SINTEZE CLINICE

Corelaţii ale metabolismului lipidic cu remodelarea osoasă

 Correlations of lipid metabolism with bone remodeling

First published: 23 decembrie 2020

Editorial Group: MEDICHUB MEDIA

DOI: 10.26416/Med.138.6.2020.3996

Abstract

Introduction. Both dyslipidemia and osteoporosis are chro­nic medical problems, and the relationship between these two pathologies is based on common risk factors and patho­genic mechanisms which favour the development of both diseases. Dyslipidemia can be a risk factor for osteoporosis, therefore it is important to understand the me­cha­nisms underlying the relation between these two pathologies. The link between dyslipidemia and osteoporosis. Lipo­pro­tein oxidation products suppress the differentiation of osteoblasts while stimulating the differentiation of adi­po­cytes and their proliferation, a mechanisms that can con­tri­bute to the reduction of bone mineralization and the oc­cur­rence of inflammatory events. A number of clinical and ex­pe­ri­men­tal studies have been performed, these studies sug­ges­ting an inverse correlation between the adipose con­tent of the bone marrow and the density of the bone tis­sue, in other words, in parallel with the osteoporotic bone loss there is an increase of the adipocyte content in the bone marrow. The role of plasma lipids on bone me­ta­bo­lism. Because in clinic patients with dyslipidemia  are often diagnosed with osteoporosis, we can say that serum levels of plasma lipids influence both osteoblastic and osteoclastic activity. Cholesterol correlates with low bone mineral density, while triglycerides are associated with a low incidence of vertebral fractures in osteoporotic wo­men. Effects of lipid-lowering medication on bone tis­sue. Statins, first introduced to treat patients with hyper­li­pi­de­mia and hypercholesterolemia, have also been shown to be beneficial for osteoporotic patients and have recently been introduced to prevent fractures and treat osteoporosis through their ability to enhance osteogenesis and inhibit os­teo­clas­to­ge­ne­sis. Conclusions.There is a wide range of studies that have shown that statins, widely used as lipid-lowering agents, could also be utilized in the treatment of osteo­po­rosis, through the beneficial effects they have on bone metabolism, effects with a positive impact on bone mineral density.
 

Keywords
osteoporosis, dyslipidemia, bone remodeling, statins

Rezumat

Introducere. Osteoporoza şi dislipidemia reprezintă o pa­to­lo­gie medicală cronică, iar relaţia dintre acestea se bazează pe factori de risc şi mecanisme patogene comune care fa­­vo­­ri­­zea­ză dezvoltarea ambelor boli. Deoarece dislipidemia poa­te fi un factor de risc pentru apariţia osteoporozei, este im­por­tant să înţelegem mecanismele care stau la baza le­­gă­­tu­­rii dintre aceste două patologii. Relaţia dintre dis­li­pi­de­mie şi osteoporoză. Produsele de oxidare a li­po­pro­tei­ne­lor suprimă diferenţierea osteoblastelor, în timp ce stimulează diferenţierea adipocitelor şi proliferarea lor, me­ca­nis­me ce contribuie la reducerea mineralizării osoase şi la apariţia unor evenimente inflamatorii. S-au efectuat o se­rie de studii clinice şi experimentale, acestea sugerând o co­re­la­ţie inversă între conţinutul în ţesut adipos al măduvei osoa­se şi densitatea ţesutului osos; cu alte cuvinte, în paralel cu pierderea osoasă osteoporotică, există o creştere a con­ţi­nu­tu­lui de adipocite în măduva osoasă. Rolul lipidelor plas­ma­ti­ce asupra metabolismului osos. Deoarece în cli­ni­că pacienţii cu dislipidemie sunt adesea diagnosticaţi cu os­teo­po­ro­ză, putem afirma că nivelurile serice ale lipidelor plas­matice influenţează atât activitatea osteoblastică, dar şi cea osteoclastică. Colesterolul se corelează cu o densitate mi­ne­ra­lă osoasă scăzută, în timp ce trigliceridele sunt aso­­­cia­­­te cu o incidenţă scăzută a fracturilor vertebrale în ca­zul femeilor osteoporotice. Influenţa medicaţiei hipo­li­pe­miante asupra ţesutului osos. Statinele, in­tro­duse pen­tru prima dată pentru a trata pacienţii cu hiperlipidemie şi hipercolesterolemie, s-au dovedit be­ne­fi­ce şi pentru pa­cien­ţii osteoporotici, fiind recent in­tro­du­se pentru a pre­ve­ni fracturile şi a trata osteoporoza prin capacitatea lor de a spori osteogeneza şi de a inhiba os­teo­clas­to­ge­ne­za. Concluzii. Există o gamă largă de studii ce au de­mon­strat că statinele, utilizate pe scară largă ca agenţi hipo­li­pe­mianţi, ar putea fi folosite şi în tratamentul os­teo­porozei, prin efectele benefice pe care acestea le exercită asupra me­ta­bo­lis­mu­lui osos, efecte cu un impact pozitiv asupra densităţii minerale osoase.
 

