Остеопороз
Остеопороз – это постепенное ослабление костей с возрастом. Большинство людей, видя название болезни, считают, что кость при ней становится более пористой; это действительно так, но настоящей клинической проблемой является не пористость как таковая, а резкое ослабление костей. Кости с остеопорозом легко ломаются. Есть немало правдивых историй о пожилых пациентах, которые, например, ломали поясничные позвонки, когда слишком резко садились, или ребра после сильного приступа кашля. У здорового молодого человека бедро может сломаться разве что в результате тяжелой травмы, например, полученной в автомобильной аварии, а вот пожилой человек с остеопорозом может получить подобный перелом, просто упав с высоты собственного роста на покрытый ковром пол. Очень немногие пациенты реально умирают от остеопороза, но многие страдают от неожиданных и болезненных переломов; немало пожилых людей умирает от осложнений после подобных переломов – пневмонии, тромбов, заражения крови и т. д.
Остеопороз – это самая распространенная болезнь костей, и, как и многие другие возрастные заболевания, развивался бы абсолютно у всех пожилых людей, если бы они раньше не умирали от других «болезней старости». Большинство неверно полагает, что остеопороз вызывается недостатком кальция. На самом деле можно скорее сказать, что кальция в организме вполне достаточно, только вот совсем не в тех местах. В организме пожилого человека, например, мало кальция в костях, но зато слишком много кальция в виде отложений в коронарных артериях. Точнее будет сказать, что остеопороз вызывается отсутствием каркасных белков – матрицы, которая связывает кальций и другие минеральные компоненты здоровой кости, в частности, фосфор. Это наблюдение – результат клинических экспериментов, показавших, что повышение содержания кальция в диете и другие упрощенные диетологические подходы практически никак не влияют на развитие болезни.
Дело не в том, сколько у вас кальция, а в том, как он распределен по организму.
Да, пациентам с его недостатком в рационе будет полезно есть больше продуктов с кальцием – это может отсрочить наступление остеопороза, но после развития клинического остеопороза повышение содержания кальция в диете уже не приносит практически никакой клинической пользы.
Естественно, проблема не в поступлении кальция в организм. Все дело в сложном взаимодействии кальция, витаминов и гормонов. У людей с врожденным недостатком витамина D, например, кости тоже плохо растут и ремонтируются, но это не является ни остеопорозом, ни его причиной. Остеопороз – это не дефицит кальция, и его нельзя вылечить только приемом минеральных добавок. С другой стороны, женщины, рожавшие несколько раз – и постоянно терявшие кальций, чтобы обеспечить рост костей у плодов, – рискуют сильнее; женщины вообще сильнее, чем мужчины, подвержены остеопорозу, особенно после менопаузы, когда уровень эстрогена падает. Тем не менее, ни одна из этих проблем не является причиной остеопороза, и никакие простые диетические рекомендации или дополнительный прием эстрогенов и витаминов не замедляют и не останавливают развитие болезни.
Остеопороз – это не просто пассивное событие, происходящее в старости; это – болезнь. Из-за остеопороза увеличивается риск перелома, причем если бы мы жили достаточно долго, то этот риск достиг бы ста процентов.
В обновлении костей – и, следовательно, в остеопорозе – участвуют не менее двух типов костных клеток: остеобласты, которые строят кости, и остеокласты, разрушающие их. Возникает вполне оправданный вопрос: почему организм не может просто один раз построить хорошие кости и так их и оставить? Здесь есть два ответа. Первый – такой же, с помощью которого мы объясняли обновление молекул в клетках: организм занимается постоянной переработкой, чтобы гарантировать, что молекулы – или, в данном случае, кости – не накопили слишком много повреждений. Этот процесс чем-то напоминает регулярный ремонт большого дома – что-то приходится постоянно менять, ремонтировать, подкрашивать, но благодаря этому даже старый дом можно бесконечно поддерживать в хорошем, прочном состоянии. Второй ответ еще проще: достаточно спросить, что происходит при переломе кости. Организм заново моделирует ее и залечивает перелом. Для этого нужно избавиться от поврежденных тканей и нарастить на их месте новые. На самом деле, скорее всего, микропереломы у нас случаются постоянно, даже во время простейшей повседневной деятельности, но процесс постоянного обновления исправляет эти микротрещины в костной матрице точно так же, как и тяжелые переломы и другие повреждения.
Обновление костной матрицы замедляется с возрастом, как и обновление молекул в модельной клетке, которую я описывал ранее. Результат точно такой же: чем медленнее процесс обновления, тем выше процент накопленных повреждений и тем больше вероятность катастрофического отказа. Если говорить об остеопорозе, то чем медленнее обновление, тем больше процент ослабленных костей и тем выше вероятность получить перелом. Более того, в стареющих костях появляется и еще одна проблема: растущий дисбаланс между разрушением костей (остеокластами) и их ростом (остеобластами).
Саму кость можно представить в виде гибкой и сложной паутины веревочек, которую организм сверху покрывает твердым, негибким слоем «цемента». Веревочки – это белковая матрица, которая делает кости сильными, а цемент – кальций и фосфор, которые делают кости твердыми и прочными. На первом этапе лечения (а также в растущем плоде) кости принимают «плетеную» форму – она слабая и податливая, но зато может быстро расти. После того, как лечение завершится («замена костной ткани»), кость принимает «пластинчатую» форму – она сильнее, прочнее и долговечнее. В первоначальной «плетеной» форме коллагеновых волокон мало, и они кажутся случайно и беспорядочно набросанными. В пластинчатой форме коллагеновых волокон намного больше, и они лежат параллельно листами; каждый набор волокон располагается под прямым углом к предыдущему. Эта конструкция напоминает фанеру и обладает похожими преимуществами: огромной прочностью и сопротивляемостью к повреждениям.
