может улучшать функцию эндотелиальных клеток и гладкомышечных клеток сосудов, ингибировать агрегацию тромбоцитов и влиять на реакцию кровеносных сосудов на повреждение. Точно так же эстроген в сыворотке может снижать количество и активность остеокластов и подавлять резорбцию костей. Уменьшение уровня эстрогена приводит к усилению резорбции костей. Кроме того, его снижение может вызвать увеличение провоспалительных цитокинов, которые связаны с потерей костной массы и тяжелым артериосклерозом [2].

РАССЕЯННЫЙ СКЛЕРОЗ И РЕВМАТОИДНЫЙ АРТРИТ

Рассеянный склероз (РС) – заболевание ЦНС, которое чаще всего развивается в возрасте 20–40 лет. Появляется все больше свидетельств того, что он связан с повышенным риском остеопороза и переломов. Развитие остео­пороза у больных РС может быть связано с кумулятивным действием различных факторов [10]. Функциональные нарушения приводят к повышенному риску падений, что в сочетании с потерей и ухудшением качества костной массы может увеличить частоту переломов костей у лиц с РС.

Ревматоидный артрит (РА) – системное хроническое воспалительное заболевание, которое поражает диартродиальные суставы и связано с инвалидностью, наличием множественных сопутствующих патологий и сокращением продолжительности жизни. Остеопороз у больных РА – одно из самых серьезных осложнений течения заболевания. При РА у всех возрастных групп отмечено 2–3-кратное увеличение частоты остеопороза. Механизмы, участвующие в патогенезе РА-ассоциированного остеопороза, сложны. Очевидно, что пути RANK/RANKL/OPG и Wnt/DKK-1/sclerostin играют решающую роль в развитии системных и местных реакций, а также способствуют развитию эрозирования костей. Кроме того, различные провоспалительные цитокины, участвующие в патогенезе РА, такие как фактор некроза опухоли-альфа (ФНО- α), ИЛ-6 и ИЛ-17, среди прочего имеют большое значение в регуляции гомеостаза костей. Несмотря на то что эти механизмы сложны и противоречивы, нацеливание на эти молекулы явно обеспечивает резкое прекращение рентгенологического прогрессирования РА, а также улучшение инвалидности и качества жизни у пациентов с этим заболеванием [11].

САХАРНЫЙ ДИАБЕТ

Несколько исследований связали сахарный диабет (СД) с повышенным риском переломов костей. Пациенты с СД 1-го типа имеют более низкую минеральную плотность костей, а при СД 2-го типа наблюдается повышенный риск переломов, несмотря на нормальную или высокую минеральную плотность костей, измеренную с помощью двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии.

Предполагаются различные механизмы патофизиологии заболевания костей у пациентов с СД. Вовлеченные механизмы включают изменения микрососудов, накопление конечных продуктов гликирования и нарушения функции остеобластов-остеокластов с увеличением склеростина, снижением инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF1), снижением остеокальцина и другими молекулярными изменениями, ведущими к снижению метаболизма костной ткани и изменению ее качества. К другим факторам риска осложнений остеопороза на фоне СД можно отнести повышенный риск падений, связанных с диабетической невропатией и ретинопатией [12].

ХРОНИЧЕСКИЕ ВОСПАЛИТЕЛЬНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ

К числу сопутствующих заболеваний, ассоциированных с повышенным риском переломов, относятся также экзема, аллергия на пыльцу, астма и хронические респираторные заболевания. Первоначально единственной клинической корреляцией между остеопорозом и хроническими заболеваниями дыхательных путей считалась длительная стероидная терапия, но недавно был описан и ряд других соответствующих взаимосвязей. Например, связующим звеном между метаболизмом костей и атопией может выступать влияние модификаторов лейкотриенов и антигистаминов на формирование и резорбцию костей. Различные функции и молекулы, такие как факторы транскрипции, хемокины, цитокины и сигнальные молекулы, являются общими для костей и иммунной системы. Иммунные и костные клетки взаимно регулируют друг друга и кроветворение. Тесное взаимодействие двух систем приводит к тому, что болезнь одной влияет на другую. Исследования подчеркивают роль воспалительного ответа при хронических воспалительных заболеваниях дыхательных путей в развитии остеопороза.

