Xương là một mô cực kỳ năng động và thích nghi, có quá trình trao đổi chất và cân bằng nội môi chịu ảnh hưởng của nhiều kích thích nội tiết tố, cơ học, dinh dưỡng, miễn dịch và dược lý khác nhau. Các yếu tố di truyền ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe của xương, thông qua ảnh hưởng của chúng đến chức năng của tế bào xương, chất lượng sụn, cân bằng canxi và vitamin D, quá trình trao đổi chất hormone sinh dục và thời điểm dậy thì. Ngoài ra, dinh dưỡng và hoạt động thể chất tối ưu góp phần vào việc tăng khối lượng xương ở độ tuổi đang phát triển. Tất cả các yếu tố này ảnh hưởng đến việc đạt được khối lượng xương đỉnh, một yếu tố quyết định quan trọng đối với sức khỏe của xương và nguy cơ gãy xương ở tuổi trưởng thành. Loãng xương thứ phát là một vấn đề quan trọng trong chăm sóc lâm sàng ở trẻ em mắc các bệnh cấp tính và mãn tính. Các rối loạn tự miễn toàn thân, như viêm khớp tự phát ở trẻ em, có thể ảnh hưởng đến hệ thống xương, gây giảm mật độ khoáng xương và nguy cơ gãy xương do loãng xương cao trong thời thơ ấu. 

Giới thiệu

Mô xương có nhiều chức năng sinh lý: Nó bảo vệ các cơ quan nội tạng và cho phép vận động; nó chứa tủy xương và cung cấp môi trường cho sự phát triển của các tế bào tạo máu; cuối cùng, nó hoạt động như một kho chứa canxi và phốt phát. Nhờ những tiến bộ gần đây trong sinh học phân tử, khái niệm truyền thống về mô thụ động phản ứng với ảnh hưởng của hormone và chế độ ăn uống đã thay đổi theo thời gian. Hiện nay, người ta đã biết rằng xương là một mô năng động, thích nghi, phản ứng với nhiều kích thích khác nhau (hormone, cơ học, dược lý và miễn dịch). Khoảng 40–90% sự thay đổi thành phần khoáng chất của xương được xác định về mặt di truyền. Các yếu tố di truyền ảnh hưởng đến quá trình trao đổi chất của xương thông qua ảnh hưởng đến chức năng của tế bào xương, chất lượng và chức năng của collagen sụn, cân bằng canxi và vitamin D, chuyển hóa hormone sinh dục và thời điểm dậy thì. Ngoài ra, các yếu tố môi trường ảnh hưởng đến việc thu thập khối lượng xương trong quá trình tăng trưởng. Dinh dưỡng tối ưu, hoạt động thể chất và sự phát triển dậy thì đóng vai trò quan trọng đối với sức khỏe của xương. Hơn nữa, sự tương tác chặt chẽ giữa xương và hệ thống miễn dịch đã được nghiên cứu sâu rộng. Các tế bào miễn dịch và tế bào gốc tạo máu được hình thành và duy trì trong tủy xương, nơi chúng tương tác với các tế bào xương. Do đó, một bệnh đi kèm chính của các bệnh thấp khớp ở trẻ em là khả năng tác động tiêu cực đến sự phát triển của bộ xương và quá trình chuyển hóa xương. 

Chuyển hóa xương ở trẻ em

Sự cân bằng nội môi của khớp và tương tác giữa sụn và xương

Sụn ​​khớp đóng vai trò quan trọng trong cân bằng nội môi khớp. Nó bao phủ xương dưới sụn, tạo điều kiện cho chuyển động tương đối không ma sát và hấp thụ lực nén do các hoạt động chịu lực trên chính xương tạo ra. Sụn khớp là mô không mạch máu và không bạch huyết, bao gồm các tế bào sụn trong ma trận ngoại bào chứa nước, sợi collagen, proteoglycan và các protein cấu trúc và điều hòa. Một vùng quanh tế bào bao quanh ngay các tế bào sụn, ma trận quanh tế bào, bao gồm collagen loại VI và proteoglycan, tạo ra một vi môi trường khép kín trong đó ứng suất cơ học tối ưu thúc đẩy quá trình sinh sụn. Các tế bào sụn là các tế bào chuyên biệt có thể cảm nhận và phản ứng với các kích thích cơ học thông qua quá trình chuyển hóa cơ học. Tế bào hấp thụ các lực động và tĩnh và truyền chúng đến bề mặt tế bào sụn. Các tín hiệu vật lý này được các thụ thể canxi và các phân tử nằm trong màng tế bào cảm nhận, chẳng hạn như các kênh, lông mao chính và integrin.

