INTRODUZIONE La stretta associazione funzionale tra osso e muscolo è sottolineata dall’accoppiamento dell’anabolismo e catabolismo di entrambi durante la crescita, lo sviluppo e l'invecchiamento. Osso e muscolo si comportano da sensori/trasduttori del segnale biomeccanico (sottrazione del carico, esercizio fisico) in segnali biochimici. I meccanismi molecolari e meccanici che controllano lo sviluppo e il mantenimento dei tessuti muscoloscheletrici richiedono la stretta coordinazione di ogni componente e il loro assemblaggio in una sola unità funzionale. Tale coordinazione si ottiene da una comunicazione bidirezionale tra i tessuti, mediata da segnali biomeccanici. Osteoblasti e osteociti producono alcune sostanze (PGE2) in grado di modulare la proliferazione e la differenziazione di mioblasti e miociti. Allo stesso modo, il muscolo scheletrico è fonte di fattori trofici per l’osso, indipendentemente dal fattore meccanico. In caso di lesioni del periostio, ad esempio, il muscolo si comporta da “secondo periostio” fornendo cellule staminali per la consolidazione ossea. Le alterazioni del rapporto biomeccanico tra il tessuto osseo e muscolare, costituiscono la base fisiopatologica di due condizioni cliniche molto frequenti nella popolazione anziana, l’osteoporosi e la sarcopenia. Non a caso, a tutt’oggi sono numerose le evidenze a supporto dell’associazione tra ridotta massa e funzione muscolare e ridotta massa e resistenza ossea, soprattutto nei pazienti con fratture da fragilità. Dal punto di vista patogenetico, la sarcopenia e l’osteoporosi condividono diversi fattori, quali condizioni caratterizzate da ridotta mobilità, alterazioni endocrinologiche, in particolare a carico degli ormoni sessuali, infiammazione di basso grado, tipica della senescenza, insulino resistenza e deficit nutrizionali. Dal punto di vista diagnostico, le alterazioni della massa ossea e della massa muscolare, vengono indagate con successo tramite la Dual Energy X-Ray Absorptiometry (DXA). L’obiettivo del nostro studio è di valutare l’associazione tra sarcopenia e fratture vertebrali da fragilità in un gruppo di donne osteoporotiche. MATERIALI E METODI Abbiamo condotto uno studio restrospettivo, valutando i dati relativi a donne caucasiche di età superiore ai 55 anni, con diagnosi di osteoporosi severa con fratture vertebrali, afferenti al nostro ambulatorio di Medicina Fisica e Riabilitativa. Sono stati analizzati i parametri antropometrici (Body Mass Index – BMI) e i risultati delle misurazioni DXA, relative alla composizione corporea totale e regionale (appendicolare), e alla densità minerale ossea (BMD) del rachide lombare (tratto compreso tra le vertebre L1-L4) e del collo femorale. La diagnosi di osteoporosi è stata definita secondo la classificazione dell’OMS, mentre la presenza di sarcopenia è stata definita secondo le indicazioni dell’ International Working Group on Sarcopenia. La tipologia, il numero e la gravità delle fratture vertebrali da fragilità sono stati indagati con esame morfometrico su DXA, tramite l’utilizzo di un software dedicato, e definiti secondo l’indice semiquantitativo di Genant. Successivamente abbiamo diviso il nostro campione in 2 gruppi, secondo il numero di fratture vertebrali da fragilità: nel primo gruppo sono state incluse le pazienti con una frattura (gruppo con frattura singola), mentre nel secondo gruppo le donne con un numero di fratture uguale o superiore a 2 (gruppo con fratture multiple). RISULTATI Il nostro campione era costituito da 67 donne, con un’età media di 70 anni (min. 55, max.86 ) e un BMI medio di 27,4 kg/m2. Le donne con fratture vertebrali multiple costituivano il 47,8% del campione. L’età media del primo gruppo era di 69 anni, mentre quella del secondo gruppo era di 71 anni, mentre non c’era differenza tra i 2 gruppi riguardo il BMI medio. Il numero di pazienti sarcopeniche nel gruppo