ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ EΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΡΕΥΝΑΣ ΠΑΘΗΣΕΩΝ ΜΥΟΣΚΕΛΕΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ «Θ.ΓΑΡΟΦΑΛΙΔΗΣ»

ΕΘΝΙΚΟ ΚΑΙ ΚΑΠΟΔΙΣΤΡΙΑΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ «ΜΕΤΑΒΟΛΙΚΑ ΝΟΣΗΜΑΤΑ ΤΩΝ ΟΣΤΩΝ» ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟΣ ΥΠΕΥΘΥΝΟΣ : ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Π. ΛΥΡΙΤΗΣ EΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΡΕΥΝΑΣ ΠΑΘΗΣΕΩΝ ΜΥΟΣΚΕΛΕΤΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ «Θ.ΓΑΡΟΦΑΛΙΔΗΣ» ΔΙΕΥΘΥΝΤΡΙΑ : ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ Ι. ΔΟΝΤΑ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΤΟΥ ΙΑΤΡΟΥ ΜΑΡΚΟΠΟΥΛΟΥ ΧΡΗΣΤΟΥ «ΥΠΟΦΩΣΦΑΤΑΣΙΑ» ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: Καθηγητής Γ. Π. Λυρίτης ΑΘΗΝΑ 2014

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΙΑΤΡΟΥ ΧΡΗΣΤΟΥ ΑΛ. ΜΑΡΚΟΠΟΥΛΟΥ Ειδ. Ορθοπαιδικού Χειρουργού Με θέμα: ΥΠΟΦΩΣΦΑΤΑΣΙΑ II

Στη γυναίκα µου, Αποστολία και στην κόρη μου, Αλεξάνδρα µε αγάπη και εκτίµηση για την στήριξη στις προσπάθειές µου. III

Βιογραφικό σημείωμα ΓΕΝΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΕΠΩΝΥΜΟ: ΟΝΟΜΑ: ΟΝΟΜΑ ΠΑΤΡΟΣ: ΟΝΟΜΑ ΜΗΤΡΟΣ: ΤΟΠΟΣ ΓΕΝΝΗΣΗΣ: ΜΑΡΚΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ ΣΤΑΥΡΟΥΛΑ ΑΘΗΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΓΕΝΝΗΣΗΣ: 11/02/1976 ΟΙΚΟΓΕΝΕΙΑΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ: ΕΓΓΑΜΟΣ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ: Ν. ΞΥΛΟΥΡΗ 28-30 ΛΥΚΟΒΡΥΣΗ ΑΤΤΙΚΗΣ ΔΙΕΥ/ΝΣΗ ΑΛΛΗΛΟΓΡΑΦΙΑΣ Ν. ΞΥΛΟΥΡΗ 28-30 ΑΤΤΙΚΗΣ ΛΥΚΟΒΡΥΣΗ Τ.Κ 14123 ΤΗΛΕΦΩΝΟ: 2117058493 ΚΙΝΗΤΟ: 6937325498 FAX: 2117058493 E-mail: markopouloschristos@hotmail.com IV

ΣΠΟΥΔΕΣ 12/2011 : Υποψήφιος Διδάκτωρ Πανεπιστηµίου Αθηνών µε θέµα διδακτορικής διατριβής: «ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΚΦΡΑΣΗΣ mirna's ΣΕ ΙΣΤΟΤΕΜΑΧΙΑ ΑΡΘΡΙΚΟΥ ΧΟΝΔΡΟΥ ΑΣΘΕΝΩΝ ΠΟΥ ΠΑΣΧΟΥΝ ΑΠΟ ΕΚΦΥΛΙΣΤΙΚΗ ΟΣΤΕΟΑΡΘΡΙΤΙΔΑ» 10/2011: Έναρξη µαθηµάτων για λήψη µεταπτυχιακού τίτλου σπουδών (Master of Science, MSc) µε θέµα: «Μεταβολικά Νοσήµατα των Οστών» 02/2004: Αποφοίτηση από την Ιατρική και Χειρουργική Σχολή Πανεπιστημίου του Ανατολικού Πιεμόντε, Νοβάρα,Ιταλία. Αποφοίτηση με βαθμό: 7.1/10 06/1993: Απολυτήριο Λυκείου (4 ο Λύκειο Καλαμάτας) Βαθμός: 18 και 7/10 ΑΛΛΕΣ ΣΠΟΥΔΕΣ: Ξένες γλώσσες: 1. Ιταλικά, άπταιστη χρήση γραπτού και προφορικού λόγου. 2. Αγγλικά, άπταιστη χρήση γραπτού και προφορικού λόγου. V

ΠΡΟΫΠΗΡΕΣΙΑ: 21/06/2010 Σήμερα: Ειδικευόμενος στην Α πανεπιστημιακή Ορθοπαιδική κλινική του Νοσοκομείου Αττικόν (Διευθυντής: Καθηγητής κ. Π.Ι. Παπαγγελόπουλος ) 11/06/2009 20/06/2010: Ειδικευόμενος στην Ορθοπαιδική κλινική του Νοσοκομείου Ρεθύμνου (Διευθυντής: κ. Δ. Μιχαηλίδης). 18/12/2007 08/04/2009: Ειδικευόμενος στη Χειρουργική κλινική του Νοσοκομείου Λευκάδας (Διευθυντής: κ. Αθ. Ζαβερδινός). 05/08/2006 10/12/2007: 17 μήνες υπηρεσία υπαίθρου (άγονο αγροτικό) στο Π.Π.Ι. Φολεγάνδρου του Κ.Υ. Θήρας. 05/05/2006 04/08/2006: Τρίμηνη υποχρεωτική εκπαίδευση και εφημερίες (στα πλαίσια της υποχρεωτικής υπηρεσίας υπαίθρου) σε τακτικά παθολογικά, χειρουργικά και καρδιολογικά εξωτερικά ιατρεία του Γ.Ν. Σύρου 09/05/2005 09/02/2006: Εκπλήρωση στρατιωτικών υποχρεώσεων με την ειδικότητα : Ιατρός άνευ ειδικότητας. VI

ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ ΕΡΓΟ ΣΥΓΓΡΑΦΙΚΟ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΟ ΕΡΓΟ 1. Νόσος Gaucher Ε. Μιμίδης, Β.Ι Σακελλαρίου, Χ. Μαρκόπουλος, Ν. Σταυρόπουλος, C. Romagnoli, Α.Φ. Μαυρογένης, Π.Ι. ΟΡΘ/ΚΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΟΣΤΟΥΝ (2011) 22 (1): 33-42 2. Bιολογία των οστικών μεταστάσεων Χ.Μαρκόπουλος,Β.ι.ΣακελλαριουΝ.Σταυρόπουλος,Γ.Μάζης, C.Romagnoli, ΑΦ Μαυρογένης,Π.Ι.Παπαγγελόπουλος ΟΡΘ/ΚΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΟΣΤΟΥΝ (2011) 22 (1): 22-32 3. Discordance in spinal and thoracic correction using powerful full screw constructs in idiopathic scoliotic. Soultanis K, Grivas TB, Starantzis KA, Stavropoulos NA, Markopoulos C, Papagelopoulos P. Stud Health Technol Inform. 2012;176:232-7. 4. Computer-assisted navigation in knee surgery. Mimidis G, Mavrogenis AF, Savvidou OD, Markopoulos C, Papanastasiou J, Kokkalis ZT, Koulalis D, Papagelopoulos PJ. J Long Term Eff Med Implants. 2012;22(4):313-22. Review. VII

5. Εμβιομηχανικοί παράγοντες στην παθογένεση της οστεοαρθρίτιδας Χ. Μαρκοπουλος, Ν. Σταυροπουλος, Γ. Μιμιδης, Β.ι. Σακελλαριου, Α.Φ. Μαυρογενης,Π.ιΙ Παπαγγελοπουλος ΟΡΘ/ΚΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΟΣΤΟΥΝ Tόμος 24, Tεύχος 1, Iανουάριος -Φεβρουάριος - Μάρτιος 2013 6. Φαρμακευτικά σκευάσματα με ανεπιθύμητες ενέργειες στα οστά: Πρόσφατα δεδομένα Ν. Σταυροπουλος, Χ. Μαρκοπουλος, Γ. Μιμιδης, Α.Φ. Μαυρογενης ΟΡΘ/ΚΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΟΣΤΟΥΝ Tόμος 24, Tεύχος 1, Iανουάριος -Φεβρουάριος - Μάρτιος 2013 7. Γήρανση και οστεοπόρωση σε ασθενείς με καρκίνο του μαστού και του προστάτη Ε. Μιμίδης, Ν. Σταυρόπουλος,Γ Χριστογιάννης,,, Χ. Μαρκόπουλος, ΑΦ Μαυρογένης ΟΡΘ/ΚΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΟΣΤΟΥΝ Tόμος 24, Tεύχος 4, Οκτώμβριος-Νοέμβριος- Δεκέμβριος 2013 8. Πρόληψη της οστικής απώλειας και καταγμάτων σε μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες υπό αγωγή με αναστολείς αρωματάσης για καρκίνο του μαστού: οδηγίες του ESCEO Ν. Σταυρόπουλος, Γ. Μιμιδης, Ι. Χριστογιάννης, Χ. Μαρκόπουλος, ΑΦ Μαυρογένης A Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, ΠΓΝ ΑΤΤΙΚΟΝ ΟΡΘ/ΚΟ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟ ΟΣΤΟΥΝ Tόμος 24, Tεύχος 4, Οκτώμβριος-Νοέμβριος- Δεκέμβριος 2013 VIII

9. Επιπολασμός, παθοφυσιολογία, διάγνωση και θεραπεία της οστεοπόρωσης σε ασθενείς με καρκίνο του στομάχου Χ. Μαρκόπουλος, E. Μπάλλας, Ν. Σταυρόπουλος, Γ. Μιμίδης, Ι. Χριστογιάννης ΑΦ Μαυρογένης A Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, ΠΓΝ ΑΤΤΙΚΟΝ 10. When and how to operate on thoracic and lumbar spine fractures? Soultanis KC, Mavrogenis AF, Starantzis KA, Markopoulos C, Stavropoulos NA, Mimidis G, Kokkalis ZT, Papagelopoulos PJ. Eur J Orthop Surg Traumatol. 2014 May;24(4):443-51 IX

ΑΝΑΚΟΙΝΩΣΕΙΣ-ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ ΣΕ ΣΥΝΕΔΡΙΑ & ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΕΣ ΕΚΔΗΛΩΣΕΙΣ 1. Σύγκριση μεταξύ ηλεκτρομυογραφικών αλλοιώσεων και κλινικών συμπτωμάτων πριν και μετά τη χειρουργική αντιμετώπιση του συνδρόμου του καρπιαίου σωλήνα Σ. Χαλικιάς, Γ. Παπαδόπουλος, Π. Σταυλάς, Χ. Μαρκόπουλος, Ν. Αρμακόλας, Γ. Τζιμπούκας. 20 ο Περιφερειακό Σεμινάριο Συνεχούς Επιμόρφωσης Ορθοπαιδικών Κεντροδυτικής Μακεδονίας, Κιλκίς, 19 και 20 Σεπτεμβρίου 2008. 2. Ανάταξη και οστεοσύνθεση παρεκτοπισμένου κατάγματος στυλοειδούς απόφυσης ωλένης σε κάταγμα colles αντιμετωπισθέν με εξωτερική οστεοσύνθεση: Σ. Χαλικιάς, Γ. Παπαδόπουλος, Π. Σταυλάς, Χ. Μαρκόπουλος, Ν. Αρμακόλας, Γ. Τζιμπούκας. 20 ο Περιφερειακό Σεμινάριο Συνεχούς Επιμόρφωσης Ορθοπαιδικών Κεντροδυτικής Μακεδονίας, Κιλκίς, 19 και 20 Σεπτεμβρίου 2008. 3. Σύγχρονη αντίληψη χειρουργικής αντιμετώπισης καταγμάτων διάφυσης μηριαίου: Γ. Παπαδόπουλος, Π. Σταυλάς, Σ. Χαλικιάς, Χ. Μαρκόπουλος, Ν. Αρμακόλας, Γ. Τζιμπούκας :20 ο Περιφερειακό Σεμινάριο Συνεχούς Επιμόρφωσης Ορθοπαιδικών Κεντροδυτικής Μακεδονίας, Κιλκίς, 19 και 20 Σεπτεμβρίου 2008. 4. Εξωτερική οστεοσύνθεση υπό τοπική αναισθησία σε υπερήλικα με διατροχαντήριο κάταγμα ισχίου, λόγω αδυναμίας χορήγησης νάρκωσης: Γ. Παπαδόπουλος, Σ. Χαλικιάς, Π. Σταυλάς, Ν. Αρμακόλας, Χ. Μαρκόπουλος, Γ. Τζιμπούκας. 20 ο Περιφερειακό Σεμινάριο Συνεχούς Επιμόρφωσης Ορθοπαιδικών Κεντροδυτικής Μακεδονίας, Κιλκίς, 19 και 20 Σεπτεμβρίου 2008. X

5. Normal anatomical variations of the V3 segment of the vertebral artery 16 ο Χ. Μαρκόπουλος. Σεμινάριο εμβιομηχανικής σπονδυλικής στήλης και βιοτεχνολογίας Αθήνα 3-5 Δεκεμβρίου 2010 6. Femoral tunnel widening after ACL-reconstruction with hamstrings by using autologous platelet factors: a study with MRI in 40 patients Dimitrios Mastrokalos Konstantinos Staratzis, Dimitrios Koulalis, Nikolaos Stavropoulos,Christos Markopoulos, Georgios Karaliotas, Panayiotis Papaggelopoulos13th EFORT Congress Βερολίνο 23-26 Μαϊου 2012 7. Βλάβες τύπου SLAP Χ. Μαρκόπουλος Εκπαιδευτικό πρόγραμμα Α πανεπιστημιακής ορθοπεδικής Αθηνών 26-02-13 8. Όψιμη χειρουργική αντιμετώπιση κακώσεων και επιπλοκών θωρακοοσφυϊκής και οσφυϊκής μοίρας της σπονδυλικής στήλης.βιβλιογραφική ανασκόπηση Χ. Μαρκόπουλος Διανοσοκομειακή ημερίδα κακώσεων σπονδυλικής στήλης. Νοσοκομείο Metropolitan, 9 Μαρτίου 2013 9. Ατελής Οστεογένεση στους Ενήλικες Χ. Μαρκόπουλος Εκδήλωση Ο.ΦΕ.ΛΙ.ΟΣ 13 Μαρτίου 2013 10. Αθλήματα Ειδικές κακώσεις Χ. Μαρκόπουλος Ημερίδα αθλητικών κακώσεων στα παιδιά και τους εφήβους XI

Αμφιθέατρο Ε.Ε.Χ.Ο.Τ 25 Μαΐου 2013 11. Επιμηκυνόμενες ογκολογικές προθέσεις Χ. Μαρκόπουλος 10οΣυμπόσιο Τμήματος Έρευνας Ε.Ε.Χ.Ο.Τ 12. ΣΥΓΚΡΙΤΙΚΗ ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΘΗΛΩΣΗΣ ΑΓΚΥΡΩΝ ΓΙΑ ΡΗΞΗ ΠΡΟΣΘΙΟΥ ΕΠΙΧΕΙΛΙΟΥ ΧΟΝΔΡΟΥ ΤΗΣ ΩΜΟΓΛΗΝΗΣ ΜΕ ΚΑΙ ΧΩΡΙΣ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΠΛΟΗΓΗΣΗΣ Κούλαλης Δ., Μιμίδης Γ., Μαρκόπουλος Χ., Σαρλικιώτης Θ., Σούρας Ν., Μαστρόκαλος Δ., Παπαγγελόπουλος Π.Ι.1 η Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, Π.Γ.Ν. Αττικόν 33οΣυνέδριο Ο.ΤΕ.ΜΑΘ. 24-27 Απριλίου 2014 13. ΑΡΘΡΟΣΚΟΠΙΚΗ ΧΟΝΔΡΟΠΛΑΣΤΙΚΗ ΤΥΠΟΥ MOSAIC ΓΙΑ ΟΣΤΕΟΧΟΝΔΡΙΝΕΣ ΒΛΑΒΕΣ ΤΟΥ ΓΟΝΑΤΟΣ ΜΕ Η ΧΩΡΙΣ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΨΗΦΙΑΚΗΣ ΠΛΟΗΓΗΣΗΣ Κούλαλης Δ., Μιμίδης Γ., Καραμάνης Ε., Μαρκόπουλος Χ., Σαρλικιώτης Θ., Αγγελης Β., Μαστρόκαλος Δ., Παπαγγελόπουλος Π.Ι.1η Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, Π.Γ.Ν. Αττικόν 33οΣυνέδριο Ο.ΤΕ.ΜΑΘ. 24-27 Απριλίου 2014 XII