Introducere

Osteoporoza şi dislipidemia reprezintă o patologie medicală cronică, având o prevalenţă şi o importanţă clinică ridicate, relaţia lor bazându-se pe factori de risc şi mecanisme patogene comune care favorizează dezvoltarea ambelor boli(1).

Osteoporoza este o problemă de sănătate majoră ce afectează peste 200 de milioane de oameni la nivel global, fiind implicate toate grupele de vârstă. Osteoporoza afectează atât femeile, cât şi bărbaţii, uneori chiar şi copii. Riscul femeilor de a dezvolta boala este mai mare comparativ cu cel al persoanelor de sex masculin(2).

Osteoporoza (OP), cea mai frecventă boală metabolică a osului, este caracterizată în principal prin densitate minerală osoasă scăzută (DMO) şi deteriorarea microstructurii osoase, predispunând o persoană la creşterea riscului de fractură. La nivel mondial, osteoporoza provoacă peste 8,9 milioane de fracturi anual, rezultând o fractură osteoporotică la fiecare 3 secunde(3-4).

Dislipidemia este o afecţiune complexă definită de niveluri anormale ale lipidelor plasmatice, precum creşterea colesterolului total (CT), creşterea trigliceridelor (TG) şi creşterea lipoproteinelor cu densitate scăzută (LDL-colesterol) în concordanţă cu niveluri scăzute ale lipoproteinelor cu densitate mare (HDL-colesterol)(5).

Dislipidemia poate fi un factor de risc pentru apariţia osteoporozei, de aceea este important să înţelegem mecanismele ce stau la baza legăturii dintre aceste două patologii.

Relaţia dintre dislipidemie şi osteoporoză

Există numeroase dovezi care demonstrează că există o legătură între densitatea minerală osoasă şi profilul lipidic. Recent, multe studii s-au concentrat asupra rolului lipidelor şi al oxidării lipoproteinelor în osteoporoză, scăderea densităţii minerale osoase fiind strâns legată de nivelurile ridicate ale lipidelor(6).

Produsele de oxidare ale lipoproteinelor suprimă diferenţierea osteoblastelor în timp ce stimulează diferenţierea adipocitelor şi proliferarea lor; astfel, inhibând diferenţierea osteoblastelor, influenţează negativ activitatea osteogenică, participând la reducerea mineralizării osoase, în timp ce stimularea diferenţierii adipocitelor va contribui la apariţia unor evenimente inflamatorii, evenimente cu efecte importante asupra metabolismului osos(7). Mai exact, aceste citokine proinflamatorii au un rol-cheie în apariţia osteoporozei, prin creşterea recrutării şi activării osteoclastelor, urmată de pierderea osoasă ulterioară(8-9).

Pentru a susţine legătura dintre metabolismul lipidic şi cel osos, s-au efectuat o serie de studii clinice şi experimentale, acestea sugerând o corelaţie inversă între conţinutul în ţesut adipos al măduvei osoase şi densitatea ţesutului osos, deci semnalele care promovează adipogeneza afectează osteogeneza, în timp ce semnalele ce inhibă adipogeneza promovează diferenţierea osteoblastelor(10).