con fratture vertebrali multiple era quasi il doppio rispetto al gruppo che aveva riportato una sola frattura vertebrale da fragilità (43,7% vs 22,8%). Inoltre, tra le donne con fratture vertebrali multiple, il rischio di avere la sarcopenia era aumentato in modo significativo, indipendentemente dall’età (OR 2.56, 95 % CI = 2.26–2.90; p= 0.000). CONCLUSIONI La perdita di massa ossea e della riduzione della massa e della forza muscolare, rappresentano due grandi minacce per il soggetto anziano, aumentando il rischio di cadute e di conseguenti fratture da fragilità. Tale evento si associa ad un’elevata mortalità e morbidità, con importanti ricadute sugli outcome funzionali e sui costi assistenziali. Il nostro studio conferma che la sarcopenia è una condizione molto comune tra le donne osteoporotiche, e dimostra che la presenza di fratture vertebrali multiple si associa ad un elevato rischio di impairment muscolare, probabilmente a causa di una limitazione algofunzionale importante che, in questa tipologia di pazienti, ha effetti negativi sulla massa e sulla funzione muscolare scheletrica. BIBLIOGRAFIA 1 Hamrick MW, McNeil PL, Patterson SL. Role of muscle-derived growth factors in bone formation.J Musculoskelet Neuronal Interact. 2010 Mar;10(1):64-70. 2 Fielding RA, Vellas B, Evans WJ, Bhasin S, Morley JE, Newman AB, Abellan van Kan G, Andrieu S, Bauer J, Breuille D, Cederholm T, Chandler J, De Meynard C, Donini L, Harris T, Kannt A, Guibert FK, Onder G, Papanicolaou D, Rolland Y, Rooks D, Sieber C, Souhami E, Verlaan S, Zamboni M, International Working Group on Sarcopenia (2011) Sarcopenia: an undiagnosed condition in older adults. Current consensus definition: prevalence, etiology, and consequences. J Am Med Dir Assoc 12:249–256 3 Cederholm T, Cruz-Jentoft AJ, Maggi S (2013) Sarcopenia and fragility fractures. Eur J Phys Rehabil Med 49(1):111–117
L'interazione muscolo-osso: dalla biologia alla clinica
MORETTI A;
2014
Abstract
INTRODUZIONE La stretta associazione funzionale tra osso e muscolo è sottolineata dall’accoppiamento dell’anabolismo e catabolismo di entrambi durante la crescita, lo sviluppo e l'invecchiamento. Osso e muscolo si comportano da sensori/trasduttori del segnale biomeccanico (sottrazione del carico, esercizio fisico) in segnali biochimici. I meccanismi molecolari e meccanici che controllano lo sviluppo e il mantenimento dei tessuti muscoloscheletrici richiedono la stretta coordinazione di ogni componente e il loro assemblaggio in una sola unità funzionale. Tale coordinazione si ottiene da una comunicazione bidirezionale tra i tessuti, mediata da segnali biomeccanici. Osteoblasti e osteociti producono alcune sostanze (PGE2) in grado di modulare la proliferazione e la differenziazione di mioblasti e miociti. Allo stesso modo, il muscolo scheletrico è fonte di fattori trofici per l’osso, indipendentemente dal fattore meccanico. In caso di lesioni del periostio, ad esempio, il muscolo si comporta da “secondo periostio” fornendo cellule staminali per la consolidazione ossea. Le alterazioni del rapporto biomeccanico tra il tessuto osseo e muscolare, costituiscono la base fisiopatologica di due condizioni cliniche molto frequenti nella popolazione anziana, l’osteoporosi e la sarcopenia. Non a caso, a tutt’oggi sono numerose le evidenze a supporto dell’associazione tra ridotta massa e funzione muscolare e ridotta massa e resistenza ossea, soprattutto nei pazienti con fratture da fragilità. Dal punto di vista patogenetico, la sarcopenia e l’osteoporosi condividono diversi fattori, quali condizioni caratterizzate da ridotta mobilità, alterazioni endocrinologiche, in particolare a carico degli ormoni sessuali, infiammazione di basso grado, tipica della senescenza, insulino resistenza e deficit nutrizionali. Dal punto di vista diagnostico, le alterazioni della massa ossea e della massa muscolare, vengono indagate