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΈΣ ΑΝΑΚΟΙΝΏΣΕΙΣ 1.ΟΠΙΣΘΟΠΕΡΙΤΟΝΑΪΚΟ ΑΠΟΣΤΗΜΑ ΑΠΟ ΕΝΤΕΡΟΚΟΚΚΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΑΖΟΝ ΜΕ ΛΟΙΜΩΞΗ ΕΠΙ ΟΠΙΣΘΙΑΣ ΣΠΟΝΔΥΛΟΔΕΣΙΑΣ Κ. Σουλτάνης, Β.Ι. Σακελλαρίου, Χ. Μαρκόπουλος, Ν. Σταυρόπουλος, Κ. Σταραντζής, Π. Πάντος, Π.Ι. Παπαγγελόπουλος 37 συμπόσιο σπονδυλικής στήλης 2.ΑΝΑΘΕΩΡΗΣΗ ΟΠΙΣΘΙΑΣ ΣΠΟΝΔΥΛΟΔΕΣΙΑΣ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΑΠΟΤΥΧΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΣΕ ΑΣΘΕΝΗ ΜΕ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΟΛΙΚΗΣ ΙΕΡΕΚΤΟΜΗΣ Β.Ι. Σακελλαρίου, Ν. Σταυρόπουλος, Χ. Μαρκόπουλος, Κ. Στάραντζης, Κ. Σουλτάνης, Π.Ι. Παπαγγελόπουλος 37 συμπόσιο σπονδυλικής στήλης 3.ΑΝΑΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΠΥΕΛΟΥ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΠΡΟΗΓΗΘΕΙΣΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΗΜΙΠΥΕΛΕΚΤΟΜΗ ΜΕ ΑΛΛΟΜΟΣΧΕΥΜΑ ΗΜΙΠΥΕΛΟΥ ΚΑΙ ΣΠΟΝΔΥΛΟΛΑΓΟΝΙΟ ΣΠΟΝΔΥΛΟΔΕΣΙΑ Β.Ι. Σακελλαρίου, Ν. Σταυρόπουλος, Κ. Σταραντζής, Χ. Μαρκόπουλος, Κ. Σουλτάνης, Π.Ι. Παπαγγελόπουλος 37 συμπόσιο σπονδυλικής στήλης 4.ΣΗΠΤΙΚΗ ΣΠΟΝΔΥΛΙΤΙΔΑ ΚΑΙ ΕΠΙΣΚΛΗΡΙΔΙΟ ΑΠΟΣΤΗΜΑ ΑΠΟ ΕΝΤΕΡΟΚΟΚΚΟ Κ. Σουλτάνης, Β.Ι. Σακελλαρίου, Χ. Μαρκόπουλος, Ν. Σταυρόπουλος, Κ. Σταραντζής, Π. Πάντος,Π.Ι. Παπαγγελόπουλος 37 συμπόσιο σπονδυλικής στήλης 5.ΑΝΑΘΕΩΡΗΣΗ ΟΠΙΣΘΙΑΣ ΣΠΟΝΔΥΛΟΔΕΣΙΑΣ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΑΠΟΤΥΧΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΣΕ ΑΣΘΕΝΗ ΜΕ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΟΛΙΚΗΣ ΙΕΡΕΚΤΟΜΗΣ Β.Ι Σακελλαρίου, Ν. Σταυρόπουλος, Χ. Μαρκόπουλος, Κ. Σταραντζής, Κ. Σουλτάνης, Π.Ι. Παπαγγελόπουλος 37 συμπόσιο σπονδυλικής στήλης XIII

6.ΠΑΡΑΜΕΛΗΜΕΝΟ ΟΠΙΣΘΙΟ ΕΞΑΡΘΡΗΜΑ ΩΜΟΥ ΜΕ ΣΥΝΟΔΟ ΚΑΤΑΓΜΑ ΕΛΑΣΣΟΝΟΣ ΒΡΑΧΙΟΝΙΟΥ ΟΓΚΩΜΑΤΟΣ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΘΕΝ ΜΕ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΘΕΙΣΑ MACLAUGHLIN ΤΕΧΝΙΚΗ Κόκκαλης Ζ., Σταυρόπουλος Ν., Πάντος Π., Μαρκόπουλος Χ., Μιμίδης Γ., Σακελλαρίου Β.,Μπάμπης Γ., Ζούμπος Α., Παπαγγελόπουλος ΠΙ. A' ΟΡΘΟΠΑΙΔΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ Ε.Κ.Π.Α. ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΟ ΓΕΝΙΚΟ ΝΟΣΟΚΟΜΕΙΟ ΑΤΤΙΚΟΝ 67ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο 7.ΑΝΑΘΕΩΡΗΣΗ ΟΠΙΣΘΙΑΣ ΣΠΟΝΔΥΛΟΔΕΣΙΑΣ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΑΠΟΤΥΧΙΑ ΥΛΙΚΩΝ ΣΕ ΑΣΘΕΝΗ ΜΕ ΙΣΤΟΡΙΚΟ ΟΛΙΚΗΣ ΙΕΡΕΚΤΟΜΗΣ Σακελλαρίου Β.Ι., Σταυρόπουλος Ν., Μαρκόπουλος Χ., Σταραντζής Κ., Σουλτάνης Κ., Παπαγγελόπουλος Π.Ι. 1η Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, ΠΓΝ Αττικόν 67ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο 8.ΑΝΑΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΠΥΕΛΟΥ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΠΡΟΗΓΗΘΕΙΣΑ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗ ΗΜΙΠΥΕΛΕΚΤΟΜΗ ΜΕ ΑΛΛΟΜΟΣΧΕΥΜΑ ΗΜΙΠΥΕΛΟΥ ΚΑΙ ΣΠΟΝΔΥΛΟΛΑΓΟΝΙΟ ΣΠΟΝΔΥΛΟΔΕΣΙΑ Σακελλαρίου Β.Ι., Σταυρόπουλος Ν., Σταραντζής Κ., Μαρκόπουλος Χ., Σουλτάνης Κ., Παπαγγελόπουλος Π.Ι. 1Η ΟΡΘΟΠΑΙΔΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΑΘΗΝΩΝ, ΠΓΝ ΑΤΤΙΚΟΝ 67ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο 9.ΟΠΙΣΘΟΠΕΡΙΤΟΝΑΪΚΟ ΑΠΟΣΤΗΜΑ ΑΠΟ ΕΝΤΕΡΟΚΟΚΚΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΑΖΟΝ ΜΕ ΛΟΙΜΩΞΗ ΕΠΙ ΟΠΙΣΘΙΑΣ ΣΠΟΝΔΥΛΟΔΕΣΙΑΣ Σουλτάνης Κ., Σακελλαρίου Β.Ι., Μαρκόπουλος Χ., Σταυρόπουλος Ν., Σταραντζής Κ.,Πάντος Π., Παπαγγελόπουλος Π.Ι. 1η Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου ΑΘηνών, ΠΓΝ ΑΤΤΙΚΟΝ 67ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο XIV

10. ΔΙΠΛΗ ΟΣΤΕΟΤΟΜΙΑ ΚΝΗΜΗΣ ΣΕ ΑΣΘΕΝΗ ΜΕ ΕΣΩ ΜΟΝΟΔΙΑΜΕΡΙΣΜΑΤΙΚΗ ΑΡΘΡΙΤΙΔΑ ΓΟΝΑΤΟΣ Δ. Μαστρόκαλος, Χ. Μαρκόπουλος, Γ. Μιμίδης, Ν. Α. Σταυρόπουλος, Γ. Σάσαλος, Σ. Μπάλας, Π.Ι. Παπαγγελόπουλος, 1η Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, ΠΓΝ Αττικόν, 68ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο 11. ΥΠΟΤΡΟΠΙΑΖΟΥΣΑ ΛΑΧΝΟΟΖΩΔΗΣ ΥΜΕΝΙΤΙΔΑ ΜΕ ΚΛΙΝΙΚΑ ΚΑΙ ΑΠΕIΚΟΝΙΣΤΙΚΑ ΕΥΡΗΜΑΤΑ ΡΗΞΗΣ ΜΗΝΙΣΚΟΥ Δ. Μαστρόκαλος, Χ. Μαρκόπουλος, Γ. Μιμίδης, Ν. Α. Σταυρόπουλος, Κ. Τόλης, Ε. Καραμάνης, Π.Ι. Παπαγγελόπουλος, 1η Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, ΠΓΝ Αττικόν, 68ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο 12. ΕΝΔΟΑΡΘΡΙΚΟ ΜΕ ΣΥΝΟΔΟ ΕΞΩΑΡΘΡΙΚΟ ΚΑΤΑΓΜΑ ΙΣΧΙΟΥ. ΠΑΡΟΥΣΙΑΣΗ ΠΕΡΙΣΤΑΤΙΚΟΥ Χ. Μαρκόπουλος, Ν. Α. Σταυρόπουλος, Γ. Μιμίδης, Κ. Τόλης, Γ. Σάσαλος, Γ. Μπάμπης, 1η Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, ΠΓΝ Αττικόν, 68ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο 13. ΧΕΙΡΟΥΡΓΙΚΗ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ ΚΛΕΙΔΟΥΜΕΝΟΥ ΟΠΙΣΘΙΟΥ ΕΞΑΡΘΡΗΜΑΤΟΣ ΩΜΟΥ. ΑΝΑΛΥΣΗ ΕΞΙ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΩΝ. Ζ. Κόκκαλης, Ε. Μπάλλας, Γ. Μάζης, Ν. Σταυρόπουλος, Γ. Μιμίδης, Κ. Τόλης, Γ. Σάσσαλος, Χ. Μαρκόπουλος, Δ. Κούλαλης, Π. Παπαγγελόπουλος, Α Πανεπιστημιακή Ορθοπαιδική Κλινική, Π.Γ.Ν. Αττικόν, 68ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο XV

14. ΜΕΡΙΚΗ ΡΗΞΗ ΤΕΝΟΝΤΑ ΤΕΤΡΑΚΕΦΑΛΟΥ Ν.Α. Σταυρόπουλος, Δ. Μαστρόκαλος, Γρ Σάσαλος, Αθ. Κούκος, Σ. Κεμίδη, Ε. Μπάλλας, Χρ. Μαρκόπουλος, Γ. Μιμίδης, Ε. Καραμάνης, Π.Ι. Παπαγγελόπουλος, Α Ορθοπαιδική Κλινική, Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών, ΠΓΝ ΑΤΤΙΚΟΝ, 68ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο 15 ΑΕΡΙΟΓΟΝΟΣ ΝΕΚΡΩΤΙΚΗ ΑΠΟΝΕΥΡΩΣΙΤΙΔΑ ΚΑΤΩ ΑΚΡΟΥ ΑΠΟ ΣΤΕΠΤΟΚΟΚΚΟ Γ. Μιμίδης, Κ. Σουλτάνης, Χ. Μαρκόπουλος, Ν.Α. Σταυρόπουλος, Γ. Σάσαλος, Δ. Κούλαλης, Δ. Μαστρόκαλος, Π.Ι. Παπαγγελόπουλος, 1η Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, ΠΓΝ Αττικόν, 68ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο 16. ΠΟΛΛΑΠΛΑ ΜΗ-ΟΣΤΕΟΠΟΙΟΥΜΕΝΑ ΙΝΩΜΑΤΑ ΣΕ ΑΣΘΕΝΗ ΜΕ ΝΕΥΡΟΙΝΩΜΑΤΩΣΗ ΤΥΠΟΥ 1 Γ. Μιμίδης, Χ. Μαρκόπουλος, Α. Πιτσούνης, Γ. Ρουμελιώτης, Ε. Βλάχος, Παιδοορθοπαιδική κλινική, Νοσοκομείο ΚΑΤ, 68ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο 17. ΚΑΤΑΓΜΑ - ΕΞΑΡΘΡΗΜΑ ΑΓΚΩΝΟΣ ΣΤΗΝ ΕΦΗΒΙΚΗ ΗΛΙΚΙΑ. Η ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΜΑΣ Α. Μπαρμπιτσιώτη1,2, Η. Παπαστάθης1, Χ. Μαρκόπουλος1, Γ. Μιμίδης1, Ε. Παπαδημητρίου1, Ε. Βλάχος1 1Παιδοορθοπαιδικό-Τμήμα-Γ.Ν.Α.-«ΚΑΤ»,-Κηφισιά, 2Ορθοπαιδική-Κλινική-Π.Γ.Ν.-Αλεξανδρούπολης 18.. ΥΠΟΤΡΟΠΙΑΖΟΥΣΑ ΛΑΧΝΟΟΖΩΔΗΣ ΥΜΕΝΙΤΙΔΑ ΜΕ ΚΛΙΝΙΚΑ ΚΑΙ ΑΠΕIΚΟΝΙΣΤΙΚΑ ΕΥΡΗΜΑΤΑ ΡΗΞΗΣ ΜΗΝΙΣΚΟΥ Μαστρόκαλος Δ., Μαρκόπουλος Χ., Μιμίδης Γ., Σταυρόπουλος Ν.Α., Καραμάνης E., Κούλαλης Δ.,Παπαγγελόπουλος Π.Ι. 1η Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, Π.Γ.Ν. Αττικόν 33οΣυνέδριο Ο.ΤΕ.ΜΑΘ. 24-27 Απριλίου 2014 XVI

19. ΔΙΠΛΗ ΟΣΤΕΟΤΟΜΙΑ ΚΝΗΜΗΣ ΣΕ ΑΣΘΕΝΗ ΜΕ ΕΣΩ ΜΟΝΟΔΙΑΜΕΡΙΣΜΑΤΙΚΗ ΑΡΘΡΙΤΙΔΑ ΓΟΝΑΤΟΣ Μαστρόκαλος Δ., Μιμίδης Γ., Μαρκόπουλος Χ., Σταυρόπουλος Ν.Α., Καραμάνης Ε., Μπάλλας Ε.,Κούλαλης Δ., Παπαγγελόπουλος Π.Ι. 1η Ορθοπαιδική Κλινική Πανεπιστημίου Αθηνών, Π.Γ.Ν. Αττικόν 33οΣυνέδριο Ο.ΤΕ.ΜΑΘ. 24-27 Απριλίου 2014 ΣΥΝΕΔΡΙΑ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΕΡΓΟ ΩΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΟΜΕΝΟΣ ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΕ ΣΥΝΕΔΡΙΑ ΣΥΜΠΟΣΙΑ ΣΕΜΙΝΑΡΙΑ 6 ο Ετήσιο Συνέδριο Τμήματος Ορθοπαιδικής Έρευνας της Ελληνικής Εταιρείας Χειρουργικής Ορθοπαιδικής και Τραυματολογίας. Πειραιάς 28 30 Νοεμβρίου 2008. 64 ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο (Ε.Ε.Χ.Ο.Τ.). Αθήνα, 08 11 Οκτωβρίου 2008. 1 ο Πανελλήνιο Επιστημονικό και Επαγγελματικό Συνέδριο Ένωσης Νοσηλευτών Ελλάδος. Λευκάδα, 12 15 Μαΐου 2008. 66 ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο (Ε.Ε.Χ.Ο.Τ.). Αθήνα, 13-16 Οκτωβρίου 2010 13th EFORT Congress Βερολίνο 23-26 Μαϊου 2012 68 ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο (Ε.Ε.Χ.Ο.Τ.). Αθήνα, 3-6 Οκτωβρίου 2012 69 ο Πανελλήνιο Ορθοπαιδικό Συνέδριο (Ε.Ε.Χ.Ο.Τ.). Αθήνα, 2-5 Οκτωβρίου 2013 XVII

ΣΕΜΙΝΑΡΙΑ Εκπαιδευτικό Σεμινάριο με θέμα: «Σύγχρονες Εξελίξεις στην Εσωτερική Παθολογία». Λευκάδα, 23, 24 και 25 Μαΐου 2008. 20 ο Περιφερειακό Σεμινάριο Συνεχούς Επιμόρφωσης Ορθοπαιδικών Κεντροδυτικής Μακεδονίας. Κιλκίς, 19 και 20 Σεπτεμβρίου 2008. Περιφερειακό Σεμινάριο Συνεχούς Επιμόρφωσης Ορθοπαιδικών Βορειοδυτικής Ελλάδος και Ιονίων Νήσων Κέρκυρα 10-11 Απριλίου 2009 1 ο Συμπόσιο ελάχιστα παρεμβατικών χειρουργικών τεχνικών και θεραπειών σπονδυλικής στήλης Άρτα 4-5 Απριλίου 2009 Σεμινάριο χειρουργικής χεριού Αθήνα 1-2 Οκτωβρίου 2010 Κατάγματα μηριαίου Ευαγγελισμός 13 Νοεμβρίου 2010 16 ο Σεμινάριο εμβιομηχανικής σπονδυλικής στήλης και βιοτεχνολογίας Αθήνα 3-5 Δεκεμβρίου 2010 OREC Instructonial Course Lectures Αθήνα 5-7 Ιουνίου 2011 27 ο Σεμινάριο Μικροχειρουργικής Αθήνα 8-11 Ιουνίου 2011 6 ο Διημερίδα Ελληνικής Εταιρείας Βιοϋλικών Αθήνα 18-19 Νοεμβρίου 2011 Ειδικά θέματα στην διάγνωση και θεραπεία της οστεοπόρωσης Αθήνα 17-18 Φεβρουαρίου 2012 ο 8 International Workshop on Musculosceletal and Neuronal Interactions Ipswitch 04-07 Μαΐου 2012 XVIII

Principles in Operative Fracture Management Θεσσαλονίκη 17-19 Μαΐου 2012 Ειδικά θέματα στην διάγνωση και θεραπεία της οστεοπόρωσης Αθήνα 01 Ιουνίου 2012 Κλινικές εφαρμογές στην διάγνωση και θεραπεία της οστεοπόρωσης Αθήνα 23-24 φεβρουαρίου 2013 7 th HAND SURGERY COURSE. Αθήνα 12-13 Απριλίου 2013 Εντατικό εκπαιδευτικό διήμερο κολλεγίου ελλήνων ερθοπαιδικών Αθήνα 15-16 Νοεμβρίου 2013 ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΕΡΓΟ ΩΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΗΣ 1. Εκπαιδευτής στο Ι.Ε.Κ. Λευκάδας (παράρτημα Πρέβεζας) στην ειδικότητα Νοσηλευτικής χειρουργείου για το μάθημα Παιδιατρική του Γ εξαμήνου, κατά το εαρινό εξάμηνο 2007Β 2. Εκπαιδευτής στο Ι.Ε.Κ. Λευκάδας (παράρτημα Πρέβεζας) στην ειδικότητα Νοσηλευτικής χειρουργείου για το μάθημα Μαιευτική-Γυναικολογία του Γ εξαμήνου, κατά το εαρινό εξάμηνο 2007Β ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΣΕ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΑ 1. Initiation στο πρωτόκολλο της εταιρείας Amgen: AMG 785 / Protocol 20062017 (Sclerostin, AMG 785 and peritrocanteric fractures). Συµµετοχή ως sub-investigator. (Investigator: Ass. Professor George C Babis) XIX