Sự cân bằng và chức năng của khớp phụ thuộc vào tính toàn vẹn về mặt cơ học và sinh học của các thành phần (tế bào sụn và xương dưới sụn) và sự trao đổi tín hiệu giữa chúng. Ở bề mặt khớp, các tế bào sụn nông được làm phẳng và đặt song song với bề mặt khớp; chúng tạo ra một ma trận giàu hyaluronan và chất bôi trơn. Các tế bào sụn vùng giữa lớn hơn và tròn hơn; ở vùng này, các sợi collagen loại II tăng độ dày. Ở vùng sâu hơn, các tế bào sụn được xếp thành các cột điển hình, vuông góc với bề mặt khớp; lớp này có mức proteoglycan cao nhất và hàm lượng nước thấp nhất. Xương dưới sụn có thể được chia thành một số thành phần, mỗi thành phần thực hiện các chức năng cụ thể. Tấm dưới sụn, tiếp xúc trực tiếp với sụn khớp, chuyển đổi lực cắt thành lực nén và lực kéo, tránh làm hỏng các mô khớp. Bên dưới tấm dưới sụn, xương bao gồm một mạng lưới xốp gồm các trabeculae riêng lẻ định hướng dọc theo "các đường ứng suất". Hoạt động phối hợp của các tế bào xương (tế bào tạo xương, tế bào hủy xương và tế bào xương) làm cho cấu trúc này đồng thời có độ nhạy cao và khả năng chống chịu tải trọng. Xương dưới sụn chứa các mạch và kênh, qua đó các chất dinh dưỡng được vận chuyển đến xương và có khả năng đến các lớp sụn sâu hơn; chúng cũng đại diện cho các con đường truyền tín hiệu cho các phân tử và yếu tố trên giao diện xương sụn. Trong quá trình thoái hóa khớp, các mạch máu mới được hình thành trong lớp sâu của sụn khớp, tạo ra các kênh giữa các mô. 

Tái tạo mô xương và khối lượng xương đỉnh

Mô xương là mô liên kết năng động và chuyên biệt cao; nó cung cấp hỗ trợ cơ học cho cơ và bảo vệ vật lý cho các cơ quan nội tạng, cũng như hoạt động như một kho chứa khoáng chất và tế bào tạo máu. Nó bao gồm các tế bào xương và một ma trận bao gồm các vật liệu hữu cơ của collagen (10%); protein, proteoglycan và nước (25%), mang lại sự linh hoạt; và muối khoáng phosphat vô cơ và canxi (65%), cung cấp độ cứng. Sự lắng đọng khoáng chất của xương bắt đầu trong thời kỳ mang thai và hàm lượng khoáng chất của xương tăng gấp 40 lần từ khi sinh ra cho đến khi trưởng thành. Khối lượng xương tăng từ khoảng 70–95 g khi sinh lên 2.400–3.300 g ở phụ nữ và nam giới trẻ. Mật độ khoáng chất của xương, lượng khoáng chất của xương trên một centimet vuông xương, được xác định về mặt di truyền ở 80% các trường hợp. Gen đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của bộ xương, bắt đầu từ quá trình phôi thai. Sự gia tăng khối lượng xương cũng phụ thuộc vào các yếu tố môi trường, chẳng hạn như hoạt động thể chất, canxi trong chế độ ăn, nồng độ vitamin D trong huyết thanh đầy đủ, duy trì cân nặng cơ thể khỏe mạnh và tình trạng nội tiết tố. Xương là một mô hoạt động, ở cả người lớn và trẻ em. Từ khi sinh ra cho đến khi trưởng thành, xương trải qua quá trình mô hình hóa liên tục, phổ biến ở độ tuổi phát triển và tái tạo, đặc trưng của tuổi trưởng thành. Tái tạo là quá trình mà tế bào hủy xương và tế bào tạo xương hoạt động tuần tự trong cùng một đơn vị tái tạo xương. Tái tạo xương mô tả quá trình xương được định hình hoặc tái tạo hình dạng bởi hoạt động độc lập của tế bào tạo xương và tế bào hủy xương. Tái tạo xương dẫn đến sự phát triển và tăng trưởng của xương và góp phần vào sự mở rộng màng xương, trong khi tái tạo mang lại sự mở rộng của xương dài đặc trưng của quá trình lão hóa cho tủy xương. Bên cạnh đó, tái tạo xương giúp xây dựng vi kiến ​​trúc xương để đáp ứng các nhu cầu cơ học và giúp sửa chữa các tổn thương nhỏ trong ma trận xương và chữa lành gãy xương. Nó cũng đóng vai trò quan trọng trong việc duy trì quá trình chuyển hóa khoáng chất của xương để nồng độ canxi huyết tương luôn ổn định. Các tế bào tạo xương và tế bào hủy xương giao tiếp với nhau thông qua tiếp xúc trực tiếp giữa tế bào với tế bào, cytokine và tương tác của ma trận ngoại bào: sự cân bằng của các tương tác này rất quan trọng đối với sức khỏe và cân bằng nội môi của xương. 

