Mật độ xương (MĐX) là mật độ chất khoáng trong mô xương tính trên một đơn vị diện tích (cm2) hoặc thể tích (cm3).
1.2.3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến mật độ xương
- Di truyền: Khối lượng xương ở những cặp sinh đôi cùng trứng giống nhau nhiều hơn những cặp sinh đôi khác trứng.
- Tuổi: Tuổi càng cao, MĐX càng giảm, hiện tượng mất xương theo tuổi đã được nhiều tác giả nghiên cứu chứng minh là do chức năng của của tạo cốt bào suy giảm, giảm hấp thu calci ở ruột và sự giảm tái hấp thu calci ở ống thận. - Dinh dưỡng: Chế độ ăn không đầy đủ calci sẽ ảnh hưởng đến sự đạt đỉnh khối lượng xương và sự mất xương sau này. Sử dụng thường xuyên những sản phẩm của sữa làm giảm tỷ lệ gãy xương. Chế độ ăn có nhiều phospho mà hàm lượng calci thấp không tương xứng cũng sẽ đưa đến giảm MĐX. Chế độ ăn thiếu protein đưa đến giảm khối lượng xương, ngược lại, nếu cung cấp quá nhiều protein cũng dẫn đến mất chất xương, do làm tăng mức lọc cầu thận, dẫn đến giảm tái hấp thu calci ở ống thận.
- Vận động: Cần thiết để duy trì mô xương. Sự giảm vận động ở người lớn tuổi cũng là yếu tố nguy cơ dẫn đến sự mất xương. Sự vận động của các cơ kích thích sự tạo xương và tăng khối lượng xương. Ngược lại, sự giảm vận động dẫn tới mất xương nhanh.
- Cân nặng: Trọng lượng cơ thể cũng ảnh hưởng tới MĐX. Năm 1986, viện quốc gia về sức khoẻ của Đan Mạch đã thông báo rằng trọng lượng cơ thể thấp là một yếu tố nguy cơ đối với sự phát triển của loãng xương.
- Chiều cao: Nhiều nghiên cứu thấy rằng chiều cao có ảnh hưởng đến MĐX. những người có chiều cao thấp có nguy cơ đối với sự giảm MĐX.
- Nội tiết: Nội tiết tố có ảnh hưởng trên quá trình phát triển của khối xương, đặc biệt ở giai đoạn cơ thể đang phát triển đến lúc trưởng thành đạt
đến đỉnh cao của khối xương. Estrogen và testosterone là hai hormone đóng vai trò quan trọng trong giai đoạn tạo xương.
+ Tác động của estrogen đến xương là qua thụ thể estrogen (Estrogen receptor - ER) [75]. Ảnh hưởng của estrogen đến quá trình tái mô hình là làm giảm lượng tế bào và hoạt động của tế bào hủy xương. Ước tính khoảng 25% xương xốp và 15% xương đặc bị mất là do suy giảm/thiếu estrogen. Estrogen tác động đến các tế bào tạo xương và tế bào hủy xương để ức chế sự phân hủy xương trong mọi giai đoạn trong quá trình tái mô hình xương. Nghiên cứu của Nguyễn Thị Hoài Châu tiến hành trên 305 phụ nữ gồm 161 phụ nữ đã mãn kinh và 144 phụ nữ chưa mãn kinh được đo MĐX và khảo sát các yếu tố liên quan đến bệnh loãng xương. Kết quả cho thấy tỉ lệ loãng xương và thiếu xương ở nhóm phụ nữ mãn kinh cao hơn rõ rệt so với nhóm phụ nữ chưa mãn kinh [76].
+ Testosterone kích thích sự tăng trưởng của cơ, và tác động tích cực đến quá trình tạo xương. Testosterone còn sản sinh ra estrogen trong quá trình tác động đến cơ và xương. Hiện nay, các chuyên gia đều đồng ý rằng testosterone chẳng những đóng vai trò quan trọng trong sức khỏe xương ở nam giới mà còn ở nữ giới. Ngược lại, estrogen cũng có vai trò tăng trưởng MĐX ở nam giới [75].
+ Các hormone điều tiết calci: Hormone cận giáp, calcitriol, và calcitonin là những hormone kiểm soát calci, đóng vai trò duy trì sức khỏe của xương.
- Vitamin D tác động lên chuyển hóa calci-phospho kích thích hủy xương và ảnh hưởng trên sự hoạt động của tạo cốt bào.
- Vitamin C cần thiết để xây dựng sợi collagen, thiếu vitamin C sự tạo chất tiền xương bị cản trở đến mức có thể loãng xương.
- Ảnh hưởng tuần hoàn: Sau các chấn thương, người ta thấy có loãng xương.
- Chất khoáng: Thức ăn thiếu calci gây nên loãng xương do tăng hủy xương vì cường cận giáp thứ phát.
- Thiếu phospho vì thiếu vitamin D hoặc nguyên nhân khác cản trở sự vô cơ hóa của chất tiền xương, cũng có thể sinh ra còi xương hoặc nhuyễn xương. Trong một vài điều kiện đặc biệt, thiếu phospho gây loãng xương do tăng hủy xương và giảm tạo xương.
- Phosphatse kiềm là cần thiết cho sự vô cơ hóa các sụn và mô xương. - Các cytokin:những cytokin sau đây được xem là đóng vai trò quan trọng trong cơ chế estrogen - xương:
+ TRANCE/RANKL/OPGL: Thuật ngữ này đề cập đến một cytokin có tên là TRANCE (tumor necrosis factor-related activation-induced cytokin), receptor activator of NFkB ligand (RANKL), hoặc osteoprotegerin ligand (OPGL).