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η υποφωσφατασία είναι μια σπάνια κληρονομούμενη μεταβολική νόσος των οστών.η νόσος οφείλεται σε μεταλλάξεις του γονιδίου που κωδικοποιεί μή ειδικό ιστικό ισοένζυμο της αλκαλικής φωσφατάσης (TNSALP: tissue non specific alkaline phosphatase). Το μή ειδικό ιστικό ισοένζυμο της αλκαλικής φωσφατάσης (TNSALP) έχει πολύ σημαντικό ρόλο στην οστική επιμετάλλωση υδρολύοντας το ανόργανο πυροφωσφωρικό και παρέχοντας τον απαραίτητο φωσφώρο για τον σχηματισμό των κρυστάλλων του υδροξυαπατίτη.. Ο όρος υποφωσφατασία αναφέρθηκε για πρώτη φορά το 1948 από έναν καναδό παιδίατρο τον John C. Rathbun. Το κύριο χαρακτηριστικό της είναι η ελαττωματική μετάλλωση των οστών και των οδόντων το οποίο σηματοδοτεί κλινικά και απεικονιστικά ευρήματα ραχίτιδας ή οστεομαλακίας ποικίλης βαρύτητας. Κλινικά διακρίνεται σε έξι μορφές: περιγεννητική, βρεφική, παιδική, ενήλικη, ενώ περιγράφεται και η οδοντοϋποφωσφατασία με συμπτώματα αποκλειστικά στην οδοντοφυΐα. Η εκδήλωση της παρουσιάζει τεράστιες διαφορές ανάλογα με την μορφή που διακυμένεται από μεμονωμένη οστεομαλακία κατά την ενήλικη ζωή εώς την πλήρη απουσία επιμετάλλωσης και τελικά τον περιγεννητικό θάνατο στην πιο σοβαρή μορφή της νόσου. Υπολογίζεται πως ο θανατηφόρος τύπος της νόσου εκφράζεται σε 1/100000 γεννήσεις. Ο αριθμός των ηπιότερων μορφών παιδικής και ενήλικης υποφωσφατασίας δεν έχουν εκτιμηθεί εξαιτίας της υψηλής ετερογένειας της νόσου αλλά υπολογίζεται πως είναι αρκετά μεγαλύτερος. Η υποφωσφατασία κληρονομείται είτε με τρόπο αυτοσωμικά υπολειπόμενο είτε με τρόπο αυτοσωμικά επικρατούντα. Πάντως στις περισσότερες περιπτώσεις οι ασθενείς κληρονομούν την νόσο αυτοσωμικά υπολειπόμενα ως ετεροζυγώτες δύο αλληλίων που φέρουν διαφορετικές μεταλλάξεις το καθένα. Ο καλύτερος συσχετισμός είναι μεταξύ της βαρύτητας της νόσου και της ενζυμική δραστηριότητας της μεταλλαγμένης πρωτεΐνης. Πράγματι οι ασθενείς με υποφωσφατασία ήπιας μορφής φέρουν τουλάχιστον μία μετάλλαξη που διατηρεί μια υπολειπόμενη ενζυμική δράση, ενώ ασθενείς με υποφωσφατασία βαρειάς μορφής φέρουν μεταλλάξεις που δεν έχουν XX

καμία δράση Έπειτα από την λήψη ενός καλού ιστορικού, της κλινικής εξέτασης και των απεικονιστικών, η τελική διάγνωση της υποφωσφατασίας τίθεται μέσω των εργαστηριακών εξετάσεων. Στην φαρέτρα μας έχουμε μια πλειάδα από εξετάσεις που μπορεί να είναι απλές βιοχημικές εξετάσεις, εξετάσεις μοριακής βιολογίας ή ιστοπαθολογικές εξετάσεις μέσω βιοψίας. Οι χαμηλές τιμές αλκαλικής φωσφατάσης είναι ο πιο εύκολος και ο πιο φθηνός δείκτης που μπορεί να θέσει υποψία της νόσου. Η διαφορική διάγνωση της υποφωσφατασίας διαφέρει ανάλογα με την μορφή και την ηλικία όπου εμφανίζεται η νόσος. Επί του παρόντος δεν υπάρχει καμία εξειδικευμένη θεραπεία, εγκεκριμένη για την αντιμετώπιση της υποφωσφατασίας. Η επιλογή των ασθενών με υποφωσφατασία που μπορούν να συμμετάσχουν σε μια κλινική μελέτη είναι εξαιρετικά δύσκολη αφού η υψηλή ανομοιογένεια της νόσου είναι πιθανόν να φέρει στη ίδια μελέτη ασθενείς με σταδιακή απώλεια της οστικής επιμετάλλωσης και τελική έκβαση τον θάνατο με ασθενείς που ούτως ή άλλως θα εμφανίσουν αυτόματη και πολλές φορές σημαντική βελτίωση των συμπτωμάτων τους. Από την ανακάλυψη της νόσου έως και σήμερα οι θεραπευτικές προσεγγίσεις ασχολούνται με δύο διαφορετικά κομμάτια. Το πρώτο αφορά την αντιμετώπιση των επιπλοκών που δημιουργεί η έλλειψη της αλκαλικής φωσφατάσης και το δεύτερο την αντιμετώπιση της υποφωσφατασίας αυτής καθ εαυτής. Πάντως, ο μεγαλύτερος και σταθερά εξελισσόμενος τομέας πάνω στην θεραπεία της υποφωσφατασίας είναι οι προσπάθειες ενζυμικής υποκατάστασης. Η παρασκευή του ανθρώπινου ανασυνδυασμένου μορίου TNSALP με το όνομα ασφοτάση άλφα (salp-fcd 10 ) ή ENB-0040 έφερε νέες ελπίδες ως προς την αντιμετώπιση της υποφωσφατασίας. XXI

Περιεχόμενα Βιογραφικό σημείωμα...iv Περίληψη...XX Περιεχόμενα...XXII Πίνακας εικόνων...xxiv Πίνακας πινάκων...xxvi Πρόλογος...XXVII Εισαγωγή...1 Κεφάλαιο 1 - Γενικό μέρος 1-1: Αλκαλική φωσφατάση - Γενικά...1 1-2: Αλκαλική Φωσφατάση και βακτήρια...2 1-3: Ιστορία και φυσιολογία της αλκαλικής φωσφατάσης στον άνθρωπο...2 1-4: Χημικές ιδιότητες και δομή της αλκαλικής φωσφατάσης...5 1-5: Οστική επιμετάλλωση και αλκαλική φωσφατάση...7 1-5-1: Γενικά...7 1-5-2: Η έκφραση της αλκαλικής φωσφατάσης...7 1-5-3: Οστική επιμετάλλωση...8 Κεφάλαιο 2 - Ειδικό μέρος 2-1: Εισαγωγή...11 2-2: Ιστορία της υποφωσφατασίας...11 2-3: Φυσιοπαθολογία της υποφωσφατασίας...13 2-3-1: Ανόργανο πυροφωσφορικό (PPi)...15 2-3-2: Πυριδοξίν-5 -φωσφόρος (PLP)...16 XXII

2-3-3: Φωσφοαιθανολαμίνη (ΡΕΑ)...17 2-4: Γενετική της υποφωσφατασίας...17 2-4-1: Μεταλλάξεις του γονιδίου ALPL...17 2-4-2: Γονότυπος...19 2-4-3: Φαινότυπος...20 2-5: Επιδημιολογία...22 2-6: Κλινική εικόνα...24 2-6-1: Επιδράσεις στον σκελετό...24 2-6-1-1: Περιγεννητική μορφή...25 2-6-1-2: Βρεφική μορφή...28 2-6-1-3: Παιδική μορφή...30 2-6-1-4: Υποφωσφατασία των ενηλίκων...32 2-6-1-5: Οδοντοϋποφωσφατασία...33 2-6-1-6: Άλλες μορφές υποφωσφατασίας...35 2-6-2: Επιδράσεις στα άλλα συστήματα...36 2-7: Διάγνωση...37 2-7-1: Βιοχημικές εξετάσεις...37 2-7-2: Μοριακή βιολογία...40 2-7-3: Ιστοπαθολογία...42 2-8: Διαφορική διάγνωση...46 2-9: Θεραπεία...49 Συμπεράσματα...62 Βιβλιογραφία...63 XXIII

Πίνακας εικόνων Εικόνα 1-1: Μοντέλο των παραγόντων που συμμετέχουν στην οστική μετάλλωση (Millan και συν, 2012) [54]...10 Εικόνα 2-1: Ο John C. Rathbun (1915-1972) είναι ο πρώτος που χρησιμοποίησε τον όρο υποφωσφατασία...12 Εικόνα 2-2 : τρισδιάστατο μοντέλο διάταξης της TNSALP βασιζόμενο στην κρυσταλλική δομή της ισομορφής της αλκαλικής φωσφατάσης του πλακούντα (Le Du και συν, 2002) [62]...14 Εικόνα 2-3 : Μοντέλο ρύθμισης την εναπόθεσης του υδροξυαπατίτη σε σχέση με την αναλογία PPi/Pi (Hessle και συν, 2002) [72]...16 Εικόνα 2-4: Ετερογένεια κλινικής εικόνας δύο αδερφών που είναι ετεροζυγώτες της ίδιας μετάλλαξης του γονιδίου της TNSALP (Barcia και συν, 1997) [93]...21 Εικόνα 2-5: ακτινογραφία εμβρύου με περιγεννητική υποφωσφατασία με απουσία επιμετάλλωσης (Edward και συν, 2013) [103...26. Εικόνα 2-6: ραχιτικές αλλοιώσεις στον θώρακα σε νεογέννητο με περιγεννητική υποφωσφατασία (Greenberg και συν, 2013) [104]...26 Εικόνα 2-7: ραχιτικές αλλοιώσεις μακρών οστών σε νεογέννητο με περιγεννητική υποφωσφατασία (Whyte, 2012) [105]...27 Εικόνα 2-8 : Ακτινογραφίες εμβρύου 18 εβδομάδων με περιγεννητική υποφωσφατασία(mornet, 2007). [106]...27 Εικόνα 2-9: Ακτινογραφίες εμβρύου 18 εβδομάδων με περιγεννητική υποφωσφατασία (Mornet, 2007). [106]...27 Εικόνα 2-10: Ραχιτικές αλλοιώσεις στον θώρακα και κατάγματα πλευρών σε ασθενή με βρεφική υποφωσφατασία (Whyte, 2012) [105]...28 XXIV

Εικόνα 2-11: Αξονική τομογραφία σε βρέφος με υποφωσφατασία με προοδευτική υπομετάλλωση των οστών του κρανίου σε ηλικία 2 και 4 μηνών (Belachew και συν, 2013) [107]...29 Εικόνα 2-12: Αξονική τομογραφία σε βρέφος με υποφωσφατασία με ανοιχτές πηγές λόγω υπομετάλλωσης σε ηλικία 2 μηνών(belachew και συν, 2013) [107]...29 Εικόνα 2-13: Ακτινογραφία βρέφους 3 μηνών με υποφωσφατασία όπου φαίνεται η μετάπτωση από φυσιολογικές διαφύσεις σε υπομεταλλωμένες επιφύσεις (Whyte, 2012) [105]...30 Εικόνα 2-14: ακτινοδιαυγαστικές νησίδες στην μετάφυση παιδιού με υποφωσφατασία (Whyte, 2012) [105]...31 Εικόνα 2-15: Ακτινογραφία παιδιού με υποφωσφατασία με κρανιοσυνοστέωση (Greenberg και συν, 2013) [104]...31 Εικόνα 2-16: Ατελές ψευδοκάταγμα μηριαίας διάφυσης σε ασθενή με υποφωσφατασία των ενηλίκων (Khandala και συν, 2006) [110]...33 Εικόνα 2-17: Παιδί με οδοντουποφωσφατασία. Παρατηρείται η απώλεία των κοπτήρων και η διάχυτη τερηδόνα. (Mornet 2007) [106]...34 Εικόνα 2-18: Παιδί με οδοντουποφωσφατασία. Παρατηρείται η μειωμένη επιμετάλλωση του οστίτη ιστού των δοντιών και η διεύρυνση των οδοντικών ριζών (Haliloglu και συν, 2013) [114]...34 Εικόνα 2-19: Βελτίωση της κυρτότητας του μηριαίου οστού σε εμβρυο με περιγεννητική υποφωσφατασία (Wenkert και συν το 2011) [115]...35 Εικόνα 2-20: υπερηχογραφική εικόνα νεφρασβέστωσης βρέφους 2 μηνών με υποφωσφατασία (Belachew και συν, 2013) [107]...36 Εικόνα 2-21: απεικόνιση της ετερόζυγης μετάλλαξης c.1559delt.( Suzumori και συν, 2011) [123]...41 Εικόνα 2-22 : Εικόνες μικροσκοπίου οστικής επιμετάλλωσης μεταξύ φυσιολογικών και ασθενών με υποφωσφατασία (Barvencik και συν, 2011) [131]...44 Εικόνα 2-23: ποσοτικοποιημένες εικόνες του μέγεθους της μετάλλωσης από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. ( Barvencik και συν, 2011) [131]...45 Εικόνα 2-24: Αποτελέσματα σε επίμυ έπειτα από 52 ημέρες χορήγησης salp- FcD 10 (Milan και συν 2008) [157]...58 XXV

Εικόνα 2-25: ακτινολογική εικόνα της άκρας χείρας κα του θώρακα ασθενούς με βρεφική υποφωσφατασία προ και 24 εβδομάδες μετά την χορήγηση ENB-0040. (Whyte και συν 2012) [158]...60 Πίνακας πινάκων Πίνακας 1-1: Προτεινόμενοι ρόλοι της αλκαλικής φωσφατάσης στην οστική επιμετάλλωση (τροποποιημένη από Whyte, 1989) [21]...4 Πίνακας 2-1: Τύποι και ποσοστιαία αναλογία μεταλλάξεων του γονιδίου ALPL. (Στοιχεία από Mornet, 2008) [82]...18 Πίνακας 2-2: Κλινικές μορφές υποφωσφατασίας και ηλικία εμφάνισης τους...24 Πίνακας 2-3 Φυσιολογικές τιμές της αλκαλικής φωσφατάσης ανά ηλικία. (Mornet E και συν, 2011) [120]...38 Πίνακας 2-4. Τιμές της αλκαλικής φωσφατάσης σε ασθενείς με διάφορες μορφές υποφωσφατασίας. ( Whyte και συν, 2001) [116]...38 Πίνακας 2-5. Τιμές του PLP στον ορό ασθενών με διάφορες μορφές υποφωσφατασίας Whyte και συν, 2001) [116]...39 Πίνακας 2-6: Διαφορές στους εργαστηριακούς δείκτες κατά τη διαφορική διάγνωση της υποφωσφατασίας...49 Πίνακας 2-7: Συσχετισμός διάφορων θεραπειών με την συγκέντρωση ασβεστίου στο πλάσμα,στα ούρα και την οστική πυκνότητα σε σαθενή με βρεφική υποφωσφατασία. (Barcia και συν,1997) [136]...51 Πίνακας 2-8: Εκτίμηση της θεραπείας με ΜΣΑΦ στην παιδική υποφωσφατασία. (Girschick και συν, 1997) [139]...54 Πίνακας 2-9: Πίνακας κλινικών μελετών σε εξέλιξη (http://www.clinicaltrials.gov/ct2/results?term=hypophosphatasia)...61 XXVI

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διπλωµατική εργασία µε τίτλο: «Υποφωσφατασία», στα πλαίσια του µεταπτυχιακού προγράµµατος σπουδών «Μεταβολικά Νοσήµατα των Οστών», σκοπό έχει την ανασκόπηση της πρόσφατης βιβλιογραφίας και την όσο το δυνατότερο ουσιαστικότερη παρουσίαση της νόσου ευρύτερα. Γίνεται προσπάθεια κατανόησης της φυσιοπαθολογίας της νόσου καθώς και του ρόλου της στον οστικό μεταβολισμό. Στην συνέχεια παρατίθονται βασικές πληροφορίες ως προς την νόσο αυτή καθ εαυτή και τελικά αναφέρονται οι θεραπευτικές επιλογές και οι κλινικές μελέτες που είναι σε εξέλιξη. Η εκπόνηση αυτής της Διπλωµατικής Εργασίας δεν θα ήταν εφικτό να πραγµατοποιηθεί, χωρίς τη σηµαντική βοήθεια του Υπεύθυνου του Μεταπτυχιακού Προγράµµατος και Τ. Διευθυντή του Εργαστηρίου Έρευνας Παθήσεων Μυοσκελετικού Συστήµατος, Καθηγητού Κου Γεώργιου Λυρίτη. Θα ήθελα να ευχαριστήσω όλους τους καθηγητές μου που με ενέπνευσαν να εμβαθύνω τις γνώσεις μου στα μεταβολικά νοσήματα των οστών και να αγαπήσω το αντικείμενο. Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλω στην Κα Κατερίνα Κατσαλήρα που ως επιστηµονική υπεύθυνος της παρούσης διπλωµατικής εργασίας µε καθοδηγούσε και µε συµβούλευε, σε όλες τις φάσεις της εκπόνησής της. Τέλος, θα ήταν παράληψη να µην ευχαριστήσω τον Διευθυντή µου, Καθηγητή Κο Παναγιώτη Παπαγγελόπουλο για την προτροπή αλλά και τη διαρκή συµπαράστασή του κατά τη διάρκεια της διετούς φοίτησης στο µεταπτυχιακό πρόγραµµα σπουδών. XXVII