Такой же процесс происходит и во время так называемого ремоделирования, которое запускается во время роста, а также после физических нагрузок и изменения структуры стресса – например, когда спортсмен начинает заниматься новым видом спорта, его кости соответствующим образом реагируют. Однако ремоделирование костей – это еще и безостановочный процесс; он продолжается, даже когда рост уже завершен, а физическая активность не меняется. Отчасти это реакция на микротрещины, возникающие в результате повседневной деятельности, но этот процесс происходит и в отсутствие всяких повреждений. Кость постоянно проходит через процесс динамического ремоделирования, ресорбции и нового роста, даже если сохраняет при этом свою форму и функции.
У молодых людей постоянное обновление костей – разрушение и перестройка – работает практически идеально. Процесс поддерживает оптимальную силу и размер костей, давая к тому же остальному организму легкодоступный запас кальция и фосфора. У среднего взрослого ремоделированию – разрушению и выращиванию заново – подвергается около 10% костей, но с возрастом скорость ремоделирования падает, а скорость обновления снижается быстрее, чем скорость разрушения. Этим объясняется и постепенная потеря костной массы, и то, что у пожилых людей переломы заживают медленнее.
Обновление костей обеспечивается несколькими веществами – гормоном роста, гормоном щитовидной железы, эстрогенами и андрогенами, – но нет никаких доказательств того, что остеопороз является результатом возрастного уменьшения уровня гормонов.
Эти и другие гормоны увеличивают выделение остеобластами цитокинов, которые повышают ресорбцию костей, стимулируя работу остеокластов и выделение новых остеоцитов из стволовых клеток. Остеокласты увеличивают ресорбцию, когда их стимулируют паратиреоидный гормон и витамин D, а также, косвенно – рост количества некоторых цитокинов (RANKL и интерлейкина-6). Ресорбция костей остеокластами замедляется остеопротегерином и кальцитонином. Стоит отметить, что некоторые гормональные эффекты увеличивают или уменьшают общую скорость обновления костей, а другие гормоны стимулируют или ингибируют только один из двух компонентов обновления костей – либо остеобласты, либо остеокласты.
Клинические изменения в костях
В костях с остеопорозом мы наблюдаем три изменения, причем все они приводят к плохому качеству костей и уменьшению их силы.
1. Кора кости (толстый внешний слой) становится тоньше.
2. Кроме того, кора становится более пористой.
3. Мозговая (внутренняя) часть кости становится более пористой и хуже связанной; трабекулярная матрица постепенно разрушается.
Кости меняются с возрастом: остеопороз.
Жизненный цикл роста и разрушения кости зависит от пола, расы, рациона питания, физических нагрузок, болезней, курения, применения стероидов и генетической предрасположенности, но в целом шаблон един для всех: в детстве кости растут, у взрослых костная масса поддерживается на одном уровне, а у пожилых костная масса постепенно уменьшается (это мы и называем остеопорозом). В целом, однако, потеря костной массы вызвана не гормональными изменениями, а изменениями, вызванными самим процессом старения на клеточном уровне. Костная масса начинает идти на спад – а остеокласты преобладать над остеобластами – еще до уменьшения уровня половых гормонов (эстрогена и тестостерона) и сопровождается замедлением обновления костей в целом. У женщин после наступления менопаузы и то, и другое изменение становятся намного заметнее; у мужчин костная масса и скорость обновления костей уменьшаются постепенно, учитывая более линейную природу «андропаузы».
Потеря костной массы – остеопороз – это не просто пассивное событие, происходящее в старости; это – болезнь. Из-за остеопороза с возрастом постепенно увеличивается риск перелома, причем если бы мы жили достаточно долго, то этот риск достиг бы ста процентов, а наши кости оказались бы полностью разрушены.
Остеопороз: краткая справка
Возраст: обычно начинается после 40 лет или после менопаузы у женщин. Остеопорозом болеют примерно 50% людей старше 50 лет, а у людей старше 75 он распространен повсеместно (чаще, впрочем, у женщин). Спонтанные и травматичные переломы с возрастом становятся все более частыми, а у многих пожилых людей, когда отказывают верхние позвонки, появляется «вдовий горб».
Убытки и затраты: в США эта болезнь, по некоторым оценкам, приводит к убыткам в 22 млрд долл. США (в это число входит и цена на замену суставов; впрочем, затраты на эту процедуру трудно отделить от затрат при остеоартрите). И в США, и по всему миру убытки от этой болезни лишь растут, потому что люди живут дольше.
Диагноз: у большинства пациентов остеопороз диагностируется после неожиданного перелома – обычно позвонка, кисти или бедра. Часто риск остеопороза можно оценить просто на основе медицинской карты и известных факторов риска. Диагноз можно подтвердить с помощью стандартного рентгена или измерения плотности костей при остеосцинтиграфии. Обычно болезнь диагностируется, когда плотность костей на несколько (часто – 2,5) стандартных отклонений меньше нормы.
Лечение: риск остеопороза (и вызываемых им переломов) можно снизить, ведя активный образ жизни, хорошо питаясь, избегая стероидов и табака и принимая бисфосфонаты, но все эти меры могут лишь замедлить его развитие. Не существует никаких современных методов лечения, которые могут обратить вспять или хотя бы остановить развитие остеопороза, хотя лечение клеточного старения на генетическом уровне выглядит многообещающе.