+ Macrophase colony stimuating factor (M-CSF)
+ Granulocyte/monocyte-colony stimulating factor (GM-CSF) + Interleukin 1 (IL-1)
+ Interleukin 6 (IL-6)
1.2.3.2. Các phương pháp đo mật độ xương
* Phương pháp đo hấp phụ tia X năng lượng kép (DEXA)
Phương pháp này hiện được sử dụng rộng rãi trong lâm sàng do được WHO đánh giá là tốt và có độ chính xác cao, lượng tia X vào cơ thể thấp hơn so với các phương pháp khác, kinh phí xét nghiệm hợp lý.
- Nguyên lý phương pháp DEXA:
Khi tia X đi qua mô, cường độ chùm tia sẽ bị giảm đi ít nhiều do các hiện tượng hấp thu điện từ, tán xạ Compton hoặc tán xạ Rayleigh. Sự sụt giảm năng lượng này phụ thuộc vào bản chất của mô và độ dày của mô tia X đi qua, biểu diễn bằng công thức:
Nếu mô đồng nhất thì chỉ cấu tạo từ một thành phần máy sẽ dễ dàng tính toán ra được mật độ khối lượng trên một đơn vị diện tích của mô. Tuy nhiên, cơ thể người lại gồm nhiều thành phần khác nhau. Do đó người ta sử dụng mô hình giả định rằng cơ thể gồm 2 thành phần là xương và mô mềm, và mô mềm thì lại gồm 2 thành phần là là khoang mỡ và khoang không chứa mỡ. Như vậy nếu có 2 chùm tia ở 2 mức năng lượng khác nhau thì máy sẽ tính toán được mật độ diện tích của mỗi thành phần trong đó [77].
Nguyên tắc của phương pháp DEXA là máy sẽ phát ra chùm tia X ở một mức năng lượng cao và một mức năng lượng thấp, sau đó máy sẽ đọc độ suy giảm năng lượng của 2 chùm tia này sau khi đi qua mô, và sử dụng các thuật toán để tính toán ra được MĐX của mô. Các hãng sản xuất máy đưa ra 2 phương pháp, một là bóng đèn phát tia X có thể phát ra lần lượt 2 chùm tia mức năng lượng cao và thấp cách nhau một khoảng thời gian cực ngắn, hai là sử dụng một màng lọc để chia chùm tia ban đầu làm 2 chùm tia có 2 mức năng lượng cao và thấp [78]. Tùy theo số lượng đầu thu tín hiệu chùm tia gamma mà người ta phân làm 2 loại chùm tia là dạng hình bút chì và dạng hình quạt. Các máy sử dụng chùm tia dạng bút chì ghi hình trong thời gian lâu hơn và hình ảnh không sắc nét bằng dạng hình quạt, do số lượng đầu thu tín hiệu ít hơn. Các loại máy DEXA hiện nay đều sử dụng chùm tia hình quạt [78].
- Các vị trí khảo sát
Thông thường nên đo MĐX tại 2 vị trí là cột sống thắt lưng (CSTL) tư thế trước sau và xương vùng hông (bao gồm cổ xương đùi - CXĐ) bên không thuận ở tất cả mọi bệnh nhân. Tại CSTL vị trí khảo sát từ L1 đến L4 ở tư thế trước sau, nếu đốt sống nào có bất thường về cấu trúc hoặc bị ảnh giả thì loại ra không phân tích, nhưng tối thiểu phải còn hai đốt sống. Tại xương đùi, chỉ có hai vùng khảo sát được công nhận trong chẩn đoán loãng xương là CXĐ và toàn bộ xương đùi, người ta sẽ sử dụng chỉ số T thấp nhất trong hai vùng khảo sát này để chẩn đoán loãng xương. Có thể đo ở xương đùi cả hai bên.
Kết quả: Máy tính sẽ tự động cho ta biết các chỉ số sau: T-Score (Là giá trị so sánh MĐX của người bệnh với MĐX của người trẻ, cùng giới, cùng chủng tộc) và Z-Score (Là giá trị so sánh MĐX của người bệnh với MĐX của người cùng tuổi, cùng giới, cùng chủng tộc). Theo WHO, tiêu chuẩn chẩn đoán loãng xương là chỉ số T-Score từ -2,5 trở xuống ở vị trí CXĐ [79].
* Đo mật độ xương bằng phương pháp siêu âm định lượng (QUS - Quantitative Ultrasounds)
Bên cạnh việc xác định MĐX bằng phương pháp DEXA, hiện nay còn áp dụng phương pháp đo MĐX bằng siêu âm. Do đo MĐX ở vị trí ngoại vi (gót chân), kỹ thuật này không nhạy bằng DEXA vì kết quả đo ở gót chân vẫn có thể bình thường trong khi các vị trí trung tâm như háng và cột sống đã bất thường một cách đáng kể. Thay đổi MĐX ở gót chân chậm hơn so với háng và cột sống do vậy, đo MĐX bằng siêu âm không được sử dụng để theo dõi đáp ứng điều trị.
* Chụp cắt lớp vi tính định lượng độ phân giải cao (High Resolution Quantitative Computed Tomography - HRQTC)
Chụp cắt lớp vi tính định lượng độ phân giải cao cho biết mật độ chất khoáng thực sự (g/cm3), có khả năng phân biệt xương vỏ và xương xốp, đặc biệt là đánh giá được diện tích các lỗ hổng trong xương vỏ, có giá trị tiên lượng gãy xương, tuy nhiên giá thành còn rất cao và chưa phổ biến trong thực hành lâm sàng [80].