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παρούσα μεταπτυχιακή εργασία χωρίζεται σε δύο μέρη. Το πρώτο είναι το γενικό μέρος παρέχει βασικές πληροφορίες για τις χημικές ιδιότητες, την δομή και την φυσιολογική λειτουργία της αλκαλικής φωσφατάσης καθώς και τον ρόλο της στην οστική επιμετάλλωση. Στο δεύτερο μέρος παρατίθεται η φυσιοπαθολογία, η επιδημιολογία, η κλινική εικόνα και η τρόποι διάγνωσης της υποφωσφατασίας και τελικά αναφέρονται διαχρονικά όλες οι προσπάθειες αντιμετώπισης της νόσου έως και σήμερα. ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Κεφάλαιο 1 1-1:Αλκαλική Φωσφατάση Με τον όρο Αλκαλική Φωσφατάση (ALP) εννοούμε μια ομάδα μεταλλοενζύμων που καλύτερα χαρακτηρίζονται ως ορθοφωσφορικές-μονοεστερικέςφωσφουδρολάσες. Οι φωσφατάσες, ανάλογα με το ph στο οποίο δρουν διακρίνονται σε αλκαλικές με ιδανικό ph:8.0 και σε όξινες με ιδανικό ph:6.0. Η αλκαλική φωσφατάση (ALP) έχει ιδανικό ph από 7.5 έως 11 και ο ρόλος της είναι η κατάλυση της υδρόλυσης φωσφομονοεστέρων, δηλαδή μορίων με χημική δομή R-O-PO3 όπως πρωτεΐνες, νουκλεοτίδια και αλκαλοειδή. Ο μηχανισμός απομάκρυνσης του φωσφόρου ονομάζεται αποφωσφορυλίωση. Στην φύση, απαντώνται διάφορες μορφές αλκαλικής φωσφατάσης που προέρχονται είτε από βακτήρια είτε από φυτά είτα από ζώα. Στον άνθρωπο τέσσερα ξεχωριστά ισοένζυμα ALP κωδικοποιούνται από τέσσερα διαφορετικά γονίδια. Τρία από αυτά είναι ίστο-ειδικά και εκφράζονται στο έντερο, τον πλακούντα και τα σπερματικά κύτταρα, ενώ το τέταρτο είναι μια μή ειδική αλκαλική φωσφατάση η οποία ανευρίσκεται ξεχωριστά σε πολλούς ιστούς όπως το συκώτι, τα νεφρά και τα οστά και ονομάζεται μή ειδικό ιστικό ισοένζυμο της αλκαλικής φωσφατάσης (TNSALP: tissue non specific alkaline phosphatase) (McComb, και συν 1979) [1]. 1

Η μελέτη των φυσικοχημικών ιδιοτήτων της TΝSALP ξεχωριστά στους ιστούς τους οποίους εκφράζεται ουσιαστικά την διαιρεί σε δύο δευτερεύοντα ισοένζυμα (οστικό και ήπατος ) με ολόιδια πολυπεπτιδική αλληλουχία αλλά με αλλαγές στην φάση μετά την μετάφραση. (Millan, J.L. 2006) [2] 1-2: Αλκαλική Φωσφατάση και βακτήρια Στα gram-αρνητικά βακτήρια η αλκαλική φωσφατάση εντοπίζεται στον περιπλασματικό χώρο έξωθεν της κυτταρικής μεμβράνης. Αυτός ο χώρος επηρεάζεται πολύ περισσότερο από τις περιβαλλοντολογικές συνθήκες και μεταβολές στην θερμοκρασία σε σχέση με τον εσωτερικό χώρο του βακτηρίου. Το αποτέλεσμα είναι η βακτηριακή αλκαλική φωσφατάση να είναι εξαιρετικά ανθεκτική σε μια πιθανή διάσπαση ή αδρανοποίηση της, καθώς επίσης και να παρουσιάζει αυξημένη δραστηριότητα. Ο ρόλος της αλκαλικής φωσφατάσης στα βακτήρια δεν είναι πλήρως ξεκαθαρισμένος, φαίνεται όμως ότι συμμετέχουν στη δημιουργία νέων ελεύθερων φωσφορικών ομάδων. Αυτή η θεωρία ενισχύεται από το γεγονός η παραγωγή αλκαλικής φωσφατάσης από τα βακτήρια συμβαίνει κατά τις φάσεις έλλειψης φωσφόρου Horriuchi και συν (1959) [3]. Μια άλλη θεωρία υποστηρίζει πως η ύπαρξη ομάδων φωσφόρου εμποδίζει την είσοδο οργανικών μορίων από την κυτταρική μεμβράνη ενώ η αποφωσφορυλίωση τους επιτρέπει την πρόσληψη τους από την φύση. (James Ammerman και Farooq Azam,1985) [4]. 1-3: Ιστορία και φυσιολογία της αλκαλικής φωσφατάσης στον άνθρωπο Το 1923 ο Robert Robison για πρώτη φορά παρατήρησε αξιόλογη φωσφατασική δραστηριότητα στους χόνδρους και στα οστά επίμυων και κονίκλων που έπασχαν από ραχίτιδα εισάγοντας μια θεωρία που πρότεινε πως το νέο αυτό ένζυμο είναι πιθανό να επιδρά στον μηχανισμό της οστικής επιμετάλλωσης υδρολύοντας εξοφωσφορικούς εστέρες με αποτέλεσμα την απελευθέρωση ανόργανου φωσφόρου (Pi). (Robison,1923) [5]. Τον επόμενο χρόνο οι K. Soames και Robison αναφέρουν πως η φωσφατάσικη δραστηριότητα οδήγησε σε αύξηση της μετάλλωσης σε ραχιτικούς επίμυες όταν η μόνη πηγή φωσφόρου ήταν οι μονοφωσφορικοί εστέρες. Απέδειξαν επίσης ότι το ιδανικό ph του ενζύμου in vitro είναι αλκαλικό.( Robison και Soames, 1924 ) [6]. 2

Γνωρίζοντας ότι το ιδανικό ph του ενζύμου στο εργαστήριο δεν είναι και το φυσιολογικό του έδωσε το όνομα οστική φωσφατάση ( Robison,1932 ) [7] ενώ το όνομα αλκαλική φωσφατάση προέκυψε πολύ αργότερα. Πολύ σύντομα όμως άρχισαν να προκύπτουν διάφορα ερωτηματικά ως προς την θεωρία του Robison, με αποτέλεσμα να μείνει στο περιθώριο για αρκετά χρόνια. Η θεωρία του Robison επανήλθε στο προσκήνιο προς τα τέλη της δεκαετίας του 60 με την χρήση του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου και την ανακάλυψη των κυστιδίων της θεμέλιας ουσίας (matrix vescicles MVs). ( Anderson, 1969 ) [8]. Τα MVs βρίσκονται στην κυτταρική μεμβράνη των οστεοβλαστών και των χονδροκυττάρων και είναι πλούσια σε ALP ( Ali, 1986 ) [9]. Κατά την πρωτογενή οστική μετάλλωση οι κρύσταλλοι υδροξυαπατίτη εμφανίζονται και μεγαλώνουν εντός των MVs, ενώ στην συνέχεια η δευτερογενής μετάλλωση επέρχεται με την έξοδο τους από το κύτταρο, την ρήξη τους και τελικά την αύξηση του μεγέθους των κρυστάλλων υδροξυαπατίτη και την εναπόθεση τους στην θεμέλια ουσία ( Ornoy και συν. 1985 ) [10]. Έως την δεκαετία του 1990, οι προτεινόμενοι βιολογικοί ρόλοι της αλκαλικής φωσφατάσης περιελάμβαναν την ρύθμιση του μεταβολισμού του ανόργανου φωσφόρου, την υδρόλυση ανόργανων εστέρων φωσφόρου, την διατήρηση σταθερών επιπέδων μεταβολιτών φωσφόρου και την δράση της ως μια φωσφατασική φώσφοπρωτεΐνη ( McComb και συν, 1979 [1] ; Harris, 1990 [11] ; Moss,1992 [12] ; Whyte, 1994) [13]. Σε επίπεδο κυτταρική μεμβράνης, η αλκαλική φωσφατάση επηρεάζει την ενεργή μεταφορά του φωσφόρου και ίσως του ασβεστίου( Muller και συν, 1991) [14]. Οι δράσεις της αλκαλικής φωσφατάσης στην οστική επιμετάλλωση συνοψίζονται στον πίνακα 1. Φαίνεται πως η αλκαλική φωσφατάση μπορεί να παίξει τον ρόλο ενός διαμεμβρανικού μεταφορέα φωσφόρου ( Wuthier και Register,1985 ) [15], ως μιας εξωκυττάριας πρωτεΐνης που δεσμεύει Ca και ευνοεί την δέσμευση του με Pi και την εναπόθεση τους στο άωρο οστεοειδές (DeBarnard et al., 1986) [16], την λειτουργία της ως Ca/Mg ATPασης ( Birge και Gilbert, 1974 ), [17] και μιας φωσφοπρωτεϊνικής φωσφατάσης που εμπλέκεται στην οστεοποίηση της θεμέλιας ουσίας (Lau και συν, 1985) [18]. Επίσης οι Wu και συν υποστηρίζουν ότι η αλκαλική φωσφατάση μπορεί να δεσμευθεί από μια σειρά πρωτεϊνών συμπεριλαμβανομένου του κολλαγόνου (Wu και συν, 1992) [19]. 3

Πάντως η νεότερη θεωρία που αποκτά υπεροχή έναντι των υπολοίπων είναι ότι η ALP υδρολύει έναν αναστολέα της μετάλλωσης και συγκεκριμένα το ανόργανο πυροφωσφορικό (PPi) το οποίο με την σειρά του φυσιολογικά μειώνει την ανάπτυξη των κρυστάλλων υδροξυαπατίτη παρέχοντας ταυτόχρονα και τον απαραίτητο φωσφόρο (Pi) (Caswell και συν, 1989) [20]. ΠΙΝΑΚΑΣ 1 Καταστροφή αναστολέων αύξησης κρυστάλλων υδροξυαπατίτη Αυξάνει τοπικά τα επίπεδα φωσφόρου Μεταφορέας φωσφόρου Λειτουργία ως Ca/Mg ATPασης Δέσμευση ασβεστίου Δράση ως φωσφοπρωτεϊνικής φωσφατάσης ΠΙΝΑΚΑΣ 1-1 Προτεινόμενοι ρόλοι της αλκαλικής φωσφατάσης στην οστική επιμετάλλωση (τροποποιημένη από Whyte, 1989) [21] 4

1-4: Χημικές ιδιότητες και δομή της αλκαλικής φωσφατάσης Όπως αναφέρθηκε και στην εισαγωγή η αλκαλική φωσφατάση είναι ορθοφωσφορική-μονοεστερική-φωσφουδρολάση και μπορεί να βρεθεί σε πλήθος φυτών και ζώων. Στον άνθρωπο τέσσερα διαφορετικά ισοένζυμα κωδικοποιούνται από τέσσερα διαφορετικά γονίδια. Τρία από αυτά εκφράζονται στο έντερο, τον πλακούντα και τα σπερματικά κύτταρα, ενώ το τέταρτο είναι μια μή ειδική αλκαλική φωσφατάση (TNSALP: tissue non specific alkaline phosphatase) που μπορεί να εκφραστεί από όλα τα κύτταρα, αλλά σε μεγάλες ποσότητες απαντάται ιδιαίτερα στα οστά, το ήπαρ και τα νεφρά. Στην πραγματικότητα οι TNSALP που εκφράζονται στα οστά, στο ήπαρ και τα νεφρά αποτελούν ισοφόρμες του ίδιου ενζύμου που έχουν όμοια πολυπεπτιδική αλληλουχία, κωδικοποιούνται από το ίδιο γονίδιο και διαφέρουν μόνο σε αλλαγές μετά την φάση της μεταγραφής (posttransational) που αφορούν τους υδρογονάνθρακες (Harris και συν,1980) [22]. Στον άνθρωπο, η αλκαλική φωσφατάση του πλάσματος αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από ίσες ποσότητες του οστικού και του ηπατικού ισοενζύμου της TNSALP. Τα νεογέννητα, τα βρέφη και τα παιδιά έχουν μεγαλύτερη ποσότητα οστικής TNSALP. Η εντερική ALP παρόλο αποτελεί λιγότερο από το 20% των επιπέδων της ALP σε κάποια άτομα μπορεί να αυξηθεί θεαματικά μετά από ένα λιπαρό γεύμα (McComb και συν, 1979) [1]. Η ALP του πλακούντα συνήθως εκφράζεται το τελευταίο τρίμηνο της κύησης. Εξαίρεση αποτελούν κάποιοι όγκοι ικανοί να παράγουν ALP πλακούντα ή σπερματικών κυττάρων (Millán, 1988) [23]. Το γονίδιο που κωδικοποιεί την TNSALP βρίσκεται κοντά στην άκρη του βραχέος σκέλους του χρωμοσώματος 1 (1 p 36.1 p 34), ενώ τα γονίδια για την αλκαλική φωσφατάση του εντέρου, του πλακούντα και των σπερματικών κυττάρων βρίσκονται στην άκρη του μακρού σκέλους του χρωμοσώματος 2 (2 q 34 q 37) ( Harris, 1990) [24]. Το γονίδιο της TNSALP έχει μέγεθος περίπου 50 kb και περιέχει 12 εξόνια, 11 των οποίων μεταφράζονται και εκφράζουν το πλήρες ένζυμο που αποτελείται από 507 αμινοξέα (Weiss και συν, 1988) [25]. Το ενεργό μέρος της TNSALP κωδικοποιείται από έξι εξόνια που εμπεριέχουν 14 αμινοξέα. Από την άλλη πλευρά τα ιστο-ειδικά γονίδια είναι μικρότερου μεγέθους με βραχύτερα ιντρόνια και με ομοιότητες ως προς το τελικό αποτέλεσμα της έκφρασης τους. 5

Πράγματι η αλληλουχία των αμινοξέων μεταξύ της αλκαλικής φωσφατάσης του πλακούντα και του εντέρου είναι όμοια σε ένα ποσοστό 87% ενώ με την TNSALP μόνο κατά 50% ( Harris, 1990) [24]. Οι αλκαλικές φωσφατάσες είναι μεταλλοένζυμα ψευδαργύρου(zn 2 +). Προκειμένου να ασκήσουν την καταλυτική τους δραστηριότητα απαιτείται μία πολυμερής διάταξη πανομοιότυπων υπομονάδων με κάθε μονάδα να περιέχει μία ενεργή θέση και δύο άτομα ψευδαργύρου που παίζουν τον ρόλο του σταθεροποιητή της τρισδιάστατης δομής του μορίου (Kim and Wycoff, 1991) [26]. Οι ιδιότητες και το ιδανικό ph in vitro εξαρτώνται από το είδος και την συγκέντρωση του συμπλέγματος φωσφώρου που υφίσταται την κατάλυση ενώ η καταλυτική δραστηριότητα προαπαιτεί μαγνήσιο (Mg 2+) ως συνεργικό παράγοντα. Ιδανικό υπόστρωμα προς υδρόλυση αποτελούν το ανόργανο πυροφωσφωρικό (PPi) και οι εστέρες φωσφόρου. Ο μηχανισμός περικλείει έναν μηχανισμό φωσφορυλίωσης- αποφωσφορυλίωση μίας σερίνης. Σε αυτές τις περιπτώσεις ο διαχωρισμός του Ρi φαίνεται πως είναι το σημείο κλειδί αφού ο ελεύθερος Ρi αποτελεί έναν ισχυρό αναστολέα της ALP (Kim and Wycoff, 1991) [26]. Η ανάλυση γονιδιακών αλληλουχιών ανθρώπινων ισοενζύμων ALP μας έδειξε ότι το αρχικό πολυπεπτίδιο περιέχει μια μικρή αλληλουχία έναρξης 17-21 αμινοξέων και ένα υδροφοβικό τμήμα στο καρβοξυτελικό του άκρο. Η σύνδεση του μορίου της αλκαλικής φωσφατάσης με την κυτταρική μεμβράνη γίνεται μέσω άγκυρων φωσφατυδιλ-ινοσιτόλ-γλυκοφωσφωλιπιδίων (GPI) που συνδέονται με τα καρβοξυτελικό άκρο του ενζύμου (Whyte και συν1988) [27] και απελευθερώνονται μέσω μιας ειδικής φωσφατιδιλινοσιτολ-φωσφατάσης (Fedde και συν) [28], αν και τελικά η ακριβής δράση μπορεί να διαφέρει ανάμεσα στα διαφορετικά ισοένζυμα αλκαλικής φωσφατάσης. Ο μηχανισμός απελευθέρωσης της αλκαλικής φωσφατάσης από την επιφάνεια των κυττάρων αποτελεί ακόμα αντικείμενο διερεύνησης. Είναι πιθανόν ο μηχανισμός να βασίζεται σε κάποιου είδους κατακερματισμού της μεμβράνης ή πρωτεόλυσης ή λιπόλυσης (Alpers και συν 1990) [29]. 6

