Od dawna wiadomo, że osteoporoza ma uwarunkowania genetycz­ne, jednak odszukanie właściwych jej genów jest bardzo trudne. Jeżeli uświadomimy sobie, ile różnorodnych procesów fizjologicznych bierze udział w normalnej budowie i modelowaniu tkanki kostnej, od razu sta­nie się jasne, że mamy do czynienia nie z jednym genem osteoporozy, lecz z dużą liczbą genów działających wspólnie lub osobno, w różnych okresach życia człowieka. Prawdopodobnie zaliczymy do nich geny związane z metabolizmem witaminy D, z syntezą i przemianą różnych hormonów (przede wszystkim hormonów płciowych, które pełnią ważną funkcję ochronną kości) i ich receptorów, geny różnych typów kolagenu (podstawowego białka budulcowego kości) oraz jego enzy­mów i wiele innych. Do tej pory odkryto jedynie polimorfizmy, czyli neutralne warianty receptorów witaminy D, jednego z tak zwanych czynników morfogennych kości oraz jednego z insulinopodobnych czynników wzrostowych, które albo zwiększają, albo zmniejszają ryzy­ko zachorowania na osteoporozę. Natomiast polimorfizmy innych ge­nów są związane z reakcją organizmu na leczenie osteoporozy.

Osteoporoza często występuje w rodzinie. Uwarunkowana gene­tycznie drobna budowa ciała sprzyja osteoporozie ze względu na niską masę szczytową kości, którą osiągają szczupłe kobiety.

Osteoporoza jest chorobą polegającą na postępującym ubytku ma­sy kości i dezorganizacji ich budowy. Do pewnego stopnia ubytek ten u ludzi dorosłych jest zjawiskiem fizjologicznym, ponieważ po osiągnię­ciu szczytowej masy kostnej (około trzydziestego roku życia) procesy utraty kości zaczynają przeważać nad procesami ich odbudowywania. Koło pięćdziesiątego roku życia rozpoczyna się, zwłaszcza u kobiet (z powodu istotnych zmian hormonalnych), faza przyspieszonej utraty masy kostnej.

Kobiety stanowią 80% pacjentów z osteoporozą. Według kryteriów Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) 30% kobiet po klimakterium cierpi na osteoporozę. Natomiast według bardziej rygorystycznych kryteriów amerykańskiej National Osteoporosis Foundation, która propaguje jak najwcześniejsze wykrywanie choroby, by ją odpowiednio wcześnie leczyć, do grupy osób chorych na osteoporozę można zali­czyć aż 45% kobiet po klimakterium.

Kość nie jest tkanką martwą. Przez całe życie zachodzą w niej pro­cesy uszkadzania, odnowy i naprawy. Jest to tak zwany obrót kostny (ciągła przebudowa kości). W ciągu życia procesy budowy kości mniej więcej równoważą się z procesami utraty kości. W dzieciństwie i mło­dości przewagę ma budowanie; w ten sposób szkielet rośnie i wzmac­nia się. W wieku około 30 lat człowiek osiąga tzw. szczytową masę kostną, która jest uwarunkowana genetycznie. Budowa i odnowa jed­nak kości nie ustaje – w ciągu roku dochodzi do wymiany 2-10% ma­sy kostnej. U jednych osób obrót kostny jest szybki, u innych powol­niejszy. Po osiągnięciu masy szczytowej roczna utrata masy kości z re­guły wynosi około 1%. W okresie późniejszym, zwłaszcza po czter­dziestym piątym roku życia u kobiet, w obrocie kostnym zaczyna przeważać utrata kości. Wtedy to masa i gęstość kości powoli, ale nie­ustannie, maleją. Na dwa lata przed klimakterium zaczyna się u kobiet przyspieszona faza utraty masy kostnej – wtedy co rok kobieta traci około 2% masy kostnej. Mężczyźni są znacznie mniej podatni na osteoporozę, która występuje u nich później (po siedemdziesiątym roku życia).

