NHẮC LẠI MÔ HỌC
Bộ xương của người gồm 206 cái, khác nhau về hình dạng và kích thước nhưng có thể gộp thành 2 loại chính: Xương ống và xương dẹt. Xương dẹt (xương sọ, xương ức, xương chậu) được hình thành trực tiếp từ trung mô theo kiểu cốt hóa màng (intramembranous ossification). Xương ống được tạo ra qua trung gian của mô sụn, nhờ vào hoạt động của các trung tâm cốt hóa nguyên phát và thứ phát tương ứng tại phần thân và phần đầu của mô hình sụn, sau đó tiếp tục gia tăng kích thước nhờ vào hoạt động của đĩa sụn tiếp hợp, đây là kiểu cốt hóa trong sụn (endochondral ossification). Về mặt giải phẫu học, xương ống được phân thành các 3 vùng khác nhau tùy theo tương quan với đĩa sụn tiếp hợp (epiphyseal plate): Đầu xương, thân xương và hành xương. (Hình 1A)
Trên đại thể, mọi loại xương đều được tạo bởi 2 loại mô xương: Mô xương đặc ở bên ngoài và mô xương xốp ở trong; giữa các bè xương xốp là các hốc chứa tủy xương và mỡ.
Hình 1: Các phần giải phẫu học của một xương ống (1A), mô xương đặc, xương xốp và tuỷ xương
Trên vi thể, đơn vị cấu tạo căn bản của xương đặc và xương xốp là các lá xương (lamellae) xếp song song với nhau (Hình 2A, 2B). Ở xương đặc, các lá xương này xếp đồng tâm tạo thành các hệ thống Havers, chạy song song với trục của xương ống.
Lá xương được tạo bởi tế bào xương, vùi trong chất nền xương đã được khoáng hóa. Chất nền xương (bone matrix) khi chưa được khoáng hóa thì được gọi là chất dạng xương (osteoid), cấu tạo chủ yếu bởi các sợi collagen týp I, và có thêm một số protein khác cần thiết cho quá trình khoáng hóa như osteocalcin, osteonectin. Khi đã được khoáng hóa thì thành phần khoáng chất sẽ chiếm 65% khối lượng chất nền xương, chủ yếu là các tinh thể hydroxyapatit calci (Ca10(PO4)6(OH)2) và một lượng nhỏ phosphat calci.
Hình 2: Các lá xương xếp đồng tâm tạo thành hệ Havers của xương đặc (A); các lá xương sếp song song trong các bè xương xốp, ngăn ra các hốc chứa tế bào của tuỷ tạo huyết và mỡ (B); các tạo cốt bào đang hoạt động tạo xương (C); các huỷ cốt bào đang hủy xương (D)
Tế bào xương gồm 4 loại sau:
Tiền tạo cốt bào (osteoprogenitor cells): Là các tế bào trung mô nằm gần bè xương, có khả năng biệt hóa thành các tạo cố bào.
Tạo cốt bào (osteoblast): Là tế bào tạo xương,có khả năng tổng hợp ra chất nền xương.
Cốt bào (osteocytes): Nằm trong các hốc của lá xương, không còn hoạt động tạo xương nhưng giữ vài trò quan trọng trong việc điều hòa hàm lượng calci và phosphor huyết tương.
Hủy cốt bào (osteoclast): Là tế bào đa nhân (6 - 12 nhân), xuất nguồn từ tế bào gốc thuộc dòng mônô bào - bạch cầu hạt của tủy tạo huyết, có khả năng sản xuất các enzym tiêu hủy chất nền xương. (Hình 2C, 2D).
Hoạt động của tạo cốt bào và hủy cốt bào luôn được phối hợp nhịp nhàng với nhau: Trong giai đoạn xương tăng trưởng, hoạt động tạo xương chiếm ưu thế hơn hoạt động hủy xương; khi cơ thể đã đến tuổi trưởng thành, bộ xương đã tăng trưởng đến cực đại thì 2 hoạt động trên được giữ cho cân bằng, đảm bảo xương luôn được tu sửa và đổi mới hàng năm từ 5 - 10% khối lượng; từ sau 35 tuổi, khối lượng xương bắt đầu giảm dần do hoạt động hủy xương chiếm ưu thế hơn.
Hoạt động của tạo cốt bào và hủy cốt bào chịu tác động của nhiều yếu tố khác nhau:
Hormôn tuyến cận giáp (parathyroid hormon, PTH) kích thích hủy cốt bào tái hấp thu xương, làm tăng hàm lượng calci huyết.
Vitamin D làm tăng hấp thu calci và phospho tại ruột, thúc đẩy sự khoáng hoá chất dạng xương.
Calcitonin do tế bào cận nang tuyến giáp tiết ra, tác động ngược với PTH, làm ức chế hoạt động của hủy cốt bào.
Trong cơ thể, bộ xương đảm nhiệm các chức năng:
Tạo khung bảo vệ cho não bộ, tủy sống và các cơ quan trong lồng ngực như tim và phổi.
Làm giá đỡ cho các cơ bám vào để thực hiện các cử động của cơ thể.
Chứa tủy xương tạo máu.
Là nơi dự trữ chính calci của cơ thể và một số ion khác như phosphát, natri và magnê.