1-5:Οστική επιμετάλλωση και αλκαλική φωσφατάση 1-5-1: Γενικά Ως επιμετάλλωση ορίζεται η διαδικασία με την οποία ασβέστιο και φωσφόρος εναποτίθονται εντός ή εκτός των κυττάρων στους οργανισμούς με την μορφή κρυστάλλων υδροξυαπατίτη (Boskey,1998) [30]. Στους ιστούς των ενσπόνδυλων o υδροξυαπατίτης Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH), εναποτίθεται στην εξωκυττάρια θεμέλια ουσία. Φυσιολογικά, η επιμετάλλωση συμβαίνει σε σκληρούς ιστούς όπως τα οστά, η επιφυσιακή πλάκα και τα δόντια και εμπλέκει μια σειρά ιστο-ειδικών κυττάρων (Whyte και συν, 1984) [[31]. Στην επιφυσιακή πλάκα η επιμετάλλωση λαμβάνει χώρα στην υπερτροφική ζώνη όπου όψιμα παραγωγικά και πρώιμα υπερτροφικά χονδροκύτταρα είναι υπεύθυνα για τον σχηματισμό του υδροξυαπατίτη (Whyte και συν,1992) [32]. Στα οστά, τα κύτταρα που είναι υπεύθυνα για την δημιουργία του υδροξυαπατίτη είναι οι οστεοβλάστες και στα δόντια οι οδοντοβλάστες (Whyte και συν,2003) [33]. Από την άλλη πλευρά παθολογική επιμετάλλωση απαντάται σε μαλακούς ιστούς. Ο αρθρικός χόνδρος, ο ιστός του μυοκαρδίου και οι νεφροί παρουσιάζουν έφεση σε παθολογική επιμετάλλωση (Cahill και συν,2007) [34]. Η γήρανση συνδέεται με την μείωση της φυσιολογικής επιμετάλλωσης και την αύξηση της παθολογικής. Παραδείγματα είναι η μείωση της οστικής μάζας που έχει ως αποτέλεσμα την οστεοπόρωση και η αύξηση των καρδιαγγειακών επασβεστώσεων. 1-5-2: Η έκφραση της αλκαλικής φωσφατάσης Σημείο κλειδί στην κατανόηση του ρόλου της αλκαλικής φωσφατάσης στην επιμετάλλωση αποτελούν μελέτες που πραγματεύονται την γονιδιακή της έκφραση κατά την διαφοροποίηση των οστεοβλαστών και των χονδροκυττάρων της επιφυσιακής πλάκας. Τόσο στον οστίτη ιστό όσο και στον χονδρικό της επιφυσιακής πλάκας, η αλκαλική φωσφατάση ξεκινάει την έκφραση της νωρίς κατά την διαφοροποίηση και πολύ σύντομα εμφανίζεται στην κυτταρική επιφάνεια και στα κυστίδια θεμέλιας ουσίας. Αργότερα ενώ άλλα γονίδια όπως αυτό της οστεοκαλσίνης αναβαθμίζονται, η έκφραση της αλκαλικής φωσφατάσης μειώνεται. Ο μηχανισμός μέσα από τον οποίο εκφράζεται είναι αρκετά περίπλοκος. Τα κυριότερα ρυθμιστικά μονοπάτια που ελέγχουν την διαφοροποίηση των οστεοβλαστών, την χονδρογένεση και την έκφραση της αλκαλικής φωσφατάσης είναι το BMP/RUNX2 και ο καταρράκτης WNT ( Gaur και συν, 2005 και 2006) [35,36]. 7

Οι Hassan συν σε μια σχετικά πρόσφατη μελέτη του 2007 [37] που αφορούσε το μονοπάτι BMP/RUNX2, διερεύνησε μια σειρά γονιδίων συμπεριλαμβανομένου του HOX10A το οποίο τελικά εμπλέκεται άμεσα τόσο στην οστεογένεση από τα πρώιμα μεσεγχυματικά κύτταρα, όσο και στην έκφραση της TNSALP. Επιπλέον παράγοντες που πιθανόν παίζουν ρόλο στην έκφραση της αλκαλικής φωσφατάσης είτε αυτόνομα είτε ενεργώντας στο μονοπάτι BMP/RUNX2 είναι η 1,25-(OH)2-vitamin D, το ρετινοικό οξύ και η παραθορμόνη (Paredes 2004 και συν, Wang και συν 2006, Rey και συν 2007, Pacifici και συν 1991) [38,39,40,41] 1-5-3: Οστική επιμετάλλωση Η οστική επιμετάλλωση αδρά μπορεί να διακριθεί σε δύο φάσεις. Η πρώτη φάση ξεκινά με τον σχηματισμό κρυστάλλων υδροξυαπατίτη μέσα στα κυστίδια θεμέλιας ουσίας. Πρόκειται για κυστίδια διαμέτρου 50-100nmπου στην ουσία παίζουν τον ρόλο της αποθήκης ιόντων ασβεστίου και φωσφόρου. Στο εσωτερικό τους διαμορφώνονται οι κατάλληλες συνθήκες για την δημιουργία του υδροξυαπατίτη από ανόργανη ύλη και την καταρχήν αύξηση του μεγέθους του (Anderson και συν 2003) [42]. Στην θεμέλια ουσία υπάρχουν επαρκώς υψηλές ποσότητες ιόντων ασβεστίου και φωσφόρου που μέσω ειδικών μεταφορέων και καναλιών μπαίνουν εντός των κυστιδίων όπου και χρησιμοποιούνται για την δημιουργία το υδροξυαπατίτη. Η σύσταση της μεμβράνης τους σε λιπίδια, διαφέρει από εκείνη της κυτταρικής μεμβράνης των κυττάρων από τα οποία προέρχονται. Πράγματι τα κυστίδια θεμέλιας ουσίας είναι πλούσια σε φωσφατυδιλσερίνη, ένα λιπίδιο με υψηλή έλξη προς τα ιόντα ασβεστίου [43], στις αννεξίνες Α2, Α5, Α6, σε μια ΑΤΡάση ασβεστίου την καλβιδίνη D9k, σε αλκαλική φωσφατάση, στην νουκλεοτιδική πυροφωσφατασική φωσφοδιεστεράση (ΝΡΡ1), στην κυτταρική φωσφατάση PHOSPHO1 και έναν μεταφορέα φωσφόρου-νατρίου τύπου ΙΙΙ (Anderson και συν 2007, van de Lest και συν2007, Wurthier και συν 1975 [43,44,45]. Η δέσμευση των ιόντων ασβεστίου από την εξωκυττάρια θεμέλια ουσία γίνεται μέσω της φωσφατυδιλσερίνης και της καλβιδίνης D9k ενώ οι αννεξίνες σχηματίζουν ένα δίαυλο μέσω του οποίου τα ιόντα ασβεστίου εισέρχονται στα κυστίδια της θεμέλιας ουσίας (Balcerzak και συν, 2003) [46]. 8

Από την άλλη πλευρά η επαρκής ύπαρξη ιόντων φωσφόρου εντός των κυστιδίων θεμέλιας ουσίας γίνεται μέσω άλλων μορίων μεταξύ των οποίων και η TNSALP. Στην πραγματικότητα η ύπαρξη ιόντων φωσφόρου εξασφαλίζεται μέσω δύο μηχανισμών. Ο πρώτος λαμβάνει δράση εντός των κυστιδίων και τον σημαντικότερο ρόλο παίζει η κυτταρική φωσφατάση PHOSPHO1 (EC 3.1.3.75). Πρόκειται για μια φωσφατάση που ανήκει στην οικογένεια των αλοοξεικών δυαλογονασών, μια υπεροικογένεια Mg-εξαρτώμενων υδρολάσων (Stewart και συν, 2003) [47], των οποίων τα επίπεδα είναι περίπου εκατό φορές υψηλότερα στα κύτταρα των ιστών υπό επιμετάλλωση σε σχέση με τους μή μεταλλωμένους ιστούς (Hewston και συν, 2004) [48]. Η PHOSPHO1 λοιπόν ενεργοποιείται εντός των κυστιδίων της θεμέλιας ουσίας παρουσιάζοντας υψηλή φωσφουδρολασική δραστηριότητα έναντι της φωσφοαιθανολαμίνης και της φωσφοχολίνης προμηθεύοντας έτσι ιόντα φωσφόρου (Roberts και συν, 2004) [49]. Ο δεύτερος μηχανισμός μέσω του οποίου εξασφαλίζονται ιόντα φωσφόρου τόσο εντός των κυστιδίων της θεμέλιας ουσίας, όσο και έξω από αυτά κατά την δεύτερη φάση της επιμετάλλωσης, λαμβάνει χώρα στην θεμέλια ουσία. Τα πιο σημαντικά μόρια σε αυτόν τον μηχανισμό είναι η TNSALP και η νουκλεοτιδική πυροφωσφατάση/φωσφοδιεστεράση 1 (ΝΡΡ1) (Roberts και συν, 2004) [50]. Η ΝΡΡ1 εκφράζεται σε πλήθος ιστών συμπεριλαμβανομένων του οστού και του χόνδρου και η κύρια δραστηριότητα της είναι η υδρόλυση εστέρων. Ο ρόλος της ΝΡΡ1 κατά την πρώτη φάση της επιμετάλλωσης είναι ο καταβολισμός ενός ΑΤΡ με αποτέλεσμα την δημιουργία ενός ADP και ενός μορίου ανόργανου πυροφωσφορικού (PPi) (Terkeltaub και συν, 2001) [51]. Στη συνέχεια η TNSALP υδρολύει το PPi σε Pi παρέχοντας ιόντα φωσφόρου τόσο εντός των κυστιδίων θεμέλια ουσίας μέσω μιας αντλίας Na/Pi, όσο και εκτός αυτών κατά την δεύτερη φάση της επιμετάλλωσης (Hessle και συν, 2002) [52]. 9

Η δεύτερη φάση της επιμετάλλωσης ξεκινά με την απελευθέρωση των κρυστάλλων του υδροξυαπατίτη. Αυτή η διαδικασία ενορχηστρώνεται από την δράση μιας σειράς προαγωγών και αναστολέων της επιμετάλλωσης που εμπεριέχουν μια πλειάδα μή κολλαγονικών πρωτεϊνών της θεμέλιας ουσίας (Giachelli και συν, 2005) [53]. Τελικά αυτοί οι κρύσταλλοι θα χρησιμεύσουν ως ικρίωμα πάνω στο οποίο θα προστεθούν νέοι κρύσταλλοι οι οποίοι εναποτίθενται ανάμεσα στα ινίδια κολλαγόνου οδηγώντας τελικά στην μετάλλωση (Anderson και συν 2003) [42]. Η εικόνα 1-1 παρουσιάζει αδρά όσα περιγράφηκαν πιο πάνω. Εικόνα 1-1: Μοντέλο των παραγόντων που συμμετέχουν στην οστική μετάλλωση (Millan και συν, 2012) [54]. 10

ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Κεφάλαιο 2 ΥΠΟΦΩΣΦΑΤΑΣΙΑ 2-1: Εισαγωγή Η υποφωσφατασία είναι μία κληρονομική νόσος που χαρακτηρίζεται από ελαττωματική οστική επιμετάλλωση λόγω της μειωμένης δραστηριότητας του μή ειδικού ενζύμου της αλκαλικής φωσφατάσης (TNSALP) εξαιτίας μεταλλάξεων του γονιδίου του. Η συχνότητα της είναι περίπου 1/100.000 για τις πιο βαριές μορφές. Ο τρόπος μεταβίβασης δεν είναι συγκεκριμένος. Οι πιο βαριές μορφές κληρονομούνται με τρόπο αυτοσωμικά επικρατούντα, ενώ οι ηπιότερες μορφές με τρόπο είτε αυτοσωμικά επικρατούντα, είτε αυτοσωμικά υπολειπόμενο. Η κλινική εκδήλωση της νόσου παρουσιάζει τεράστια ετερογένεια και οι διάφορές μορφές της εμφανίζονται με συμπτωματολογία που κυμαίνεται από απλά κατάγματα κατά την ενήλικο ζωή έως και τον περιγεννητικό θάνατο. Η διάγνωση βασίζεται κυρίως στα χαμηλά επίπεδα αλκαλικής φωσφατάσης στον ορό και στην μοριακή εξέταση του γονιδίου που κωδικοποιεί την TNSALP. Η θεραπεία της αποτελεί ακόμα αντικείμενο έρευνας με τελευταία και πολλά υποσχόμενη μέθοδος την χρήση ενός ανασυνδυασμένου μορίου της TNSALP. 2-2 : Ιστορία της υποφωσφατασίας Ο όρος υποφωσφατασία αναφέρθηκε για πρώτη φορά το 1948 από έναν καναδό παιδίατρο τον John C. Rathbun (εικόνα 2-1) ο οποίος τον χρησιμοποίησε για να περιγράψει την περίπτωση ενός βρέφους που απεβίωσε κατά τα φαινόμενα από επίκτητη ραχίτιδα και επιληπτικές κρίσεις, αλλά παραδόξως εμφάνιζε και χαμηλές τιμές αλκαλικής φωσφατάσης στον ορό, στα οστά και σε άλλους ιστούς (Rathbun, 1948) [55]. Στη συνέχεια το 1955 και με τη χρήση της χρωματογραφίας σε χαρτί ανακαλύπτονται αυξημένες ποσότητες φωσφοαιθανολαμίνης (ΡΕΑ) στα ούρα ασθενών που έπασχαν από υποφωσφατασία, προσθέτοντας στην διάγνωση έναν ακόμα βιοχημικό δείκτη πέραν της χαμηλής τιμής της αλκαλικής φωσφατάσης ( Fraser και συν, 1955 ; McCanceet και συν 1955 ) [56,57]. 11

Το 1965 και το 1971 αντίστοιχα, η ανακάλυψη αυξημένων επιπέδων ανόργανου πυροφωσφορικού (PPi) στα ούρα (Russell, 1965) [58] και στον ορό (Russell, 1971) [59], σε ασθενείς με υποφωσφατασία θα αποτελούσε την βάση για να καταλάβουμε τον μηχανισμό με τον οποίο έχουμε ελαττωματική οστική επιμετάλλωση στην υποφωσφατασία, όταν πολύ αργότερα θα αποδεικνυόταν ο ρόλος του ανόργανου πυροφωσφορικού ως αναστολέας της επιμετάλλωσης. Η ανακάλυψη το 1985, υψηλών συγκεντρώσεων πυριδοξαλ- 5 - φωσφόρου (PLP) σε ασθενείς με υποφωσφατασία, ταυτόχρονα με την κατανόηση του μεταβολισμού της βιταμίνης Β6, αποκάλυψε άλλες παράπλευρες δράσεις της TNSALP που έδιναν απαντήσεις σε εξωσκελετικά συμπτώματα αυτών των ασθενών (Whyte και συν, 1985) [60]. Οι έρευνες τις τελευταίες δύο δεκαετίες είναι προσανατολισμένες στην ανακάλυψη νέων μεταλλάξεων του γονιδίου της TNSALP σε μοριακό επίπεδο και στην εφαρμογή νέων θεραπευτικών σχημάτων με καλύτερα αποτελέσματα. Εικόνα 2-1: Ο John C. Rathbun (1915-1972) είναι ο πρώτος που χρησιμοποίησε τον όρο υποφωσφατασία 12

2-3: Φυσιοπαθολογία της υποφωσφατασίας Η νόσος οφείλεται σε μεταλλάξεις του γονιδίου που εκφράζει την TNSALP. Όπως αναφέρθηκε ήδη στο προηγούμενο κεφάλαιο οι αλκαλικές φωσφατάσες αποτελούν μια μεγάλη οικογένεια ενζύμων που μπορούν να βρεθούν σε πολλούς οργανισμούς και έχουν ως κύρια λειτουργία την κατάλυση μονοεστέρων φωσφόρου και την απελευθέρωση ανόργανου φωσφόρου (Pi). Η καταλυτική δραστηριότητα της αλκαλικής φωσφατάσης οφείλεται στην πολυμερή διάταξη ολόιδιων μονομερών τμημάτων. Κάθε τέτοια μονάδα αποτελείται από ένα ενεργό μέρος και περιέχει δύο ιόντα ψευδαργύρου (Zn++) και ένα μαγνησίου (Mg++) που σταθεροποιούν την τρισδιάστατη δομή (Kim και Wyckoff, 1991) [61]. Για πολλά χρόνια η μόνη πηγή πληροφοριών για την δομή των αλκαλικών φωσφατάσων (APs) προέρχονταν από την αλκαλική φωσφατάση του Escherichia coli. Στην συνέχεια και βασιζόμενοι σε αυτές τις πληροφορίες αναπτύχθηκαν τα τρισδιάστατα μοντέλα των APs του ανθρώπου. Η πρώτη ήταν η αλκαλική φωσφατάση του πλακούντα (εικόνα 2-2) και μας κατέδειξε ότι υπάρχουν περιοχές που εμφανίζονται αποκλειστικά και μόνο στον άνθρωπο (Le Du και συν, 2001 Le Du και Millan, 2002) [62,63]. Όσον αφορά την δομή της TNSALP έχουν αναγνωριστεί πέντε λειτουργικές περιοχές. Το ενεργό μέρος είναι το κέντρο της καταλυτικής δραστηριότητας. Το αμινοτελικό άκρο είναι σημαντικό για την σταθερότητα και τις αλλοστερικές ιδιότητες του ενζύμου (Hoyalaerts και συν,2006) [64]. Το κεφαλικό μέρος είναι ένας παράγοντας κλειδί στην ειδικότητα που παρουσιάζει ως προς κάποιους αναστολείς (Kozlenkov και συν, 2004) [65], την σταθερότητα στην αύξηση της θερμοκρασίας (Bossi και συν, 1993) [66], την αλλοστερική συμπεριφορά (Hoyalaerts και συν, 1997) [67], και ίσως της σύνδεσης της TNSALP με το κολλαγόνο (Hoyalaerts και συν, 1991) [68]. 13

Εικόνα 2-2 : τρισδιάστατο μοντέλο διάταξης της TNSALP βασιζόμενο στην κρυσταλλική δομή της ισομορφής της αλκαλικής φωσφατάσης του πλακούντα(le Du και συν, 2002) [62]. Το ενεργό δίμερο αποτελείται από δύο μονόμερα που απεικονίζονται με κίτρινο και μωβ. Το ενεργό μέρος του ενζύμου απεικονίζεται με πράσινο ανοιχτό, η κεφαλική περιοχή με πορτοκαλί, η αμινοτελική έλικα με πράσινο κλειστό και η θέση σύνδεσης με το ασβέστιο με μπλε. Εκτός όμως από την δομή της TNSALP, ο καλύτερος τρόπος να κατανοήσουμε την φυσιοπαθολογία της υποφωσφατασίας και το πώς καταλήγουμε στην κλινική συμπτωματολογία, είναι η αναφορά στα φυσιολογικά υποστρώματα στα οποία η TNSALP δρα και που είναι το ανόργανο πυροφωσφορικό (PPi), ο πυριδοξάλ-5 -φωσφόρος (PLP), και ίσως η φωσφοαιθανολαμίνη (PEA). 14