Астма – хроническое воспалительное заболевание, характеризующееся различной обструкцией дыхательных путей и гиперреактивностью бронхов. Глюкокортикостероиды (ГКС) являются наиболее эффективными противовоспалительными препаратами для лечения персистирующей астмы, при этом использование ингаляционных ГКС сопряжено с меньшим количеством побочных эффектов по сравнению с системными лекарственными формами. В то же время существуют опасения, что длительное использование даже средних или высоких доз ингаляционных ГКС может сопровождаться системными нежелательными явлениями, такими как снижение минеральной плотности костной ткани (МПКТ), переломы и остеопороз [13].

При ХОБЛ остеопороз встречается чаще, чем при астме; частично это объясняется тем, что у пациентов с ХОБЛ наблюдается более высокий системный воспалительный ответ. При системном воспалении костные стромальные клетки и моноциты секретируют цитокины, такие как ИЛ-1β, ФНО-α, ИЛ-6 и ИЛ-17, которые, в свою очередь, увеличивают продукцию как RANKL, так и OPG, но с доминирующим влиянием на RANKL. Эти цитокины изменяют баланс оси OPG/RANK/RANKL в сторону RANKL, что влечет за собой усиление резорбции кости и снижение прочности кости [14].

К факторам риска, объясняющим большую частоту остеопороза у пациентов с ХОБЛ, относят старение, курение, отсутствие физической активности, системное воспаление, недоедание, низкий индекс массы тела, гипогонадизм, дефицит витамина D и частое использование ГКС. У пациентов с другими хроническими заболеваниями легких также наблюдается повышенная встречаемость этого заболевания. Сообщалось о высокой распространенности остеопороза и остеопении среди пациентов с запущенными заболеваниями легких (муковисцидозом, идиопатическим фиброзом легких и др.), ожидающих трансплантации легких [12]. У пациентов с ХОБЛ особенно важно предотвратить переломы позвонков, поскольку они могут привести к снижению форсированной жизненной емкости легких. Кроме того, остеопоротические переломы бедра при ХОБЛ обусловливают повышенный операционный риск.

Пациенты с тяжелой астмой, ACOS (синдромом сочетания астмы и ХОБЛ) и/или одновременным введением ингаляционных ГКС могут иметь немного более высокий риск остеопоротических переломов, а распространенность остеопороза у пациентов с тяжелой астмой и ACOS выше по сравнению со здоровым контролем. Это может быть обусловлено курением, малоподвижным образом жизни, более сильным системным воспалением и необходимостью частого прерывистого или непрерывного использования высоких доз ингаляционных ГКС [13].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, имеются убедительные доказательства связи между остеопорозом и рядом других заболеваний. Однако различные методы и характеристики популяций в опубликованных исследованиях пока ограничивают надежность полученных результатов. Лечение остеопороза после постановки диагноза вряд ли способно вернуть исходную плотность костной ткани пациента. Следовательно, профилактика и раннее лечение этого заболевания после выявления основных факторов риска – лучший терапевтический подход. Кроме того, ранняя диагностика и лечение остеопороза предотвращают риск перелома в будущем. В то же время на сегодня по-прежнему существует практическая проблема применения процедуры скрининга ко всем пациентам с коморбидными заболеваниями, напрямую или косвенно влияющими на течение остеопороза и прогрессирование переломов, что определяет необходимость проведения дальнейших профильных исследований.