Osteoporoza początkowo przebiega bezobjawowo. Tylko czasami pacjentki w okresie klimakterium mogą odczuwać bóle stawów i kości, zwłaszcza bóle stawów biodrowych. Charakterystyczna jest utrata wzrostu, spowodowana mikroskopijnymi złamaniami w kościach krę­gosłupa. U niektórych kobiet dość wcześnie pojawia się łukowate przygięcie odcinka piersiowego kręgosłupa, które później może powo­dować trudności w oddychaniu. Najbardziej dramatycznymi objawami osteoporozy są złamania kości. Najpierw złamaniom ulegają kości przedramienia, a następnie trzony kręgów oraz szyjki kości udowych. Złamania szyjki kości udowych są szczególnie niebezpieczne, ponieważ mogą być przyczyną trwałego, ciężkiego kalectwa i unieruchomienia w łóżku. Powikłania złamania kości udowej to choroby układu krąże­nia, skrzepy krwi oraz zakażenia bakteryjne – zapalenie płuc lub sepsa, które również mogą być śmiertelne.

Osteoporozę rozpoznaje się za pomocą specjalnych prześwietleń kości przedramienia, w czasie których mierzy się gęstość tkanki kost­nej. Leczenie osteoporozy jest skomplikowane i powinno być prowa­dzone pod opieką lekarza specjalisty. W osteoporozie o wiele ważniej­sza od leczenia jest profilaktyka; powinna ona trwać całe życie i obej­mować: przyjmowanie odpowiednich dawek witaminy D oraz wapnia, odpowiednią dietę oraz ruch i ćwiczenia fizyczne. W młodości ćwicze­nia fizyczne pobudzają budowę kości, a w starszym wieku zapobiegają ich nadmiernej stracie.

Zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa występuje w rodzi­nach. U chorych bardzo często znajdujemy jeden z wariantów genów układu zgodności tkankowej HLA, tak zwany gen HLA-B27. Ten wa­riant występuje zaledwie u 6% ludzi rasy białej, lecz wśród chorych na zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa odsetek ten wynosi aż 93%! Jednak gen HLA-B27 nie jest genem zesztywniającego zapalenia stawów kręgosłupa – nie wszyscy ludzie mający ten gen chorują; HLA- -B27 jest jedynie genem podatności. Prawdopodobnie muszą zostać spełnione dodatkowe warunki, aby osoba dziedzicząca ten gen zacho­rowała – nie wiadomo, czy są to inne czynniki genetyczne, czy czynni­ki środowiskowe (jak zakażenia wirusowe lub bakteryjne), albo inne stany zapalne.

Jeżeli w rodzinie występuje ta choroba, to ryzyko zachorowania na zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa osoby z wariantem HLA- -B27 wynosi 1:5 przed czterdziestym rokiem życia; ryzyko zmniejsza się u osób starszych (bo choroba rzadko rozwija się w późniejszym wieku).

Ponieważ geny układu zgodności tkankowej HLA są dziedziczone do­minująco, 50% dzieci osób chorych, mających gen HLA-B27, odziedziczy ten gen od chorego rodzica. Lecz samo odziedziczenie genu nie oznacza, że zachorują one na zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa.

Zesztywniające zapalenie stawów kręgosłupa to przewlekła choro­ba reumatyczna, która atakuje stawy kręgosłupa oraz stawy krzyżowo- -biodrowe. Może także spowodować stany zapalne stawów biodro­wych oraz barkowych. Z reguły przybiera przewlekłą postać z ostrymi atakami i okresami poprawy. Może spowodować kompletne lub pra­wie kompletne usztywnienie kręgosłupa oraz stawów biodrowych i barkowych, powodując ciężkie kalectwo. Ataki choroby bywają bar­dziej lub mniej bolesne. Zesztywniające zapalenie stawów występuje u jednej osoby na sto i trzy razy częściej atakuje mężczyzn niż kobiety. Jest chorobą osób młodych, z reguły rozpoczyna się w wieku od pięt­nastu do trzydziestu lat. Może wystąpić również u dzieci, lecz bardzo rzadko pojawia się u osób po czterdziestce. Inne choroby reumatycz­ne atakujące kręgosłup to choroba Reitera, łuszczycowe zapalenie sta­wów oraz zapalenie stawów związane z przewlekłymi chorobami za­palnymi jelit.