Cu alte cuvinte, în paralel cu pierderea osoasă osteoporotică există o creştere a conţinutului de adipocite în măduva osoasă. Această pierdere osoasă, asociată cu proliferarea ţesutului adipos din măduvă, explică de ce la vârstnici şi la persoanele osteoporotice volumul ţesutului adipos al măduvei este crescut comparativ cu volumul ţestului osos, care este scăzut(11-12).

Toate aceste observaţii susţin o legătură strânsă între metabolismul osos şi cel lipidic, sugerând un efect negativ al profilului aterogen asupra formării osoase.

Rolul lipidelor plasmatice
asupra metabolismului osos

Având în vedere că dislipidemia şi osteoporoza sunt două patologii care în practica medicală sunt frecvent întâlnite la acelaşi pacient, putem afirma că nivelurile serice ale lipidelor plasmatice influenţează atât activitatea osteoblastică, dar şi cea osteoclastică(6).

În ceea ce priveşte hipercolesterolemia, există studii în care s-a demonstrat că aceasta se corelează cu o DMO scăzută tocmai pentru că acţionează asupra funcţiilor celulare ale ţesutului osos, crescând activitatea osteoclastelor şi scăzând funcţia osteoblastelor(14).

Pe de altă parte, o serie de studii au sugerat un rezultat pozitiv în ceea ce priveşte relaţia dintre DMO şi nivelul de trigliceride din ser, trigliceridele fiind asociate cu o incidenţă scăzută a fracturilor vertebrale în cazul femeilor osteoporotice(15-16).

Relaţia dintre HDL-colesterol şi DMO nu este încă pe deplin clarificată, existând o gamă largă de studii contradictorii. Totuşi, valori scăzute ale HDL-colesterolului asociate cu valori crescute ale LDL-colesterolului s-au corelat cu valori scăzute ale DMO(17-18).

Influenţa medicaţiei hipolipemiante
asupra ţesutului osos

Studii experimentale in vitro au arătat că la şoarecii care au urmat o dietă bogată în grăsimi s-a redus semnificativ DMO. Aceste rezultate sugerează că o abordare terapeutică pentru a reduce riscul de osteoporoză ar fi aceea de a reduce consumul de lipide, desigur pe lângă medicaţia hipolipemiantă, care şi-a dovedit importanţa în ceea ce priveşte tratamentul ambelor patologii.

Statinele, inhibitori ai 3-hidroxi-3-metil-glutaril coenzima A reductazei, o enzimă-cheie implicată în sinteza colesterolului, au fost introduse pentru prima dată pentru a trata pacienţii cu dislipidemie, LDL-colesterolul fiind ţinta principală a terapiei la aceşti pacienţi(19).

Pe baza observaţiilor actuale de cercetare, statinele s-au dovedit benefice şi pentru pacienţii osteoporotici, fiind recent introduse pentru a preveni fracturile şi pentru a trata osteoporoza prin capacitatea lor de a spori osteogeneza, de a stopa apoptoza osteoblastelor şi de a inhiba osteoclastogeneza(20-22).

Date recente sugerează că statinele utilizate în tratamentul hipercolesterolemiei scad riscul de fractură şi măresc DMO(20), antagonizează efectul osteoclastelor şi îmbunătăţesc activitatea osteoblastelor, scăzând resorbţia osoasă şi favorizând osteogeneza(23-24).

De asemenea, reducerea stresului oxidativ, a formării de oxid nitric şi efectele antiinflamatorii ale statinelor sunt alte mecanisme prin care acestea contribuie la protecţia împotriva osteoporozei.

Concluzii

Există o gamă largă de studii care au demonstrat că statinele, utilizate pe scară largă ca agenţi hipolipemianţi, ar putea fi folosite şi în tratamentul osteoporozei, prin efectele benefice pe care acestea le exercită asupra metabolismului osos, cu un impact pozitiv asupra densităţii minerale osoase, contribuind astfel la creşterea semnificativă a acesteia.