BỆNH XƯƠNG CHUYỂN HÓA (METABOLIC BONE DISEASES)
Là các bệnh rối loạn chuyển hoá có thể gây ra các tổn thương thứ phát ở xương, bao gồm tình trạng giảm khối lượng xương (do mất cân bằng giữa hoạt động tạo xương và hủy xương) và / hoặc tình trạng giảm khoáng hoá xương. Sau đây là một số bệnh xương chuyển hoá tương đối thường gặp:
Bệnh mềm xương và bệnh còi xương (Osteomalacia & Rickets):
Là bệnh xương chuyển hóa được đặc trưng bởi tình trạng khoáng hóa không đầy đủ chất dạng xương. Bệnh xảy ra ở người lớn được gọi là bệnh mềm xương, xương không được khoáng hóa đầy đủ nên dễ gãy. Bệnh xảy ra ở trẻ em được gọi là bệnh còi xương, vì xương còn đang tăng trưởng, sụn tiếp hợp chưa đóng nên bộ xương dễ bị biến dạng.
Nguyên nhân và cơ chế bệnh sinh:
Nguyên nhân gây bệnh thường gặp nhất của bệnh mềm xương và còi xương là tình trạng thiếu hụt vitamin D hoặc rối loạn chuyển hóa vitamin D.
Vitamin D cần thiết cho cơ thể có sẵn trong thức ăn và được hấp thu tại ruột; hoặc được tổng hợp mới từ 7 - dehydrocholesterol tại da, dưới tác động của tia cực tím có trong ánh sáng mặt trời. Vitamin D này vẫn còn ở dạng chưa hoạt động (cholecalciferol), sẽ được hydroxyl hóa tại gan thành 25 - hydroxycholecalciferol và sau đó lại được hydroxyl hóa lân thứ hai tại thận dưới tác động của hormôn PTH của tuyến cận giáp để trở thành dạng hoạt động (1,25 - dihydroxy - cholecalciferol).
Chức năng chính của vitamin D là duy trì sự ổn định hàm lượng calci và phospho trong máu, điều kiện cần thiết cho hoạt động khoáng hóa tại xương, thông qua các tác động tại ruột, xương và thận.
Tại ruột: Kích thích sự hấp thu calci và phospho.
Tại xương: Phối hợp với PTH của tuyến cận giáp, điều hòa hoạt động của hủy cốt bào và kích thích tạo cốt bào hoạt động gây khoáng hóa chất dạng xương.
Hình 3: Chuyển hoá vitamin D
Tại thận: Kích thích sự tái hấp thu calci tại ống thận xa.
Như vậy tình trạng thiếu hụt vitamin D sẽ xảy ra khi nguồn thực phẩm không cung cấp đủ vitamin D, thiếu tiếp xúc với ánh nắng, kém hấp thu tại ruột do các bệnh lý đường tiêu hóa và gan mật (ví dụ: Bệnh celiac, bệnh Crohn, bệnh lý tắc nghẽn đường mật,...), khi có các rối loạn chuyển hóa vitamin D bẩm sinh hoặc mắc phải (thí dụ thiếu hụt bẩm sinh các enzym cần thiết cho quá trình hydroxyl hóa vitamin D tại gan và thận). Sự thiếu hụt vitamin D làm cho xương không được khoáng hóa đầy đủ, trở nên mềm, dễ gãy và có thể bị biến dạng nếu xương còn đang trong giai đoạn tăng trưởng. (Hình 3)
Hình thái tổn thương:
Trong bệnh mềm xương ở người lớn, chất dạng xương do tạo cốt bào sản xuất không được khoáng hóa đầy đủ nên ứ lại. Mặc dù xương không bị biến dạng nhưng trở nên yếu và dễ gãy. Trên vi thể, các bè xương được phủ bởi một lớp chất dạng xương dày hơn bình thường gấp hàng chục lần (bình thường không dày quá 12 mcm), có thể quan sát dễ dàng khi nhuộm đặc biệt. (Hình 4)
Trong bệnh còi xương ở trẻ em, tổn thương tập trung tại đĩa sụn tiếp hợp. Tại đây, do sụn không được khoáng hóa đầy đủ nên các hủy cốt bào không tiêu hủy được.
Hình 4: Trong bệnh mềm xương, các bè xương (màu đen) được phủ bởi một lớp dầy chất dạng xương màu đỏ (PP nhuộm von Kassa) trình cốt hóa trong sụn bị đình trệ. Đĩa sụn tiếp hợp phình to do sụn vẫn tiếp tục tăng sinh trong khi xương lại mềm đi vì không được khoáng hóa, kết quả bộ xương của trẻ dễ bị các biến dạng như: hộp sọ dẹt vùng chẩm và nhô vùng trán, lồng ngực chim bồ câu, chuỗi hạt sườn, lưng gù, chân ngắn và cong vòng… Trên vi thể, cấu trúc của đĩa sụn tiếp hợp bị rối loạn với các tế bào sụn phình to, sắp xếp lộn xộn. (Hình 5)
Hình 5: Trẻ còi xương có chân cong vòng (A); Đĩa sụn tiếp hợp phình to và cấu trúc bị rối loạn (B), so sánh với đĩa sụn tiếp hợp bình thường (C).
Liên hệ lâm sàng:
Tùy theo mức độ tiến triển của bệnh mềm xương, bệnh nhân có thể chỉ thấy đau nhẹ trong xương, hoặc đến mức bị tàn phế vì gãy xương (cổ xương đùi, xương sườn, xương đốt sống). Ở trẻ em mắc bệnh còi xương, các biến dạng xương có thể tăng lên khi trẻ đi lại, làm tăng các lực tác động lên bộ xương. Khi bệnh mềm xương và bệnh còi xương chưa có biến chứng, điều trị dễ dàng bằng vitamin D và calci.
Xem tiếp: Giải phẫu bệnh học: Bệnh lý xương (P2)
Bệnh viện Nguyễn Tri Phương - Đa khoa Hạng I Thành phố Hồ Chí Minh
