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Pathogenèse de l'ostéoporose chez l'enfant
Le tissu osseux est un système dynamique dans lequel, tout au long de la vie, les processus de résorption de l’os ancien et de formation de nouvel os se produisent simultanément, ce qui constitue un cycle de remodelage du tissu osseux.
Durant l'enfance, les os subissent un remodelage plus intense, notamment pendant les périodes de croissance vigoureuse. Les processus de croissance et de minéralisation osseuse les plus intenses se produisent pendant la petite enfance, avant la puberté. Pendant la puberté et la postpuberté, le squelette connaît également une croissance significative et la masse osseuse continue de croître.
La croissance intensive avec maturation histologique simultanée crée une position particulière pour l'os de l'enfant, dans laquelle il est très sensible à tout effet indésirable (troubles nutritionnels, régime moteur, tonus musculaire, médicaments, etc.).
Les processus constants de résorption et de formation de nouveau tissu osseux sont régulés par divers facteurs.
Il s'agit notamment de:
- hormones régulatrices du calcium (hormone parathyroïdienne, calcitonine, métabolite actif de la vitamine D3 calcitriol);
- autres hormones (glucocorticoïdes, androgènes surrénaliens, hormones sexuelles, thyroxine, hormone somatotrope, insuline);
- facteurs de croissance (facteurs de croissance analogues à l'insuline - IGF-1, IGF-2, facteur de croissance des fibroblastes, facteur de croissance transformant bêta, facteur de croissance dérivé des plaquettes, facteur de croissance épidermique);
- facteurs locaux produits par les cellules osseuses (interleukines, prostaglandines, facteur d'activation des ostéoclastes).
Des progrès significatifs dans la compréhension des mécanismes de développement de l'ostéoporose ont été réalisés grâce à la découverte de nouveaux ligands du facteur de nécrose tumorale-a (ostéoprotégérine) et de nouveaux récepteurs (récepteurs d'activation du facteur de transcription nucléaire). Ces derniers jouent un rôle clé dans la formation, la différenciation et l'activité des cellules osseuses et pourraient être des médiateurs moléculaires d'autres médiateurs du remodelage osseux.
La perturbation de la production des facteurs énumérés, de leur interaction et de la sensibilité des récepteurs correspondants à ceux-ci conduit au développement de processus pathologiques dans le tissu osseux, dont le plus courant est l'ostéoporose avec fractures ultérieures.
Une diminution de la masse osseuse dans l’ostéoporose se produit en raison d’un déséquilibre dans les processus de remodelage osseux.
Dans ce cas, on distingue 2 caractéristiques pathologiques principales du métabolisme osseux:
- ostéoporose avec une intensité élevée de renouvellement osseux, dans laquelle la résorption accrue n'est pas compensée par un processus normal ou accru de formation osseuse;
- ostéoporose avec faible renouvellement osseux, lorsque le processus de résorption est à un niveau normal ou légèrement élevé, mais qu'il y a une diminution de l'intensité du processus de formation osseuse.
Les deux types d’ostéoporose peuvent se développer dans des situations différentes chez le même patient.
La forme la plus grave d'ostéoporose secondaire chez l'enfant se développe lors d'un traitement par glucocorticoïdes. La durée du traitement, la dose, l'âge de l'enfant, la gravité de la maladie sous-jacente et la présence de facteurs de risque supplémentaires d'ostéoporose sont d'une importance capitale. Il est admis qu'il n'existe pas de dose « sûre » de glucocorticoïdes chez l'enfant quant à son effet sur le tissu osseux.
L'ostéoporose glucocorticoïde est causée par les effets biologiques des hormones naturelles du cortex surrénalien - les glucocorticostéroïdes, qui sont basées sur les interactions moléculaires des glucocorticostéroïdes avec les récepteurs correspondants sur les cellules du tissu osseux.
La principale caractéristique des glucocorticoïdes est leur effet négatif sur les deux processus à la base du remodelage osseux. Ils affaiblissent la formation osseuse et accélèrent la résorption osseuse. La pathogenèse de l'ostéoporose stéroïdienne est multicomposante.
D’une part, les glucocorticoïdes ont un effet inhibiteur direct sur la fonction des ostéoblastes (cellules du tissu osseux responsables de l’ostéogenèse):
- ralentir la maturation des cellules précurseurs des ostéoblastes;
- inhiber l’effet stimulant des ostéoblastes des prostaglandines et des facteurs de croissance;
- renforcer l’effet inhibiteur de l’hormone parathyroïdienne sur les ostéoblastes matures;
- favoriser l'apoptose des ostéoblastes et supprimer la synthèse de la protéine morphogénique osseuse (un facteur important dans l'ostéoblastogenèse).
Tout cela conduit à un ralentissement de la formation osseuse.
En revanche, les glucocorticoïdes ont un effet stimulant indirect sur la résorption osseuse:
- ralentir l’absorption du calcium dans l’intestin en affectant les cellules de la muqueuse;
- réduire la réabsorption du calcium dans les reins;
- entraîner un bilan calcique négatif dans l’organisme et une hypocalcémie transitoire;
- Cela stimule à son tour la sécrétion d’hormone parathyroïdienne et augmente la résorption osseuse.
La perte de calcium est principalement due à la suppression de la synthèse de la vitamine D et de l’expression de ses récepteurs cellulaires.
Le double effet des glucocorticoïdes sur les os entraîne un développement rapide de l'ostéoporose et, par conséquent, un risque accru de fractures au cours des 3 à 6 premiers mois de traitement. La perte osseuse la plus importante (de 3 à 27 % à 30 à 50 %, selon différents auteurs) chez les adultes et les enfants se développe également au cours de la première année de traitement. Bien que la diminution ultérieure de la DMO soit moins prononcée, la dynamique négative persiste tout au long de la prise de glucocorticoïdes. Chez l'enfant, cet effet est aggravé par les caractéristiques osseuses liées à l'âge, car les glucocorticoïdes agissent sur la croissance osseuse. Les lésions osseuses causées par les glucocorticoïdes pendant l'enfance s'accompagnent généralement d'un retard de croissance linéaire.
Lorsque l'ostéoporose se développe, les tissus osseux corticaux et trabéculaires sont tous deux touchés. La colonne vertébrale est composée à près de 90 % de tissu trabéculaire, tandis que dans le fémur, sa teneur ne dépasse pas 20 %. Les différences structurelles entre l'os cortical et l'os trabéculaire résident dans leur degré de minéralisation. L'os cortical est calcifié à 85 % en moyenne, l'os trabéculaire à 17 %.
Les caractéristiques structurelles de l'os déterminent ses différences fonctionnelles. L'os cortical assure des fonctions mécaniques et protectrices, tandis que l'os trabéculaire assure des fonctions métaboliques (homéostasie, maintien d'une concentration constante de calcium et de phosphore, remodelage).
Les processus de remodelage sont plus actifs dans l'os trabéculaire; par conséquent, les signes d'ostéoporose, notamment lors de l'utilisation de glucocorticoïdes, apparaissent plus tôt au niveau des vertèbres et plus tard au niveau du col du fémur. L'amincissement des travées et la perturbation de leur structure sont considérés comme le principal défaut de l'ostéoporose, car un remodelage altéré empêche la formation suffisante de nouveau tissu osseux de qualité, entraînant une perte osseuse.
L'os cortical s'amincit en raison des cavités de résorption, ce qui entraîne une porosité du tissu osseux. La perte osseuse, la porosité et l'apparition de microfractures sont à l'origine de fractures osseuses dès l'enfance et/ou plus tard dans la vie.
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