Efectele secundare favorabile ale medicaţiei hipolipemiante asupra densităţii minerale osoase pot deschide perspectivele abordării medicaţiei pacienţilor cu multiple comorbidităţi, în sensul abordării unui plan terapeutic interdisciplinar, cu un efect benefic sinergic pentru ameliorarea stării de sănătate a acestora.  

Conflict of interests: The authors declare no conflict of interests.

Bibliografie

  1. Brazdilova K, Dlesk A, Koller T, Killinger Z, Payer J. Vitamin D deficiency - A possible link between osteoporosis and metabolic syndrome. Bratisl Lek Listy. 2012;113(7):412-6.

  2. World Health Organization - Assessment of Osteoporosis at the Primary Health Care Level: Summary Report of a WHO Scientific Group; World Health Organization: Geneva, Switzerland, 2007.

  3. Philip S, Cyrus C. Osteoporosis. Lancet. 2006;367:2010–2018. 

  4. Cooper C, Westlake S, Harvey N, Dennison E. Developmental origins of osteoporotic fracture. Adv Exp Med Biol. 2009;639:217-236.

  5. Giner-Galvan V, Esteban-Giner MJ, Pallares-Carratala V. Overview of guidelines for the management of dyslipidemia: EU perspectives. Vasc Health Risk Manag. 2016;12:357-369.

  6. Parhami F, Morrow AD, Balucan J, Leitinger N, Watson AD, Tintut Y, Berliner JA, Demer LL. Lipid oxidation products have opposite effects on calcifying vascular cell and bone cell differentiation: a possible explanation for the paradox of arterial calcification in osteoporotic patients. 1997;17(4):680-70.

  7. Gimble JM, Robinson CE, Wu X, Kelly KA, Rodriguez BR, Kliewer SA, Lehmann JM, Morris DC. Peroxisome proliferator-activated receptor-gamma activation by thiazolidinediones induces adipogenesis in bone marrow stromal cells. Mol. Pharmacol. 1996;50,1087-1094. 

  8. Calder PC, Ahluwalia N, Brouns F, Buetler T, Clement K, Cunningham K, Esposito K, Jönsson LS, Kolb H, Lansink M. Dietary factors and low-grade inflammation in relation to overweight and obesity. Br J Nutr. 2011;106, S1-S78.

  9. Campos RM, de Piano A, da Silva PL, Carnier J, Sanches PL, Corgosinho FC, Masquio DC, Lazaretti-Castro M, Oyama LM, Nascimento CM, et al. The role of pro/anti-inflammatory adipokines on bone metabolism in NAFLD obese adolescents: Effects of long-term interdisciplinary therapy. Endocrine. 2012;42,146-156. 

  10. Egrise D, Martin D, Vienne A, Neve P, Schoutens A. The number of fibroblastic colonies formed from bone marrow is decreased and the in vitro proliferation rate of trabecular bone cells increased in aged rats. Bone. 1992;13:355-361.

  11. Bergman RJ, Gazit D, Kahn AJ, Gruber H, McDougall S, Hahn TJ. Age-related changes in osteogenic stem cells in mice. J Bone Miner Res. 1996;11:568–577. 

  12. Burkhardt R, Kettner G, Bohm W, Schmidmeier M, Schlag R, Frisch B, Mallmann B, Eisenmenger W, Gilg T. Changes in trabecular bone, hematopoiesis and bone marrow vessels in aplastic anemia, primary osteoporosis, and old age: a comparative histomorphometric study. Bone. 1987;8:157-164. 

  13. Tintut Y, Morony S, Demer LL. Hyperlipidemia promotes osteoclastic potential of bone marrow cells ex vivo. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2004;24(2):e6-10.

  14. Mandal CC. High cholesterol deteriorates bone health: new insights into molecular mechanisms. Front Endocrinol (Lausanne). 2015;6:165.

  15. Cui LH, Shin MH, Chung EK, Lee YH, Kweon SS, Park KS, Choi JS. Association between bone mineral densities and serum lipid profiles of pre- and post-menopausal rural women in South Korea. Osteoporosis Int. 2005;16:1975-81.

  16. Adami S, Braga V, Zamboni M, Gatti D, Rossini M, Bakri J, Battaglia E. Relationship between Lipids and Bone Mass in 2 Cohorts of Healthy Women and Men. Calcif Tissue Int. 2004;74(2):136-.