References

  1. Ховасова Н.О., Наумов А.В., Ткачева О.Н., Дудинская Е.Н. Характеристика гериатрического и соматического статуса у пациентов с остеопорозом. Проблемы эндокринологии. 2021; 3: 45–54. [Khovasova N.O., Naumov A.V., Tkacheva O.N., Dudinskaya E.N. Characteristics of geriatric and somatic status in patients with osteoporosis. Problemy endokrinologii = Issues of Endocrinology. 2021; 3: 45–54 (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.14341/probl12751.
  2. Беляева Е.А., Хадарцев А.А. Коморбидная патология при осложненном постменопаузальном остеопорозе. Вопросы организации и информатизации здравоохранения. 2016; S: 59–61. [Belyayeva Ye.A., Khadartsev A.A. Comorbid pathology in complicated postmenopausal osteoporosis. Voprosy organizatsii i informatizatsii zdravookhraneniya = Organization and Informatization of Healthcare. 2016; S: 59–61 (In Russ.)].
  3. Farhat G.N., Cauley J.A. The link between osteoporosis and cardiovascular disease. Clin Cases Miner Bone Metab. 2008; 5(1): 19–34.
  4. Szekanecz Z., Raterman H.G., Petho Z. et al. Common mechanisms and holistic care in atherosclerosis and osteoporosis. Arthritis Res Ther. 2019; 21(1): 15. doi: 10.1186/s13075-018-1805-7.
  5. Chen S.J., Lin C.S., Lin C.L., Kao C.H. Osteoporosis is associated with high risk for coronary heart disease: A population-based cohort study. Medicine (Baltimore). 2015; 94(27): e1146. doi: 10.1097/MD.0000000000001146.
  6. West S.L., O’Donnell E. Cardiovascular disease and bone loss-new research in identifying common disease pathophysiologies and predictors. AME Med J. 2018; 3(3): 42. doi: 10.21037/amj.2018.03.08.
  7. Ye Z., Lu H., Liu P. Association between essential hypertension and bone mineral density: a systematic review and meta-analysis. Oncotarget. 2017; 8(40): 68916–27. doi: 10.18632/oncotarget.20325.
  8. Nakagami H., Morishita R. [Hypertension and osteoporosis]. Clin Calcium. 2013; 23(4): 497–503 (In Japanese).
  9. Chen M., Li Y., Huang X. et al. Skeleton-vasculature chain reaction: a novel insight into the mystery of homeostasis. Bone Res. 2021; 9(1): 21. doi: 10.1038/s41413-021-00138-0.
  10. Etienne J. Bisson, Marcia L. et al. Multiple sclerosis is associated with low bone mineral density and osteoporosis. Neurol Clin Pract Oct. 2019; 9(5): 391–99. doi: 10.1212/CPJ.0669.
  11. Sany J., Bourgeois P., Saraux A. et al. Characteristics of patients with rheumatoid arthritis in France: a study of 1109 patients managed by hospital based rheumatologists. Ann Rheum Dis. 2004; 63(10): 1235–40. doi: 10.1136/ard.2003.013110.
  12. Orres R.A., Welte T., Bals R. et al. [Systemic manifestations and comorbidities in patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD) and their effect on clinical state and course of the disease an overview of the cohort study COSYCONET]. Dtsch Med Wochenschr. 2010; 135(10): 446–49 (In German). doi: 10.1055/s-0030-1249185.
  13. Kumarathas I., Harslof T., Andersen C.U. et al. The risk of osteoporosis in patients with asthma. Eur Clin Respir J. 2020; 7(1): 1763612. doi: 10.1080/20018525.2020.1763612.
  14. Sarkar M., Bhardwaj R., Madabhavi I., Khatana J. Osteoporosis in chronic obstructive pulmonary disease. Clin Med Insights Circ Respir Pulm Med. 2015; 9: 5–21. doi: 10.4137/CCRPM.S22803.

About the Authors

Elena S. Zhugrova, PhD, associate professor of the Department of therapy, rheumatology, examination of temporary disability and quality of medical care named after E.E. Eichwald, I.I. Mechnikov North-West State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 191015, Saint Petersburg, 41 Kirochnaya Str. Tel.: +7 (921) 372-80-11. E-mail: jugrova@mail.ru. ORCID: 0000-0002-8622-5205
Вадим Иванович Мазуров, MD, professor, academician of RAS, head of the Department of therapy, rheumatology, examination of temporary disability and quality of medical care named after E.E. Eichwald, I.I. Mechnikov North-West State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia. Address: 191015, Saint Petersburg, 41 Kirochnaya Str. E-mail: maz.nwgmu@yandex.ru. ORCID: 0000-0001-8367-3144

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.