con successo tramite la Dual Energy X-Ray Absorptiometry (DXA). L’obiettivo del nostro studio è di valutare l’associazione tra sarcopenia e fratture vertebrali da fragilità in un gruppo di donne osteoporotiche. MATERIALI E METODI Abbiamo condotto uno studio restrospettivo, valutando i dati relativi a donne caucasiche di età superiore ai 55 anni, con diagnosi di osteoporosi severa con fratture vertebrali, afferenti al nostro ambulatorio di Medicina Fisica e Riabilitativa. Sono stati analizzati i parametri antropometrici (Body Mass Index – BMI) e i risultati delle misurazioni DXA, relative alla composizione corporea totale e regionale (appendicolare), e alla densità minerale ossea (BMD) del rachide lombare (tratto compreso tra le vertebre L1-L4) e del collo femorale. La diagnosi di osteoporosi è stata definita secondo la classificazione dell’OMS, mentre la presenza di sarcopenia è stata definita secondo le indicazioni dell’ International Working Group on Sarcopenia. La tipologia, il numero e la gravità delle fratture vertebrali da fragilità sono stati indagati con esame morfometrico su DXA, tramite l’utilizzo di un software dedicato, e definiti secondo l’indice semiquantitativo di Genant. Successivamente abbiamo diviso il nostro campione in 2 gruppi, secondo il numero di fratture vertebrali da fragilità: nel primo gruppo sono state incluse le pazienti con una frattura (gruppo con frattura singola), mentre nel secondo gruppo le donne con un numero di fratture uguale o superiore a 2 (gruppo con fratture multiple). RISULTATI Il nostro campione era costituito da 67 donne, con un’età media di 70 anni (min. 55, max.86 ) e un BMI medio di 27,4 kg/m2. Le donne con fratture vertebrali multiple costituivano il 47,8% del campione. L’età media del primo gruppo era di 69 anni, mentre quella del secondo gruppo era di 71 anni, mentre non c’era differenza tra i 2 gruppi riguardo il BMI medio. Il numero di pazienti sarcopeniche nel gruppo con fratture vertebrali multiple era quasi il doppio rispetto al gruppo che aveva riportato una sola frattura vertebrale da fragilità (43,7% vs 22,8%). Inoltre, tra le donne con fratture vertebrali multiple, il rischio di avere la sarcopenia era aumentato in modo significativo, indipendentemente dall’età (OR 2.56, 95 % CI = 2.26–2.90; p= 0.000). CONCLUSIONI La perdita di massa ossea e della riduzione della massa e della forza muscolare, rappresentano due grandi minacce per il soggetto anziano, aumentando il rischio di cadute e di conseguenti fratture da fragilità. Tale evento si associa ad un’elevata mortalità e morbidità, con importanti ricadute sugli outcome funzionali e sui costi assistenziali. Il nostro studio conferma che la sarcopenia è una condizione molto comune tra le donne osteoporotiche, e dimostra che la presenza di fratture vertebrali multiple si associa ad un elevato rischio di impairment muscolare, probabilmente a causa di una limitazione algofunzionale importante che, in questa tipologia di pazienti, ha effetti negativi sulla massa e sulla funzione muscolare scheletrica. BIBLIOGRAFIA 1 Hamrick MW, McNeil PL, Patterson SL. Role of muscle-derived growth factors in bone formation.J Musculoskelet Neuronal Interact. 2010 Mar;10(1):64-70. 2 Fielding RA, Vellas B, Evans WJ, Bhasin S, Morley JE, Newman AB, Abellan van Kan G, Andrieu S, Bauer J, Breuille D, Cederholm T, Chandler J, De Meynard C, Donini L, Harris T, Kannt A, Guibert FK, Onder G, Papanicolaou D, Rolland Y, Rooks D, Sieber C, Souhami E, Verlaan S, Zamboni M, International Working Group on Sarcopenia (2011) Sarcopenia: an undiagnosed condition in older adults. Current consensus definition: prevalence, etiology, and consequences. J Am Med Dir Assoc 12:249–256 3 Cederholm T, Cruz-Jentoft AJ, Maggi S (2013) Sarcopenia and fragility fractures. Eur J Phys Rehabil Med 49(1):111–117I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