Głównym objawem zesztywniającego zapalenia kręgosłupa jest chroniczny ból kości krzyżowej. Występuje on często rano, po przebu­dzeniu, lecz może także dokuczać w nocy. Charakterystyczny ból sta­wu krzyżowo-biodrowego przejawia się bólem pośladka. Poranna sztywność kręgosłupa może trwać od trzydziestu minut do paru go­dzin. Stany zapalne stawów kręgosłupa prowadzą do postępującego i nieodwracalnego zesztywnienia kręgosłupa, którego następstwem jest ciężkie kalectwo.

W zesztywniającym zapaleniu stawów kręgosłupa stan zapalny obej­muje także tkanki oka oraz tętnic, przede wszystkim aorty. Te powikła­nia mogą doprowadzić do utraty wzroku lub do przewlekłej choroby serca.

Choroba zwyrodnieniowa stawów występuje bardzo często – 20% ludzi w wieku 65 lat ma zmiany w stawach widoczne na zdjęciach rent­genowskich. Częstość zachorowania jest nieco wyższa u kobiet. Cho­roba zwyrodnieniowa stawów dotyka ludzi starszych, występuje z re­guły po czterdziestym piątym roku życia. Może zaatakować jeden lub wiele stawów. Zwykle rozwija się powoli, przez wiele lat. U części chorych objawy są na tyle łagodne, że choroba długo pozostaje niezau­ważona, czasami jednak jej przebieg bywa bardzo bolesny i może szyb­ko spowodować kalectwo.

Choroba zwyrodnieniowa najczęściej dotyczy stawów, które są za­wsze obciążone; do takich należą biodra, kolana oraz stawy stóp i krę­gosłupa. Może też wystąpić w stawach dłoni, przede wszystkim w pal­cach i w kciuku. Gdy proces zapalny stabilizuje się, stawy są o wiele mniej bolesne, lecz mogą ulec kompletnemu i nieodwracalnemu znie­kształceniu. Mimo że objawy zapalne w chorobie zwyrodnieniowej stawów są często nikłe, zalicza się ją do chorób reumatycznych.

Zdrowa chrząstka, która pokrywa kość znajdującą się w stawie, jest gładka, mocna i rozciągliwa. W chorobie zwyrodnieniowej stawów sta­je się nierówna i szorstka. Kość znajdująca się pod chrząstką ulega po­grubieniu i rozrasta się, aby zmniejszyć obciążenie, jakie musi ponosić zniekształcona chrząstka, która pozostała. Stan zapalny powoduje, że staw staje się sztywny, boli w trakcie ruchów, występuje w nim obrzęk. Wraz z rozwojem choroby część chrząstki może się odczepiać od po­wierzchni kości. Końce kości ocierają się wtedy o siebie, więzadła zaś stają się naciągnięte i słabe. Wywołuje to znaczny ból oraz zmiany w kształcie i stabilności stawów.

GENETYCZNE PODŁOŻE CHOROBY ZWYRODNIENIOWEJ STAWÓW

Czynniki genetyczne w procesie powstawania choroby zwyrodnie­niowej stawów są chyba najważniejsze ze wszystkich występujących w chorobach reumatycznych. Badania rodzin, w których jest wielu chorych, badania bliźniąt, jak również badania populacyjne wykazały, że jej dziedziczność wynosi ponad 50%. To znaczy, że w powstawaniu choroby ponad 50% wpływu mają czynniki genetyczne. Odkryto tak­że wiele polimorfizmów różnych genów, między innymi genów recep­tora witaminy D oraz niektórych typów kolagenu, które także mogą mieć wpływ na rozwój choroby zwyrodnieniowej.

