A 14-year old girl presents to the emergency department for evaluation of an «infected leg». She states there is no history of trauma but mentions she had a history of sickle cell disease. On physical examination, her upper part of right shin is very painful, red, swollen and hot. Her temperature is 39.2*C. An X-ray shows focal bony lysis and loss of trabecular architecture in the metaphysis of right tibia. Increased activity of which of the following cells is the most likely cause of bone resorption in this patient?

Чому це правильна відповідь

У пацієнтки з серповидно-клітинною анемією розвинувся гострий остеомієліт, в основі якого лежить ішемічний некроз кісткової тканини з подальшою активацією остеокластів, що призводить до фокальної резорбції кістки та характерних рентгенологічних змін — лізису та втрати трабекулярної архітектоніки в метафізі. Серповидно-клітинна мутація гемоглобіну S призводить до полімеризації дезоксигемоглобіну при гіпоксії, дегідратації чи ацидозі, що деформує еритроцити в серповидну форму з втратою еластичності, підвищенням в’язкості крові та оклюзією мікроциркуляторного русла в кістковому мозку та метафізах довгих кісток. Ішемія викликає некроз остеоцитів, кісткового мозку та трабекул, що запускає асептичне запалення з вивільненням прозапальних цитокінів (IL-1, IL-6, TNF-α), які активують остеокласти через RANKL-RANK сигнальний шлях, стимулюючи диференціацію та функцію остеокластів з посиленням резорбції некротизованої кістки. Активація остеокластів призводить до протеолітичного розчинення органічної матриці та демінералізації за рахунок вакуолізації та секреції протонної помпи, катепсину K і кислих гідролаз, що клінічно проявляється інтенсивним болем, локальною гіперемією, набряком, гіпертермією та лихоманкою через бактеріальну суперінфекцію некротизованих ділянок (часто Salmonella чи Staphylococcus). Рентгенологічно на ранніх стадіях видно остеолізис та деструкцію трабекул через остеокластоопосередковану резорбцію, а при прогресуванні — періостальну реакцію та секвестрацію. Наслідками є хронічний остеомієліт, патологічні переломи, порушення росту кісток у дітей через ураження зон росту. Саме активація остеокластів є ключовою ланкою патогенезу кісткової деструкції при серповидно-клітинній хворобі з ішемічним некрозом, що відрізняє від інших клітин, які або гинуть, або не беруть участі в резорбції. Остеокласти забезпечують видалення некротизованої кісткової тканини, але при надмірній активації призводять до патологічного лізису та втрати архітектоніки, роблячи цей варіант єдиним правильним у контексті рентгенологічних змін метафізу.