Quá trình mô hình hóa và tái cấu trúc liên tục dẫn đến sự gia tăng khối lượng xương tiến triển, cho đến khi đạt đến giá trị tối đa được xác định là khối lượng xương đỉnh. Khối lượng xương đỉnh  đạt được vào cuối thập kỷ thứ hai của cuộc đời, với 25% khối lượng xương đỉnh đạt được trong 2 năm đạt vận tốc chiều cao đỉnh. Trên thực tế, sự gia tăng khối lượng xương trong thời kỳ dậy thì diễn ra sau vận tốc tăng trưởng đỉnh ít nhất 6–12 tháng sau đó. Khoảng 90% khối lượng xương đỉnh đạt được trước 18 tuổi. Độ tuổi chính xác mà khối lượng xương đạt đến đỉnh tại các vị trí xương khác nhau thay đổi từ 16–18 tuổi, xấp xỉ, đối với cột sống và cổ xương đùi, và lên đến 35 tuổi đối với hộp sọ. Sau khi đạt được khối lượng xương đỉnh, khối lượng xương sẽ giảm chậm nhưng dần dần.

Loãng xương ở trẻ em

Một số tình trạng bệnh lý phát sinh trong độ tuổi phát triển có thể ảnh hưởng đến việc đạt được đầy đủ và/hoặc gây mất xương. Hơn nữa, bất kỳ tình trạng nào cản trở quá trình tích lũy khối lượng xương đỉnh tối ưu đều có thể làm tăng nguy cơ gãy xương sau này trong cuộc sống. Việc đạt được khối lượng xương đỉnh cao hơn là yếu tố quyết định quan trọng nhất đối với sức khỏe xương suốt đời. Các tình trạng liên quan đến khối lượng xương thấp hơn và nguy cơ gãy xương tăng ở trẻ em và thanh thiếu niên. Các tình trạng hiếm gặp làm tăng độ giòn của xương là bệnh xương thủy tinh, loãng xương ở trẻ em tự phát và hội chứng Turner. Xơ nang, lupus ban đỏ hệ thống ở trẻ em, viêm khớp tự phát ở trẻ em, bệnh viêm ruột, bệnh celiac, suy thận mãn tính, ung thư ở trẻ em và bại não đều có thể liên quan đến việc giảm khối lượng xương. Các yếu tố nguy cơ bao gồm suy dinh dưỡng, tăng nhu cầu trao đổi chất, kém hấp thu ở ruột, nhẹ cân, viêm mãn tính với tăng sản xuất cytokine, suy sinh dục, bất động và sử dụng glucocorticoid kéo dài. Một số loại thuốc, chẳng hạn như thuốc chống co giật và thuốc hóa trị liệu, và việc sử dụng kéo dài thuốc ức chế bơm proton và thuốc ức chế tái hấp thu serotonin có chọn lọc cũng có thể ảnh hưởng tiêu cực đến quá trình tích lũy khối lượng xương.

Loãng xương theo truyền thống được coi là bệnh của người già và tỷ lệ mắc bệnh ở trẻ em đã bị đánh giá thấp. Chỉ gần đây, các bác sĩ nhi khoa mới thừa nhận tầm quan trọng của bệnh vì một số bệnh nhân có đột biến gen có thể ảnh hưởng đến quá trình chuyển hóa xương và nhiều bệnh nhân khác bị ảnh hưởng bởi các tình trạng bệnh mãn tính, có thể ảnh hưởng đến sức khỏe của xương. Nếu không được chẩn đoán và điều trị đủ sớm, tình trạng mất xương có thể tiến triển và ảnh hưởng đến khối lượng xương đỉnh với tác động có liên quan đến nguy cơ gãy xương sau này. Loãng xương nguyên phát rất hiếm, chủ yếu biểu hiện bằng bệnh xương thủy tinh, trong khi các tình trạng liên quan đến khối lượng xương thấp do các rối loạn mãn tính và dùng thuốc thường gặp hơn. Loãng xương thường được xác định là do cấu trúc vi mô của xương bị thay đổi (giảm số lượng và độ dày của các lỗ xốp xương, tăng độ xốp của xương vỏ). Theo định nghĩa của Tổ chức Y tế Thế giới, loãng xương được định nghĩa là "bệnh về xương toàn thân đặc trưng bởi khối lượng xương thấp và suy thoái cấu trúc vi mô của mô xương, do đó làm tăng độ giòn của xương và dễ bị gãy xương" 