NIEGENETYCZNE PODŁOŻE CHOROBY ZWYRODNIENIOWEJ STAWÓW

Chroniczne nadmierne obciążenie stawów, na przykład takie, jakie występuje u osób z otyłością, podwyższa ryzyko rozwoju choroby w stawach kolanowych i biodrach. Długotrwałe nadmierne obciążenie stawów występujące u sportowców w niektórych dyscyplinach (staw barkowy lub łokciowy u tenisistów, stawy kolanowe u maratończy­ków) lub u baletnic (przede wszystkim stawy kolanowe i stawy stóp) także może przyczynić się do rozwoju choroby zwyrodnieniowej. Nie- wyleczony uraz stawu zwiększa ryzyko zachorowania na tę chorobę. Inne choroby reumatyczne powodujące zniszczenie chrząstki stawo­wej również mogą doprowadzić do choroby zwyrodnieniowej sta­wów.

Krewnych pierwszego stopnia osób chorych na toczeń dotyka zde­cydowanie większe ryzyko zachorowania na tę chorobę. Ogólne ryzy­ko zachorowania na toczeń wynosi dla kobiet jeden do tysiąca, czyli 0,1%, u krewnych pierwszego stopnia – 3%. Różne badania wykazały, że bliźnięta jednojajowe (oboje) chorują na toczeń w 25% do prawie 70% przypadków.

Odkryto także warianty genów układu zgodności tkankowej HLA, które wiążą się” z ostrzejszą i cięższą formą tocznia w niektórych gru­pach etnicznych. Ludzie pochodzenia hiszpańskiego i Meksykanie wy­kazują wyższy odsetek powikłań dotyczących nerek i serca, u ludzi ra­sy białej występuje wyższy odsetek anemii oraz niszczenia płytek krwi. Co najmniej sto różnych genów przyczynia się do powstawania tocz­nia oraz jego różnych powikłań.

Toczeń rumieniowaty układowy jest bardzo poważną chorobą reu­matyczną. Najczęściej chorują na nią kobiety: na każdego chorego męż­czyznę przypada dziewięć chorych kobiet. W USA na toczeń cierpi jed­na na siedemset młodych kobiet rasy białej; kobiety pochodzenia afry­kańskiego chorują prawie trzy razy częściej. Na toczeń chorują także dzieci, choć o wiele rzadziej; przed okresem dojrzewania przewaga dziewcząt jest mniejsza. Toczeń występuje na całym świecie, lecz czę­stość jego występowania jest różna; o wiele rzadziej dotyka kobiety po­chodzenia azjatyckiego, równie rzadko bywa diagnozowany w Islandii i Szwecji.

Choroba zazwyczaj zaczyna się powoli. Pojawiają się zmiany na skó­rze oraz objawy spowodowane zajęciem specyficznych narządów – stawów, skóry, nerek, mózgu, serca, płuc, jelit. U ponad połowy cho­rych na policzkach i grzbiecie nosa pojawia się typowa wysypka w kształcie motyla. Występuje stała lub przerywana gorączka, utrata wagi i apetytu, bóle mięśni, anemia. Toczeń może przyjąć bardzo ostrą formę i mieć skutek śmiertelny.

Rozregulowany system immunologiczny w toczniu produkuje prze­ciwciała skierowane przeciwko jądrom komórkowym i innym częściom składowym własnych komórek. Antyciała te osadzają się w tkance łącz­nej danych narządów i powodują mobilizację innych części układu od­pornościowego, które podejmują zmasowany atak, a w jego wyniku na­rząd zostaje uszkodzony. Przyczyny rozregulowania układu odporno­ściowego nie są znane; być może są to infekcje (bakteryjne albo wiru­sowe), hormony (zwłaszcza estrogeny) lub promieniowanie słoneczne. Istnieje parę ważnych grup genów, które mogą przyczyniać się do roz­woju tocznia. Należą do nich geny układu zgodności tkankowej HLA, geny cytokinin, czyli komunikatorów między różnymi częściami układu odporności, oraz geny dopełniacza, czyli części układu odporności od­powiedzialnej za usuwanie zużytych przeciwciał z tkanek.