2-3-1: Ανόργανο πυροφωσφορικό (PPi) Το ανόργανο πυροφωσφορικό αποτελείται από δύο μόρια φωσφόρου που ενώνονται μεταξύ τους με έναν εστερικό δεσμό (Terkeltbau και συν, 2001) [69] και παίζει έναν ρόλο αναστολέα του σχηματισμού του υδροξυαπατίτη (Meyer, 1984) [70]. Το πυροφωσφορικό προέρχεται από τριφωσφορικά δεσοξυνουκλεοτίδια (dntps) μέσω της καταλυτικής δράσης κυτταρικής γλυκοπρωτεΐνης της μεμβράνης 1 (plasma cell membrane glycoprotein-1 (PC-1)). Από την άλλη πλευρά η TNSALP έχει την ικανότητα να υδρολύει το ανόργανο πυροφωσφορικό σε φωσφόρο παρέχοντας έτσι ικανή ποσότητα συνεισφέροντας έτσι στην δημιουργία των κρυστάλλων υδροξυαπατίτη και στην πρόοδο της επιμετάλλωσης. Τελικά θα μπορούσαμε να πούμε πως οι βασικές πρωτεΐνες που εμπλέκονται στην ρύθμιση της αναλογίας PPi/Pi και ως εκ τούτου της επιμετάλλωσης από την πλευρά του φωσφόρου είναι τέσσερεις (εικόνα 2-3). Η TNSALP η οποία υδρολύει το PPi. Η PC-1 η οποία παρέχει το PPi. Η διαμεμβρανική πρωτεΐνη ANKH (mouse progressive ankylosis homologue protein) που παίζει τον ρόλο του μεταφορέα PPi από τον ενδοκυττάριο στον εξωκυττάριο χώρο (Ho και συν,, 2000) [71], και της οστεοποντίνης (ΟΡΝ) ενός ανεξάρτητου αναστολέα του σχηματισμού του υδροξυαπατίτη. Πράγματι οι Hessle και συν σε μια εργασία τους το 2002 [72] απέδειξαν ότι ο αποκλεισμός της έκφρασης του γονιδίου της PC-1 σε TNSALP - knockout ποντίκια εξισορρόπησε τον ρυθμό οστικής επιμετάλλωσης, καθώς επίσης και ο αποκλεισμός της έκφρασης του γονιδίου της TNSALP σε PC-1- knockout ποντίκια διόρθωσε την αρχική υπερεπιμετάλλωση. 15

Εικόνα 2-3 : Μοντέλο ρύθμισης την εναπόθεσης του υδροξυαπατίτη. Το ανόργανο πυροφωσφορικό στον εξωκυττάριο χώρο παρέχεται είτε από την υδρόλυση τριφωσφορικών νουκλεοτιδίων (NTPs) μέσω της δράσης της PC-1, είτε κατευθείαν από τον ενδοκυττάριο χώρο μέσω των δίαυλων της ANKH. Η TNSALP υδρολύει το ανόργανο πυροφωσφορικό παρέχοντας φωσφόρο που σε συνδυασμό με το ασβέστιο εναποτίθενται ως υδροξυαπατίτης. Η οστεοποντίνη επάγεται από το PPi και αποτελεί ανεξάρτητο αναστολέα σχηματισμού του υδροξυαπατίτη (Hessle και συν, 2002) [72] 2-3-2: Πυριδοξίν-5 -φωσφόρος (PLP) Ο Πυριδοξίν-5 -φωσφόρος αποτελεί τον φωσφορυλιομένο παράγοντα της πυριδοξίνης δηλαδή της βιταμίνης Β6. Μία από τις δράσεις της TNSALP είναι η υδρόλυση του PLP έτσι ώστε το κομμάτι PL να ξεπεράσει τον αίματο-εγκεφαλικό φραγμό όπου και θα ξαναγίνει PLP. Σε επίπεδο νευρικών κυττάρων πλέον ο PLP δρά ως συνένζυμο της δεκαρβοξυλάσης του γλουταμικού οξέος, ενός ενζύμου που είναι υπεύθυνο για την σύνθεση του γάμμα-αμινοβουτυρικού οξέος η απουσία του οποίου από τον οργανισμό προκαλεί επιληπτικές κρίσεις (Baxter, 2003) [73]. Συνεπώς, σε ασθενείς με υποφωσφατασία, η ανικανότητα υδρόλυσης του PLP λόγω της έλλειψης TNSALP μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την ανεπάρκεια βιταμίνης Β6 σε επίπεδο κεντρικού νευρικού συστήματος και κλινικό σύμπτωμα την εκδήλωση σπασμών (Waymire και συν, 1995) [74]. 16

2-3-3: Φωσφοαιθανολαμίνη (ΡΕΑ) Η φωσφοαιθανολαμίνη παίζει ρόλο στην μετάλλωση παρέχοντας Pi μέσω της υδρόλυσης της από την PHOSPHO-1. Η όλη διαδικασία λαμβάνει χώρα κατά το πρώτο στάδιο της επιμετάλλωσης εντός των κυστιδίων της θεμέλιας ουσίας (εικόνα 1-1). Φαίνεται πως η φωσφοαιθανολαμίνη υδρολύεται από την δράση της TNSALP (Millan και συν, 2006) [2]. 2-4: Γενετική της υποφωσφατασίας 2-4-1:Μεταλλάξεις του γονιδίου ALPL Το γονίδιο ALPL που κωδικοποιεί την σύνθεση της TNSALP, αποτελείται από 12 εξόνια που συνολικά έχουν ένα μέγεθος περίπου 50 kb. Η ειδικότητα που παρουσιάζει η TNSALP σε κάποιους ιστούς οφείλεται σε εξειδικευμένες ενέργειες κατά την φάση της μεταγραφής και της μετάφρασης που ελέγχονται από δύο διαφορετικά εξόνια (Terao και συν, 1990) [75]. Το παράγωγο που προκύπτει από το εξόνιο 1Β ανευρίσκεται στα οστά και τα νεφρά, ενώ το παράγωγο από το εξόνιο 1L ανευρίσκεται στο ήπαρ ( Matsuura και συν, 1990) [76]. Η πρώτη μετάλλαξη του γονιδίου ALPL αναφέρεται στην βιβλιογραφία το 1988 από τους Weiss και συν [77]. Ο ασθενής ήταν ένα βρέφος από τον Καναδά που έπασχε από μία θανατηφόρο μορφή υποφωσφατασίας και οι γονείς ήταν πρώτα ξαδέρφια. Η μετάλλαξη ήταν η A162T (c.535g > A) και ήταν όμοια και για τα δύο αλλήλια. Στη συνέχεια οι Hethorn και συν, το 1992 [78] αναφέρουν άλλες οχτώ μεταλλάξεις αντικατάστασης σε τέσσερεις ασθενείς με περιγεννητική ή βρεφική υποφωσφατασία που δεν σχετίζονταν μεταξύ τους. Το 1993 οι Greenberg και συν [79] ανακάλυψαν την ομοζυγωτική μετάλλαξη που είναι υπεύθυνη, όπως θα δούμε και στην συνέχεια για τον υψηλό επιπολασμό της νόσου στη φυλή των Μενονιτών του Καναδά. Σήμερα αναφέρονται πάνω από 260 μεταλλάξεις η καταγραφή των οποίων παρέχεται και ανανεώνεται διαρκώς στον παρακάτω ιστότοπο : http://www.sesep.uvsq.fr/database_hypo/mutation.html. Οι περισσότερες από αυτές είναι μεταλλάξεις αντικατάστασης, ενώ συνολικά αναφέρονται στον πίνακα 2-1. 17

ΤΥΠΟΣ ΜΕΤΑΛΛΑΞΗΣ ΠΟΣΟΣΤΟ ΑΝΤΙΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ 79% ΔΙΑΓΡΑΦΗΣ 9.6% ΣΥΝΔΕΣΗΣ 4.8% NON SENSE 2.7% ΠΡΟΣΘΗΚΗΣ 2.1% ΕΛΛΕΙΨΗΣ 2 περιπτώσεις [80] DE-NOVO ΜΕΤΑΛΛΑΞΗ 1 περίπτωση [81] Πίνακας 2-1: Τύποι και ποσοστιαία αναλογία μεταλλάξεων του γονιδίου ALPL. Στοιχεία από Mornet, 2008 [82] Κάποιες από τις μεταλλάξεις φαίνεται πως καταγράφονται αρκετά συχνά σε ασθενείς συγκεκριμένων πληθυσμών και γεωγραφικών διαμερισμάτων. Έτσι για παράδειγμα οι μεταλλάξεις c.1559delt και F310L αντιπροσωπεύουν το 40.9% και 13.6% αντίστοιχα του συνολικού ποσοστού μεταλλάξεων στους ασθενείς στην Ιαπωνία [83]. Η μετάλλαξη c.571g > A (E174K) ανευρίσκεται σε πάνω από τους μισούς ασθενείς που πάσχουν από υποφωσφατασία ήπιας μορφής στην Ευρώπη [84], ενώ η μετάλλαξη c.1001g > A (G317D) αντιπροσωπεύει την πιο συχνή μετάλλαξη στην κοινότητα των Μενονιτών του Καναδά [85]. Στις Η.Π.Α η μετάλλαξη c.1133a >T (D361V) που είναι υπεύθυνη για μια περιγεννητική καλοήθη μορφή υποφωσφατασίας είναι η πιο συχνή [86], ενώ στην Αφρική η νόσος πρακτικά δεν υπάρχει αφού έχει καταγραφεί μόνο ένα περιστατικό [87]. 18

2-4-2: Γονότυπος Η υποφωσφατασία κληρονομείται είτε με τρόπο αυτοσωμικά υπολειπόμενο είτε με τρόπο αυτοσωμικά επικρατούντα. Πάντως στις περισσότερες περιπτώσεις οι ασθενείς κληρονομούν την νόσο αυτοσωμικά υπολειπόμενα ως ετεροζυγώτες δύο αλληλίων που φέρουν διαφορετικές μεταλλάξεις το καθένα (Greenberg και συν, 1990) [88]. Ο μεγάλος αριθμός διαφορετικών μεταλλάξεων του γονιδίου ALPL επιφέρει έναν μεγάλο αριθμό ετερόζυγων γονότυπων με διαφορετική κλινική έκφραση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την δυσκολία στην εκτίμηση της βαρύτητας μιας μετάλλαξης. Σύμφωνα με μια πολυκεντρική μελέτη των Greenberg,Whyte και Mornet [89], σε 31 ασθενείς πάσχοντες από υποφωσφατασία μηδέν έως 12 ετών, οι 26 έφεραν ετεροζυγωτικές μεταλλάξεις, 3 ομοζυγωτικές (2 εκ των οποίων την μετάλλαξη που αφορά τον πληθυσμό των Μενονιτών). Το αξιοσημείωτο είναι ότι σε έναν ασθενή δεν ήταν δυνατό να ταυτοποιηθεί κάποια γνωστή μετάλλαξη. Τελικά από αυτή την μελέτη προστέθηκαν στις ήδη υπάρχοντες άλλε εφτά νέες μεταλλάξεις. Ίσως ο καλύτερος συσχετισμός με την βαρύτητα της νόσου είναι η ενζυμική δραστηριότητα της μεταλλαγμένης πρωτεΐνης. Πράγματι οι ασθενείς με υποφωσφατασία ήπιας μορφής φέρουν τουλάχιστον μία μετάλλαξη που διατηρεί μια υπολειπόμενη ενζυμική δράση, ενώ ασθενείς με υποφωσφατασία βαρειάς μορφής φέρουν μεταλλάξεις που δεν έχουν καμία δράση (Orimo και συν,2001) [90]. Άλλες μελέτες απέδειξαν ότι οι μεταλλάξεις αντικατάστασης που εντοπίστηκαν σε περιπτώσεις υποφωσφατασίας βαριάς μορφής παράγουν μια TNSALP που δεν έχει την ικανότητα να φτάσει στην κυτταρική μεμβράνη αλλά συγκεντρώνεται στο σύστημα golgi όπου και διασπάται χωρίς να ασκεί καμία δράση, ενώ από την άλλη πλευρά οι μεταλλάξεις που συνδέονταν με υποφωσφατασία ήπιας μορφής φαίνεται πως τουλάχιστον σε κάποιο ποσοστό εντοπίζονται στην κυτταρική μεμβράνη (Fukusi και συν, 1998, Ishida και συν, 2003, [91.92]. Άλλες πάλι μελέτες βασίστηκαν στον εντοπισμό των μεταλλάξεων στο τρισδιάστατο μοντέλο της αλκαλικής φωσφατάσης που βρίσκεται στην εικόνα 2-2. 19

Φαίνεται πως οι πιο σοβαρές μεταλλάξεις με την πιο βαρειά κλινική εικόνα αφορούν τα βασικά μέρη της πρωτεΐνης. Πράγματι από τις 130 μεταλλάξεις αντικατάστασης που λόγω της κλινικής εικόνας των ασθενών κατηγοριοποιήθηκαν ως σοβαρές, οι 98 (75,4%) αφορούν τα κύρια μέρη του γονιδίου [82]. 2-4-3: Φαινότυπος Η φαινοτυπική έκφραση της υποφωσφατασίας μπορεί να είναι εξαιρετικά ετερογενής σε βαθμό που η σύνδεση γονότυπου/φαινότυπου να είναι εξαιρετικά δύσκολη ακόμα και σε ασθενείς που έχουν τον ίδιο γονότυπο. Για παράδειγμα σε ένα case report των Barcia και συν [93], ένα βρέφος δύο μηνών πάσχων από βρεφική υποφωσφατασία βρέθηκε να είναι ετεροζυγώτης σε δύο μεταλλάξεις αντικατάστασης. Εμφάνισε αδυναμία λήψης βάρους, υπερασβεστιαιμία, νεφρασβέστωση, χαμηλές τιμές αλκαλικής φωσφατάσης και μειωμένο οστικό μεταβολισμό που είχε σαν αποτέλεσμα χαμηλό ανάστημα, πρόωρη απώλεια των νεογιλών δοντιών και κρανιοσυνοστέωση. Στην ίδια οικογένεια γεννήθηκε ένα δεύτερο παιδί που έφερε τις ίδιες μεταλλάξεις αλλά εμφάνισε μόνο ήπια συμπτώματα ραχίτιδας και αύξηση των υποστρωμάτων της TNSALP. Σε μια άλλη περίπτωση οι Stevenson και συν μελέτησαν δύο αδέρφια [94]. Το ένα παιδί διαγνώστηκε με παραμορφώσεις των μακρών οστών κατά την ενδομήτριο ζωή, ενώ το άλλο ήταν φυσιολογικό κατά την γέννηση και στην πορεία διαγνώσθηκε με παιδική υποφωσφατασία. Το πρώτο παιδί μετά την γέννηση του σε ακτινολογικό έλεγχο βρέθηκε να έχει κυρτωμένα το δεξί βραχιόνιο, την δεξιά κερκίδα και την δεξιά ωλένη. Παρατηρήθηκε επίσης πώρος ενδεικτικός παρουσίας καταγμάτων σε πώρωση. Οι μεταφύσεις ήταν οστεοπενικές και ακανόνιστου σχήματος. Στο άλλο παιδί η πρώτη εκδήλωση της νόσου ήταν στου 19 μήνες με την πρόωρη απώλεια το δοντιών. Κατά τον επανέλεγχο στα 2,5 έτη δεν εμφάνιζε παραμόρφωση των μακρών οστών αλλά είχε βραχύ ανάστημα, μακροκεφαλία και καθυστέρηση των κινητικών του ικανοτήτων. Και τα δύο παιδιά είχαν χαμηλές τιμές αλκαλικής φωσφατάσης και υψηλές τιμές PLP στον ορό. Και τα δύο αδέρφια ήταν ετεροζυγώτες μεταλλάξεων αντικατάστασης. 20

Τα παραπάνω παραδείγματα αντικατοπτρίζουν την εξαιρετικά μεγάλη ετερογένεια έκφρασης της υποφωσφατασίας ακόμα και σε ασθενείς της ίδιας οικογένειας με αποτέλεσμα την δυσκολία πρόβλεψης του πραγματικού φαινότυπου βασιζόμενοι στον γονότυπο (Εικόνα 2-4). Εικόνα 2-4: Ετερογένεια κλινικής εικόνας δύο αδερφών που είναι ετεροζυγώτες της ίδιας μετάλλαξης του γονιδίου της TNSALP. Το κορίτσι στα δεξιά σε ηλικία 5 ετών παρουσιάζει χαμηλό βάρος, μικρή ανάπτυξη, βαριά ραχίτιδα και πρόωρη απώλεια οδόντων. Η αδερφή του στα αριστερά σε ηλικία 2,5 ετών παρουσιάζει ήπια ραχίτιδα και καλούς ρυθμούς ανάπτυξης.(barcia και συν, 1997) [93]. 21