  17. Poli A, Bruschi F, Cesana B, Rossi M, Paoletti R, Crosignani PG. Plasma low-density lipoprotein cholesterol and bone mass densitometry in postmenopausal women. Obstet Gynecol. 2003;02:922-6.

  18. Brownbill RA, Ilich JZ. Lipid profile and bone paradox: higher serum lipids are associated with higher bone mineral density in postmenopausal women. 

  19. J Womens Health. 2006;15:261-70.

  20. Reiner Z, Catapano AL, De Backer G, et al. European Association for Cardiovascular Prevention and Rehabilitation. ESC Committee for Practice Guidelines (CPG). 2008-2010 and 2010–2012 Committees. ESC/EAS Guidelines for the management of dyslipidaemias: the Task Force for the management of dyslipidaemias of the European Society of Cardiology (ESC) and the European Atherosclerosis Society (EAS). Eur Heart J. 2011;32(14):1769–1818.

  21. Wang PS, Solomon DH, Mogun H, Avorn J. HMG-CoA reductase inhibitors and the risk of hip fractures in elderly patients. JAMA. 2000;283:3211-3216.

  22.  Oryan A, Kamali A, Moshiri A. Potential mechanisms and applications of statins on osteogenesis: current modalities, conflicts and future directions. J Control Release. 2015;215:12–24.

  23. Park YS, David AE, Park KM, Lin CY, Than KD, Lee K, Park JB, Jo I, Park KD, Yang VC. Controlled release of simvastatin from in situ forming hydrogel triggers bone formation in MC3T3-E1 cells. AAPS J. 2013;15:367-376. 

  24.  Mundy G, Garrett R, Harris S, Chan J, Chen D, Rossini G, Boyce B, Zhao M, Gutierrez G. Stimulation of bone formation in vitro and in rodents by statins. Science. 1999;286:1946-1949.

  25.  Staal A, Frith JC, French MH, Swartz J, Gungor T, Harrity TW, Tamasi J, Rogers MJ, Feyen JH. The ability of statins to inhibit bone resorption is directly related to their inhibitory effect on HMG-CoA reductase activity. J Bone Miner Res. 2003;18:88-96.

Articole din ediţiile anterioare

SUPLIMENT CARDIOLOGIE | Ediţia 4 / 2016

Elemente principale ale noului ghid de prevenţie cardiovasculară

Roxana Pleavă, Svetlana Moșteoru, Andreea Dumitrescu

Anul acesta, în cadrul Congresului European de Insuficiență Cardiacă, organizat de Asociația de Insuficiență Cardiacă (HFA) a Societății Europene d...

07 iulie 2016
INTERVIU | Ediţia 4 / 2016

„Statinele sunt actuala terapie a dislipidemiilor la pacienţii dislipidemici și la cei cu risc cardiovascular ridicat”

Eugenia​​​​​​​ Budurea​​​​​​​

În cadrul unui eveniment despre terapiile inovatoare în dislipidemii, Prof. Univ. Dr. Daniel Florin Lighezan (foto)a avut bunăvoința să ne acorde u...

06 mai 2016
SUPLIMENT REUMATOLOGIE | Ediţia 2 122 / 2018

Efectele secundare posibile ale tratamentului cu bifosfonaţi la pacientele cu osteoporoză post-menopauză: dereglarea homeostaziei osoase şi osteonecroza de mandibulă

Rodica Tănăsescu

Odată cu creşterea speranţei de viaţă, patologia osteoporotică a devenit extrem de frecventă. Riscul crescut de fractură a de­ter­minat un interes ...

29 aprilie 2018
SUPLIMENT REUMATOLOGIE | Ediţia 2 122 / 2018

Actualităţi în osteoporoză

Şef lucrări dr. Mihaela Daniela Baltă

Osteoporoza este o afecţiune tot mai frecventă în ultimii ani, din cauza procesului de îmbătrânire a populaţiei. Afecţiunea fragilizează oasele şi ...

29 aprilie 2018