U krewnych pierwszego stopnia osób chorych na reumatoidalne za­palenie stawów ryzyko zachorowania wynosi 2-3%. Jeżeli choruje jed­no z bliźniąt jednojajowych, to prawdopodobieństwo, że drugie także zachoruje, wynosi 15-20%. Badania w rodzinach z wieloma przypad­kami reumatoidalnego zapalenia stawów wykazały, że predyspozycja do rozwoju tej choroby zależy od czynników genetycznych związanych z układem zgodności tkankowej HLA (patrz wyżej) oraz od jeszcze nie rozpoznanych czynników środowiskowych, być może zakaźnych. Je­den z podtypów reumatoidalnego zapalenia stawów wiąże się z genem zgodności tkankowej HLA-DR4 we wszystkich grupach etnicznych. Ponieważ geny układu zgodności tkankowej HLA są dziedziczone dominująco, w niektórych rodzinach predyspozycja do rozwoju tej cho­roby będzie także dziedziczona dominująco. Lecz nie każda osoba, która dziedziczy dany predysponujący wariant genu HLA, zachoruje na reumatoidalne zapalenie stawów.

Prawdopodobieństwo zachorowania rozkłada się różnie dla róż­nych grup etnicznych. Reumatoidalne zapalenie stawów występuje częściej w niektórych grupach Indian amerykańskich – może wśród nich chorować aż 6% ludności. Natomiast ludność pochodzenia afry­kańskiego z wysp Morza Karaibskiego jest niemal wolna od ryzyka za­chorowania.

Jest to jedna z najczęściej występujących chorób reumatycznych, choruje na nią 1-2% ludzi, przede wszystkim w wieku od czterdziestu do sześćdziesięciu lat. Na reumatoidalne zapalenie stawów częściej za­padają kobiety – na każdego chorego mężczyznę przypada pięć kobiet; w wieku powyżej pięćdziesięciu lat około 5% kobiet cierpi na tę cho­robę. Na reumatoidalne zapalenie stawów chorują także dzieci i ludzie młodzi, wówczas w początkowym stadium choroby może ona atako­wać inne stawy niż u osób dorosłych (w dzieciństwie są to najczęściej stawy kręgosłupa lub stawy biodrowe i barkowe); występują także różnice w profilu immunologicznym, czyli w sposobie deregulacji sys­temu odpornościowego.

Choroba ta przebiega zwykle w okresach zaostrzeń i poprawy. Pierwszymi sygnałami jej wystąpienia są zmęczenie, bóle mięśni i sta­wów, stany podgorączkowe. Przewlekły stan zapalny błony wypełnia­jącej wewnętrzną część stawu (tak zwanej błony maziowej) doprowa­dza do zniszczenia stawów. W początkowym stadium choroba obej­muje stawy nadgarstkowe i drobne stawy rąk i nóg. Pojawia się poran­na sztywność stawów i mięśni, która utrzymuje się ponad godzinę po przebudzeniu. Stawy są obrzmiałe, spuchnięte oraz zaczerwienione. Proces zapalny może też dotyczyć stawów biodrowych, powodując bóle podczas chodzenia, bóle w pachwinie, krzyżu i pośladkach. Cho­roba może także spowodować stany zapalne łokci, stawów kolano­wych oraz stawów kręgosłupa. Do bardzo ważnych powikłań reuma­toidalnego zapalenia stawów należą tak zwane guzki reumatoidalne, które występują najczęściej w tkance podskórnej, lecz mogą też poja­wić się w narządach wewnętrznych (w płucach, nerkach, sercu). Te wewnętrzne powikłania są często poważniejsze oraz trudniejsze w le­czeniu niż procesy chorobowe stawów.