2-5: Επιδημιολογία Η τεράστια ετερογένεια της νόσου κάνει επίσης εξαιρετικά δύσκολο τον υπολογισμό του πραγματικού επιπολασμού της νόσου. Ίσως ο καλύτερος τρόπος προσέγγισης της πραγματικότητας είναι καταρχήν ο διαχωρισμός μεταξύ μιας βαριάς μορφής της νόσου που επιφέρει σοβαρή συμπτωματολογία που θα αναφερθεί παρακάτω και μιας ήπιας μορφής με ελάχιστη συμπτωματολογία που για αυτόν ακριβώς τον λόγο είναι δύσκολο να διαγνωσθεί και να καταγραφεί. Οι μελέτες που έχουν ως κύριο θέμα τον επιπολασμό της υποφωσφατασίας είναι ελάχιστες. Το 1957, ο επιπολασμός της βαριάς μορφής της υποφωσφατασίας σύμφωνα με τα αρχεία του παιδιατρικού νοσοκομείου του Τορόντο ήταν 1/100.000. (Fraser D, 1957) [95]. Η τιμή αυτή είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη στην βιβλιογραφία. Όμως στην πραγματικότητα ο επιπολασμός της υποφωσφατασίας διαφέρει ανάλογα με την γεωγραφική θέση ή την φυλή. Ο επιπολασμός της υποφωσφατασίας σε μια κλειστή κοινότητα ινδιάνων, των Μενονιτών του Καναδά, αναφέρεται ότι φτάνει στο 1/2500 (Greenberg και συν, 1993) [79]. Στην Ιαπωνία ο επιπολασμός της υποφωσφατασίας υπολογίζεται στο 1/900.000 (Watanabe και συν, 2010) [96], ενώ αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι από όλα τα περιστατικά το 41% οφείλεται στην ομόζυγη μετάλλαξη c.1559delt (Michigami και συν, 2005) [97]. Στην Αμερική σε νέγρους Αφρικανικής ρίζας η υποφωσφατασία είναι εξαιρετικά σπάνια (Whyte και συν, 2006) [98]. Στην Ευρώπη τα πιο αξιόπιστα στοιχεία όσον αφορά τον επιπολασμό της υποφωσφατασίας έρχονται από μια μελέτη του 2010 από τους Mornet και συν [99]. Η μελέτη αυτή προσπαθεί να καταγράψει όχι μόνο τον επιπολασμό της βαριάς μορφής της υποφωσφατασίας αλλά και να υπολογίσει και την συχνότητα των πιο ελαφρών μορφών που λόγω της ετερογένειας των συμπτωμάτων είναι δύσκολο να καταγραφούν. 22

Ο επιπολασμός της βαριάς μορφής υποφωσφατασίας υπολογίστηκε σύμφωνα με τον αριθμό των περιστατικών που αναφέρθηκαν στο συγκεκριμένο κέντρο από το 2000 έως και το 2009 από την Γαλλία και άλλες 20 ευρωπαϊκές χώρες. Το συγκεκριμένο κέντρο είναι το μοναδικό που διενεργεί μοριακό έλεγχο υποφωσφατασίας στην Γαλλία κα από τα ελάχιστα στην Ευρώπη, οπότε οι συγγραφείς ξεκινούν από την υπόθεση ότι όλα τα περιστατικά της Γαλλίας και τα περισσότερα στην Ευρώπη διαγνώστηκαν στο κέντρο τους. Μέσα σε δέκα χρόνια (2000-2009) οι συγγραφείς διέγνωσαν στο κέντρο τους 65 περιστατικά προερχόμενα από την Γαλλία, 26 από τα οποία αφορούσαν υποφωσφατασία βαριάς μορφής (16 περιγεννητική μορφή και 10 βρεφική μορφή). Αν υποθέσουμε λοιπόν ότι οι γεννήσεις στην Γαλλία ήταν 770.000 ανά έτος (Sardon, 2006) [100], η συχνότητα ανέρχεται σε 26/ (10 χ 770.000) = 1/297.000. Την ίδια περίοδο (2000-2009), στο ίδιο κέντρο διαγνώστηκαν 119 περιστατικά υποφωσφατασίας από 20 άλλες ευρωπαϊκές χώρες. Από αυτά τα 75 αφορούσαν περιπτώσεις βαριάς μορφής (47 περιγεννητική μορφή και 28 βρεφική μορφή). Αν υποθέσουμε λοιπόν ότι οι γεννήσεις σε αυτές τις χώρες ήταν 4.030.000 ανά έτος (Sardon, 2006) [100], η συχνότητα ανέρχεται σε 75/ (10 χ 4.030.000) = 1/538.000. Πάντως αξιοσημείωτο είναι το γεγονός ότι εμφανίζονται στατιστικά σημαντικές διαφορές ανάμεσα στους πληθυσμούς της βόρειας Ευρώπης και αυτούς της νοτιοανατολικής Ευρώπης. Έτσι ενώ στην βόρεια Ευρώπη η συχνότητα ανέρχεται σε 1/366.000, τιμή παρόμοια με αυτή της Γαλλίας, στην νοτιοανατολική Ευρώπη η συχνότητα εμφανίζεται αισθητά μικρότερη στο 1/ 1.358.000. Τελικά πάντως δεν είναι ξεκάθαρο αν αυτή η τεράστια διαφορά είναι όντως πραγματική ή οφείλεται στο γεγονός ότι τα περιστατικά από την νοτιοανατολική Ευρώπη δεν αναφέρονται τόσο συχνά. 23

2-6: Κλινική εικόνα Όπως έχει ήδη αναφερθεί, ένα από τα πιο σημαντικά χαρακτηριστικά της νόσου είναι η εξαιρετικά μεγάλη ετερογένεια ως προς την συμπτωματολογία. Πράγματι στην κλινική πράξη μπορούν να διαγνωσθούν ασθενείς με τα ίδια βιοχημικά χαρακτηριστικά της νόσου που όμως ανάλογα με τον τύπο της μετάλλαξης αλλά και άλλους γενετικούς και μή γενετικούς παράγοντες, κλινικά να εκφράζεται με ένα τεράστιο εύρος που κυμαίνεται όπως θα δούμε και παρακάτω από ένα σχεδόν ασυμπτωματικό ενήλικα έως και τον περιγεννητικό θάνατο. Ένα δεύτερο στοιχείο που θα πρέπει να έχουμε υπόψιν μας είναι ότι η υποφωσφατασία ενώ είναι μια νόσο του οστικού μεταβολισμού με κατεξοχήν σκελετικές διαταραχές, παρουσιάζει επιπλοκές και σε αρκετά άλλα συστήματα. 2-6-1: Επιδράσεις στον σκελετό Η υποφωσφατασία ανάλογα με τον χρόνο εκδήλωσης που είναι σε άμεση συνάρτηση με την βαρύτητα των συμπτωμάτων στον σκελετό, μπορεί να ταξινομηθεί σε πέντε βασικούς τύπους: την περιγεννητική, την βρεφική, την παιδική, την ενήλικη μορφή καθώς και την εκδήλωση της νόσου μόνο στα δόντια την λεγόμενη οδοντοϋποφωσφατασία (Πίνακας 2-2). ΜΟΡΦΗ ΥΠΟΦΩΣΦΑΤΑΣΙΑΣ ΠΕΡΙΓΕΝΝΗΤΙΚΗ ΒΡΕΦΙΚΗ ΠΑΙΔΙΚΗ ΕΝΗΛΙΚΗ ΟΔΟΝΤΟΥΠΟΦΩΣΦΑΤΑΣΙΑ ΗΛΙΚΙΑ ΕΝΑΡΞΗΣ ΣΥΜΠΤΩΜΑΤΩΝ ΕΝΔΟΜΗΤΡΙΑ > 6 ΜΗΝΩΝ 6 ΜΗΝΩΝ 18 ΕΤΩΝ < 18 ΕΤΩΝ ΚΑΘΕ ΗΛΙΚΙΑ Πίνακας 2-2: Κλινικές μορφές υποφωσφατασίας και ηλικία εμφάνισης τους. 24

2-6-1-1: Περιγεννητική μορφή Πρόκειται για την πιο βαριά μορφή υποφωσφατασίας με γενικευμένες διαταραχές σε όλο τον σκελετό. Οι εκδηλώσεις της νόσου ξεκινούν από την ενδομήτριο ζωή με μια εκτεταμένη υπομετάλλωση του χόνδρου και των οστών που τελικά επιφέρει τον θάνατο είτε πριν είτε λίγο μετά την γέννηση. Κάποια νεογέννητα μπορεί να επιβιώσουν για κάποιες εβδομάδες, όμως οι ραχιτικές αλλοιώσεις στον θώρακα και πιθανόν η υποπλασία των πνευμόνων (Silver και συν, 1988) [101] οδηγεί στην αναπνευστική ανεπάρκεια και τελικά τον θάνατο. Πάντως σύμφωνα με μια πρόσφατη μελέτη των Rodriguez και συν, του 2012 [102] πάνω στην εμβιομηχανική του αναπνευστικού συστήματος με επιπλοκές του θωρακικού κλωβού λόγω υποφωσφατασίας, η αναπνευστική δυσχέρεια αποδόθηκε επί το πλείστον στην παρεκτόπιση των κοιλιακών οργάνων και όχι αυτού καθ εαυτού του θωρακικού κλωβού. Ακτινογραφικά η περιγεννητική υποφωσφατασία παρουσιάζει χαρακτηριστικά ευρήματα. Σε πολλά νεογνά απεικονίζεται η σχεδόν πλήρης απουσία επιμετάλλωσης (Εικόνα 2-5), ενώ σε άλλα παρατηρούνται σοβαρές ραχιτικές διαταραχές τόσο στον θώρακα (Εικόνα 2-6) όσο κα στα μακρά οστά (εικόνα 2-7). Πολύ συχνά οι σπόνδυλοι απεικονίζονται μερικώς ή και καθόλου (εικόνα 2-8) ενώ ένα άλλο χαρακτηριστικό απεικονιστικό εύρημα είναι η αναγνώριση οστικών ή οστεοχόνδρινων προεξοχών από τα μακρά οστά που ονομάζονται σπιρούνια του Bowdler (Bowdler spurs) (εικόνα 2-9). Τέλος και τα πλατιά οστά του κρανίου πολύ συχνά οστεοποιούνται μόνο στον πυρήνα τους με αποτέλεσμα να δίνουν την ψευδή εντύπωση ότι οι πηγές είναι ανοικτές. 25

Εικόνα 2-5: ακτινογραφία εμβρύου με περιγεννητική υποφωσφατασία με απουσία επιμετάλλωσης (Edward και συν, 2013) [103] Εικόνα 2-6: ραχιτικές αλλοιώσεις στον θώρακα σε νεογέννητο με περιγεννητική υποφωσφατασία (Greenberg και συν, 2013) [104] 26

Εικόνα 2-7: ραχιτικές αλλοιώσεις μακρών οστών σε νεογέννητο με περιγεννητική υποφωσφατασία (Whyte, 2012) [105] Εικόνα 2-8 και 2-9: ακτινογραφίες εμβρύου 18 εβδομάδων με περιγεννητική υποφωσφατασία. Οι σπόνδυλοι είναι οστεοποιημένοι μόνο στην κατώτερη σπονδυλική στήλη. Στην δεύτερη εικόνα διακρίνεται μία προεξοχή του μηρού που δεν είναι πλήρως οστεοποιημένοι (Bowdler spur) (Mornet 2007). [106] 27

2-6-1-2: Βρεφική μορφή Οι σκελετικές επιπλοκές της βρεφικής υποφωσφατασίας εκδηλώνονται μετά την γέννηση αλλά πριν τους πρώτους έξι μήνες. Κατά την γέννηση το βρέφος μπορεί να φαίνεται φυσιολογικό και οι πρώτες ενδείξεις να εκδηλωθούν με την φτωχή σίτιση, την υποτονία και την αδυναμία λήψης βάρους. Τα κλινικά ευρήματα ραχίτιδας έπονται και ουσιαστικά είναι αυτά που θέτουν την διάγνωση. Ο θώρακας πολλές φορές έχει χάσει την μορφή του είτε από τις ραχιτικές αλλοιώσεις είτε από κατάγματα πλευρών με αποτέλεσμα τις συχνές πνευμονίες και την αναπνευστική ανεπάρκεια (Εικόνα 2-10). Όπως και στην περιγεννητική υποφωσφατασία οι πηγές του κρανίου μπορεί να φαίνονται ανοικτές εξαιτίας της υπομετάλλωσης (Εικόνα 2-11, 2-12). Οι ακτινογραφίες στα μακρά οστά απεικονίζουν ραχιτικές αλλοιώσεις με χαρακτηριστικότερο εύρημα την μετάπτωση από σχεδόν φυσιολογικές διαφύσεις σε καθολικά υπομεταλλωμένες επιφύσεις (Εικόνα 2-13). Εικόνα 2-10: ραχιτικές αλλοιώσεις στον θώρακα και κατάγματα πλευρών σε ασθενή με βρεφική υποφωσφατασία (Whyte, 2012) [105] 28

Εικόνα 2-11: αξονική τομογραφία σε βρέφος με υποφωσφατασία με προοδευτική υπομετάλλωση των οστών του κρανίου σε ηλικία 2 και 4 μηνών (Belachew και συν, 2013) [107] Εικόνα 2-12: αξονική τομογραφία σε βρέφος με υποφωσφατασία με ανοιχτές πηγές λόγω υπομετάλλωσης σε ηλικία 2 μηνών(belachew και συν, 2013) [107] 29

Εικόνα 2-13: Ακτινογραφία βρέφους 3 μηνών με υποφωσφατασία όπου φαίνεται η μετάπτωση από φυσιολογικές διαφύσεις σε υπομεταλλωμένες επιφύσεις (Whyte, 2012) [105] 2-6-1-3: Παιδική μορφή Η παιδική υποφωσφατασία είναι η πιο ετερογενής κλινική μορφή υποφωσφατασίας με ένα εξαιρετικά μεγάλο εύρος συμπτωματολογίας. Η διάγνωση τίθεται μετά την ηλικία των έξι μηνών και πριν τα δεκαοχτώ έτη. Το πρώτο σύμπτωμα είναι η πρόωρη απώλεια των νεογιλών δοντιών. Χαρακτηριστικά είναι η καθυστέρηση στην βάδιση, το χήνειο βάδισμα και το βραχύ ανάστημα. Εκτός από τις εκδηλώσεις στον σκελετό αναφέρονται δυσκαμψίες, μυαλγίες και μυϊκή αδυναμία (Seshia και συν, 1990) [108]. Απεικονιστικά το πιο χαρακτηριστικό εύρημα είναι η εμφάνιση ακτινοδιαυγαστικών νησίδων στην μετάφυση (Εικόνα 2-14), η παραμόρφωση του σχήματος των οστών και συχνά παθολογικά κατάγματα. Η κρανιακή συνοστέωση είναι επίσης συχνό εύρημα (Εικόνα 2-15). Έτσι, ενώ φαινομενικά οι πηγές του κρανίου είναι ανοικτές, στην πραγματικότητα συνοστεώνονται πρόωρα γεγονός πού έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της ενδοκράνιας πίεσης που κάποιες φορές χρειάζεται χειρουργική αποσυμπίεση. (Collman και συν,2009) [109] 30

Εικόνα 2-14: ακτινοδιαυγαστικές νησίδες στην μετάφυση παιδιού με υποφωσφατασία (Whyte, 2012) [105] Εικόνα 2-15: Ακτινογραφία παιδιού με υποφωσφατασία με κρανιοσυνοστέωση (Greenberg και συν, 2013) [104] 31

2-6-1-4: Υποφωσφατασία των ενηλίκων Η υποφωσφατασία των ενηλίκων είναι μια πιο ήπια μορφή όπου η συμπτωματολογία ξεκινά μετά την ηλικία των δεκαοχτώ αν και αρκετοί ασθενείς αναφέρουν άτυπα συμπτώματα ή πρόωρη απώλεια των νεογιλών οδόντων δίχως όμως να είχε τεθεί καμία διάγνωση. Τις περισσότερες φορές το πρώτο σύμπτωμα είναι ένα κάταγμα κόπωσης στην βάση του πέμπτου μεταταρσίου. Ο αναφερόμενος πόνος στον μηρό είναι ένα ακόμα σύμπτωμα το οποίο συχνά οφείλεται σε ατελή ψευδοκατάγματα της μηριαίας διάφυσης(εικόνα 2-16). Τα κατάγματα αυτά δεν επουλώνονται με την ακινητοποίηση και συνήθως χρήζουν χειρουργικής αντιμετώπισης είτε προφυλακτικά, είτε αφότου γίνουν τέλεια (Khandala και συν, 2006) [110]. Επίσης μπορεί να εμφανιστεί πυροφοσφωρική αρθροπάθεια λόγω των αυξημένων συγκεντρώσεων ανόργανου πυροφοσφωρικού. Ακτινολογικά συνήθως βλέπουμε εικόνες διάχυτης οστεοπενίας ή χονδροασβεστώσεων ( Whyte και συν, 1982) [111]. Μία πολύ καλή εργασία των Berkesth και συν του 2013 [112] συγκεντρώνεται πιο πιθανά συμπτώματα στους ασθενείς με υποφωσφατασία των ενηλίκων. Οι συγγραφείς συγκέντρωσαν τα στοιχεία από τα αρχεία της Mayo clinic από το 1976 έως το 2008. Από τους 22 συνολικά ασθενείς που ικανοποιούσαν τα κριτήρια της μελέτης και τους είχε τεθεί διάγνωση υποφωσφατασίας των ενηλίκων, το 68% ήταν ασυμπτωματικοί. Από τους υπόλοιπους το 41% ανέφερε μυοσκελετικά άλγη κυρίως στον μηρό, στο γόνατο και στην οσφυϊκή μοίρα. Το 54% επί του συνόλου (12 ασθενείς) αναφέρουν ότι η πρώτη επίσκεψη πριν την διάγνωση έγινε εξαιτίας κάποιου κατάγματος χαμηλής ενέργειας, ενώ το 36% (8 ασθενείς) αναφέρουν πολλαπλά κατάγματα. Τα πιο συχνά σημεία εντόπισης ήταν ο άκρος πόδας και η περιοχή ισχίου/μηρού, ενώ αναφέρονται επίσης δύο ψευδοκατάγματα, ένα κάταγμα πηχεοκαρπικής και ένα κάταγμα σπονδυλικής στήλης. Άλλα συμπτώματα ήταν η χονδρασβέστωση και η ψευδοουρική αρθρίτιδα. 32