Loãng xương thứ phát ở trẻ em mắc bệnh thấp khớp

Loãng xương thứ phát hiện được công nhận là một vấn đề quan trọng trong chăm sóc lâm sàng ở trẻ em mắc các bệnh cấp tính và mãn tính. Ở những bệnh nhân này, cơ chế sinh bệnh của bệnh tiềm ẩn và/hoặc phương pháp điều trị đóng vai trò cơ bản trong việc ảnh hưởng đến sức khỏe xương. Nhiều tình trạng khác nhau có liên quan đến loãng xương thứ phát ở trẻ em, phổ biến nhất là tình trạng giảm khả năng vận động, các bệnh viêm được điều trị bằng glucocorticoid, loạn dưỡng cơ Duchenne và các rối loạn thần kinh cơ khác, bệnh bạch cầu và các bệnh ung thư khác, bệnh thận (hội chứng thận hư), suy sinh dục và bệnh tan máu bẩm sinh. Ở những bệnh nhân này, nhiều yếu tố góp phần làm giảm sức mạnh của xương: bao gồm tăng cytokine, bất động với tải trọng cơ học của cơ giảm trên xương, thiếu hụt dinh dưỡng, lượng canxi và vitamin D hấp thụ hàng ngày không đủ, sử dụng thuốc độc, kém phát triển và chậm dậy thì. Mỗi yếu tố này cần được xem xét và quản lý để cải thiện và tối ưu hóa sức khỏe xương ở trẻ em có nguy cơ.

Mối quan hệ giữa các bệnh viêm mạn tính và rối loạn chuyển hóa xương ở trẻ em đã được nghiên cứu rộng rãi. Các rối loạn tự miễn dịch toàn thân, chẳng hạn như lupus ban đỏ hệ thống ở trẻ em, viêm khớp tự phát ở trẻ em, bệnh viêm ruột, viêm da cơ ở trẻ em, viêm mạch hệ thống và các hội chứng chồng chéo, có thể ảnh hưởng đến hệ thống xương, gây giảm khoáng chất của xương và nguy cơ gãy xương do loãng xương cao trong thời thơ ấu. Giảm khoáng chất của xương có thể được quan sát thấy ở tất cả các vị trí của bộ xương ở trẻ em và thanh thiếu niên mắc bệnh, và tới 50% người lớn có tiền sử mắc bệnh cho thấy khối lượng xương giảm. Việc đạt được khoảng 50% khối lượng xương đỉnh xảy ra trong tuổi dậy thì, nhờ vào sự gia tăng độ dày vỏ xương và khoáng hóa xốp. Do đó, khối lượng xương đỉnh  thấp có thể là kết quả của các tình trạng lâm sàng đặc trưng bởi các bất thường về tuổi dậy thì. Trên thực tế, sự chậm dậy thì là một tác nhân gây tổn hại thêm đến sức khỏe xương ở trẻ em mắc viêm khớp tự phát ở trẻ em, cùng với các cytokine gây viêm tăng cao, sử dụng glucocorticoid, ít hoạt động thể chất, thay đổi thành phần cơ thể và suy dinh dưỡng với tình trạng thiếu canxi và vitamin D. Do đó, sự tích tụ khối lượng xương bị ức chế, dẫn đến tình trạng xương giòn trong tương lai và tăng nguy cơ gãy xương. Các nghiên cứu khác nhau đã chứng minh tỷ lệmắc bệnh gãy đốt sống chèn ép hoặc gãy nêm trước là 6–34% ở trẻ em mắc các bệnh viêm mãn tính. 

Loãng xương thứ phát là một bệnh đi kèm quan trọng ở trẻ em mắc các bệnh thấp khớp. Tình trạng viêm thường ảnh hưởng đến hệ thống xương, dẫn đến loãng xương, gãy xương và tăng nguy cơ giảm loạn dưỡng cơ ở tuổi trưởng thành. Trên thực tế, trong viêm khớp mạn tính, các tương tác miễn dịch xương gây ra những thay đổi về xương, dưới dạng xói mòn xương, loãng xương quanh khớp gần khớp bị viêm và suy giảm tích lũy xương toàn thân. Các bệnh viêm khác cũng được đặc trưng bởi đau xương, yếu cơ và hạn chế hoạt động chịu lực, mất tác dụng dinh dưỡng cơ-xương tích cực. Các yếu tố góp phần khác là thiếu hụt dinh dưỡng, kém hấp thu và sử dụng thuốc gây độc cho xương. Hơn nữa, sự phát triển và tăng trưởng tuổi dậy thì có thể bị suy yếu ở trẻ em mắc các bệnh mãn tính, dẫn đến thay đổi cân bằng sụn-xương. Những thay đổi của hệ thống cơ xương thường vẫn tồn tại ngay cả sau khi bệnh tiềm ẩn thuyên giảm, do đó đại diện cho một biến số kết quả thứ cấp quan trọng trong quá trình theo dõi những bệnh nhân này. 

BS. Thu Hà (Thọ Xuân Đường)