Εικόνα 2-16: Ατελές ψευδοκάταγμα μηριαίας διάφυσης σε ασθενή με υποφωσφατασία των ενηλίκων (Khandala και συν, 2006) [110] 2-6-1-5: Οδοντοϋποφωσφατασία Η διάγνωση της οδοντοϋποφωσφατασίας τίθεται όταν ο γενετικός ή ο εργαστηριακός έλεγχος επιβεβαιώνει υποφωσφατασία αλλά το μόνο κλινικό εύρημα είναι οι εκδηλώσεις στα δόντια. Μπορεί να πρωτοεμφανιστεί τόσο στη παιδική όσο και στην ενήλικη ζωή. Στα παιδιά η πρόωρη απώλεια των νεογιλών δοντιών οφείλεται αρχικά στην υποπλασία ή την απλασία του οδοντικού τσιμέντου (Van den Boss και συν, 2005) [113]. Συνήθως προσβάλλονται πρώτοι οι κοπτήρες και οι κυνόδοντες (Εικόνα 2-17). Στις πανοραμικές ακτινογραφίες έκδηλη είναι η μειωμένη επιμετάλλωση του οστίτη ιστού των δοντιών και η διεύρυνση των οδοντικών ριζών (Εικόνα 2-18) [114]. Τελικά οι ρίζες δεν συγκρατούνται επαρκώς από τον περιοδοντικό σύνδεσμο με αποτέλεσμα την αυτόματη πτώση των δοντιών χωρίς τραυματισμό και χωρίς πόνο. 33

Εικόνα 2-17: Παιδί με οδοντουποφωσφατασία. Παρατηρείται η απώλεία των κοπτήρων και η διάχυτη τερηδόνα. (Mornet 2007) [106] Εικόνα 2-18: Παιδί με οδοντουποφωσφατασία. Παρατηρείται η μειωμένη επιμετάλλωση του οστίτη ιστού των δοντιών και η διεύρυνση των οδοντικών ριζών (Haliloglu και συν, 2013) [114]. 34

2-6-1-6: Άλλες μορφές υποφωσφατασίας Υπάρχουν αρκετές αναφορές ασθενών που ενώ διεγνώσθησαν με περιγεννητική υποφωσφατασία η εξέλιξη της νόσου όχι μόνο δεν ήταν θανατηφόρος αλλά η συμπτωματολογία ήταν προοδευτικά μειούμενη. Αυτή η μορφή ονομάζεται καλοήθης ενδομήτριος υποφωσφατασία. Οι Wenkert και συν το 2011 [115] δημοσίευσαν μια σειρά 17 περιστατικών περιγεννητικής καλοήθους μορφής υποφωσφατασίας όπου οι σκελετικές εκδηλώσεις της νόσου από την ενδομήτριο ζωή έως και μετά την γέννηση ήταν σταθερά βελτιούμενες όπως για παράδειγμα η μείωση της κυρτότητας των μακρών οστών (Εικόνα 2-19). Η τελική έκβαση ήταν η μετάπτωση της νόσου σε μια μορφή παιδικής υποφωσφατασίας. Τέλος μια πολύ σπάνια μορφή υποφωσφατασίας είναι η λεγόμενη ψευδουποφωσφατασία. Σε αυτές τις περιπτώσεις τα κλινικά και απεικονιστικά ευρήματα είναι όμοια με αυτά της παιδικής υποφωσφατασίας με την διαφορά όμως ότι οι τιμές της αλκαλικής φωσφατάσης στο πλάσμα εμφανίζονται φυσιολογικές ή και αυξημένες. Θεωρητικά αυτό συμβαίνει γιατί η μετάλλαξη που προκαλεί την ψευδουποφωσφατασία ενώ ενδογενός προκαλεί μείωση της υδρόλυσης των PEA, PPi και PLP, όταν εξετάζεται σε τεχνητά υποστρώματα σε μη φυσιολογικές συνθήκες προκαλεί φυσιολογική ή ακόμα και αυξημένη κατάλυση. (Whyte, 2001) [116]. Εικόνα 2-19: Βελτίωση της κυρτότητας του μηριαίου οστού σε εμβρυο με περιγεννητική υποφωσφατασία (Wenkert και συν το 2011) [115] 35

2-6-2: Επιδράσεις στα άλλα συστήματα Ενώ η μείωση της αλκαλικής φωσφατάσης προκαλεί την έλλειψη εναπόθεσης νέων κρυστάλλων υδροξυαπατίτη, στα νεφρά η μειωμένη επιμετάλλωση και χρήση ιόντων ασβεστίου από τα οστά έχει ως αποτέλεσμα την υπερασβεστιαιμία και την υπερασβεστιουρία. Η νεφρασβέστωση είναι αρκετά συχνό εύρημα ακόμα και στην βρεφική ηλικία (Εικόνα 2-20). Σε αυτούς τους ασθενείς η υπερασβεστιαιμία μπορεί επίσης να προκαλέσει πολυδιψία, πολυουρία, εμμέτους, αφυδάτωση και υποτονία (Auron και συν, 2005) [117]. Όσον αφορά το νευρικό σύστημα μία από τις πιο πρώιμες και πιο σοβαρές της υποφωσφατασίας είναι οι κρίσεις επιληψίας στα νεογέννητα που είναι αποτέλεσμα αύξησης της εξωκυττάριας συγκέντρωσης PLP και ελλατωματικής λειτουργίας του μονοπατιου PLP PL στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Κάποιες φορές οι κρίσεις επιληψίας εμφανίζονται νωρίτερα και από τις σκελετικές εκδηλώσεις της νόσου. Γενικότερα οι κρίσεις επιληψίας που οφείλονται σε διαταραχή του συστήματος της πυριδοξίνης αποτελούν ένα κακό προγνωστικό παράγοντα. (Nunes και συν, 2002) [118]. Εικόνα 2-20: υπερηχογραφική εικόνα νεφρασβέστωσης βρέφους 2 μηνών με υποφωσφατασία (Belachew και συν, 2013) [107] Η μυϊκή αδυναμία ή μια γενικευμένη μυοπάθεια μπορεί επίσης να συνδεθεί με την υποφωσφατασία. Τα συμπτώματα αυτά είναι αρκετά δύσκολο να εξηγηθούν. Μία θεωρία είναι πως η αύξηση του ανόργανου πυροφοσφωρικού επιδρά αρνητικά στην φυσιολογική λειτουργία των μυών (Seshia και συν, 1990) [119]. Το αποτέλεσμα πολλές φορές είναι η χωλότητα και η καθυστέρηση στην βάδιση των παιδιών με υποφωσφατασία. 36

2-7: ΔΙΑΓΝΩΣΗ Έπειτα από την λήψη ενός καλού ιστορικού, της κλινικής εξέτασης και των απεικονιστικών, η τελική διάγνωση της υποφωσφατασίας τίθεται μέσω των εργαστηριακών εξετάσεων. Στην φαρέτρα μας έχουμε μια πλειάδα από εξετάσεις που μπορεί να είναι απλές βιοχημικές εξετάσεις, εξετάσεις μοριακής βιολογίας ή ιστοπαθολογικές εξετάσεις μέσω βιοψίας. 2-7-1: Βιοχημικές εξετάσεις Οι χαμηλές τιμές αλκαλικής φωσφατάσης είναι ο πιο εύκολος και ο πιο φθηνός δείκτης που μπορεί να θέσει διάγνωση της νόσου. Όμως ενώ όλα τα εργαστήρια είναι εξοικειωμένα με την αναγνώριση τιμών αλκαλικής φωσφατάσης μεγαλύτερης του φυσιολογικού, οι χαμηλότερες τιμές αρκετές φορές τυγχάνουν μικρότερης προσοχής ή περνούν απαρατήρητες. Μία άλλη παράμετρο που πρέπει να έχουμε υπόψιν μας είναι ότι τα επίπεδα αλκαλικής φωσφατάσης στον ορό είναι ηλικιοεξαρτώμενα. Οι φυσιολογικές τιμές αλκαλικής φωσφατάσης σε κάθε ηλικία παρουσιάζονται στον πίνακα 2-3. Έτσι λοιπόν η χαμηλή τιμή αλκαλικής φωσφατάσης είναι η πρώτη εξέταση που θα μας βοηθήσει να καταλήξουμε στην διάγνωση. Σε γενικές γραμμές η σοβαρότητα της νόσου συνδέεται με το μέγεθος της απόκλισης της παθολογικής τιμής σε σχέση με την φυσιολογική διορθωμένη πάντα ανά ηλικία. Αυτό ισχύει ακόμα και για τις περιπτώσεις οδοντουποφωσφατασίας όπου η τιμή της αλκαλικής φωσφατάσης μπορεί να πλησιάζει τα κατώτερα φυσιολογικά. Ο Whyte και συν, το 2001 [121] όπως φαίνεται και στον πίνακα 2-4, παρουσίασε μια ανάλυση της δραστηριότητας της αλκαλικής φωσφατάσης σε 52 παιδιά και ενήλικες πάσχοντες από διάφορες μορφές υποφωσφατασίας. 37

Πίνακας 2-3 Φυσιολογικές τιμές της αλκαλικής φωσφατάσης διορθωμένες ανά ηλικία. (Mornet E και συν, 2011) [120] Πίνακας 2-4. Τιμές της αλκαλικής φωσφατάσης σε ασθενείς με διάφορες μορφές υποφωσφατασίας. ( Whyte και συν, 2001) [116] 38

Σε ασθενείς πάσχοντες από υποφωσφατασία αλλαγές παρουσιάζουν επίσης και τα φυσιολογικά υποστρώματα της TNSALP. Ο πιο αξιόπιστος και ευαίσθητος δείκτης μεταξύ αυτών είναι Πυριδοξίν-5 -φωσφόρος (PLP) ή αλλιώς βιταμίνη Β6. Η μέτρηση της είναι διαθέσιμη σε πολλά εργαστήρια. Οι Ο Whyte και συν, στην ίδια μελέτη του 2001 [116], μέτρησαν επίσης τις τιμές του PLP στο πλάσμα. τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στον πίνακα 2-5. Στην υποφωσφατασία αυξημένα παρουσιάζονται επίσης τα επίπεδα φωσφοαιθανολαμίνης (ΡΕΑ) στα ούρα. Η φωσφοαιθανολαμινουρία πάντως δεν είναι παθογνωμονική καθώς μπορεί να εμφανιστεί και σε άλλες παθήσεις του μεταβολισμού των οστών. Τα επίπεδα του ανόργανου πυροφωσφωρικού (PPi) παρουσιάζονται επίσης αυξημένα τόσο στον ορό όσο και στα ούρα αν και η μέτρηση του πραγματοποιείται μόνο σε ερευνητικά εργαστήρια. Πίνακας 2-5. Τιμές του PLP στον ορό ασθενών με διάφορες μορφές υποφωσφατασίας Whyte και συν, 2001) [116] 39

Στην διαφορική δίαγνωση από άλλες μεταβολικές παθήσεις των οστών όπως θα δούμε και στην συνέχεια, πολύ σημαντικό είναι και η μέτρηση του ασβεστίου, του φωσφώρου, 25-υδροξυ βιταμίνης D και της ορμόνης του παραθυροείδους (ΡΤΗ). Στους περισσότερους ασθενείς οι τιμές της 25-υδροξυ βιταμίνης D και της ορμόνης του παραθυροείδους (ΡΤΗ) είναι φυσιολογικές. Υπερασβαιστιαιμία, υπερασβεστιουρία και υπερφωσφαταιμία είναι κλασσικά ευρήματα λόγω της διαταραχής του οστικού μεταβολισμού. Τέλος άλλες εξετάσεις όπως χολερυθρίνες, ηπατικά ένζυμα, γαλακτική δεύδρογονάση και κρεατιν-κινάση είναι φυσιολογικές (Whyte συν, 2012) [121]. 2-7-2: Μοριακή βιολογία Ο έλεγχος για πιθανές μεταλλάξεις του γονιδίου της ALP σε μοριακό επίπεδο είναι πολύ σημαντικός στην επιβεβαίωση της διάγνωσης της νόσου όταν υπάρχει οικογενειακό ιστορικό ή τα υπερηχογραφικά ευρήματα κατά την διάρκεια της κύησης είναι ανησυχητικά. Ο μοριακός έλεγχος πραγματοποιείται με την ανάλυση της κωδικοποίησης της έκφρασης του γονιδίου της ALP στο DNA. Τα εξόνια που συμμετέχουν στην κωδικοποίηση είναι λίγα και μικρά σε μέγεθος με αποτέλεσμα η ανάλυση να είναι σχετικά εύκολη. Οι Simon-Bouy και συν, το 2008 [122] δημοσίευσαν μια μελέτη όπου εξέτασαν με μοριακό έλεγχο 19 περιπτώσεις όπου κατά τον υπερηχογραφικό έλεγχο προγεννητικά είχαν ενδείξεις υποφωσφατασίας χωρίς οικογενειακό ιστορικό. Για την καλύτερη ανάλυση της κωδικοποιημένης αλληλουχίας του γονιδίου της TNSALP χρησιμοποιήθηκε ένα τρισδιάστατο μοντέλο ικανό να προσδιορίζει τις μεταλλάξεις στα λειτουργικά μέρη του γονιδίου. Το αποτέλεσμα ήταν να βρεθούν δύο μεταλλαγμένα αλλήλια σε 18 από τις 19 περιπτώσεις γεγονός που αποδείκνυε την αυτοσωμικά υπολειπόμενα μετάδοση της νόσου, ενώ συνολικά το 74% των μεταλλάξεων ήταν μεταλλάξεις αντικατάστασης. Μία άλλη χαρακτηριστική περίπτωση της βοήθειας που μπορεί να προσφέρει ο προγεννητικός μοριακός έλεγχος προέρχεται από την δημοσίευση ενός περιστατικού των Suzumori και συν, το 2011 [123]. Πρόκειται για ένα υγιή ζευγάρι 34 και 36 ετών που είχε ήδη μία διακοπή κύησης λόγω σκελετικών ανωμαλιών, μια δεύτερη κύηση με ένα υγιή βρέφος χωρίς επιπλοκές και μια τρίτη κατά την οποία απέβαλλε στις 8 εβδομάδες. 40

Κατά τον υπερηχογραφικό έλεγχο κατά την 16η εβδομάδα της τέταρτης κύησης αναδείχθηκαν σκελετικά ευρήματα συμβατά με κάποια μεταβολική νόσο των οστών. Έπειτα την γονιδιακή ανάλυση που πραγματοποιήθηκε σε ομφαλική βιοψία του κυήματος αποδείχθηκε ότι έφερε την ομόζυγη μετάλλαξη για το γονίδιο της TNSALP, c.1559delt (εικόνα 2-21). Στην συνέχεια γονιδιακή ανάλυση έγινε και στους γονείς όπου και αποδείχυηκε ότι ήταν ετεροζυγώτες της ίδιας μετάλλαξης. Μοριακός έλεγχος πραγματοποιήθηκε και κατά την πέμτη κύηση της οικογένειας. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το έμβρυο δεν έφερε την συγκεκριμένη μετάλλαξη και πράγματι γεννήθηκε ένε κλινικά υγιής βρέφος με φυσιολογικές τιμές αλκαλικής φωσφατάσης. Εικόνα 2-21: απεικόνιση της ετερόζυγης μετάλλαξης c.1559delt.( Suzumori και συν, 2011) [123]. Συνολικά ο μοριακός έλεγχος μπορεί να αφορά τρία διαφορετικά μονοπάτια. Πρώτον στοχεύοντας στο έλεγχο συγκεκριμένων μεταλλάξεων που είναι πιο συχνές σε συγκεκριμένες περιοχές ή πλυθησμούς. Έτσι για παράδειγμα οι μεταλλάξεις c.1559delt και c.979t>c σε ασθενείς στην Ιαπωνία (Orimo και συν, 2002) [124], (Michigami και συν, 2005) [125]. Η μετάλλαξη c.571g>a αφορά κυρίως ασθενείς με ήπια μορφή της νόσου ευρωπαικής καταγωγής (Herasse και συν, 2002) [126], και η μετάλλαξη c.1001g>a αφορά τους βαρέως πάσχοντες της Καναδικής φυλής των Μενονιτών ( Greenberg και συν, 1993) [127]. 41

Τέλος η μετάλλαξη c.1133a>t αφορά ασθενείς με ήπια μορφή υπωφωσφατασίας με καταγωγή την βόρειο Αμερική και την Ευρώπη (Mumm και συν, 2007) [128]. Δεύτερον μέσω της διαδοχικής ανάλυσης (sequense analysis) του DNA του γονιδίου της ALPL αναγνωρίζονται το 95% των μεταλλάξεων που απαντώνται στην περιγεννητική και στην παιδική υποφωσφατασία. Τέλος υπάρχουν αρκετές άλλες μέθοδοι που στοχεύουν στην εντόπιση μεταλλάξεων που δεν αναγνωρίζονται με άλλο τρόπο όπως η ποσοτική PCR ή η ευρέως φάσματος PCR (Spetchian και συν, 2006) [129]. 2-7-3: Ιστοπαθολογία Στην περιγεννητική και στην βρεφική μορφή της υποφωσφατασίας τα ιστολογικά ευρήματα είναι παρόμοια, αν και θα μπορούσαμε να πούμε ότι οι ανωμαλίες είναι μεγαλύτερες όσο βαρύτερη είναι η νόσος. Στα σημεία ενδοχόνδρινης οστεοποίησης συνήθως υπάρχουν ανωμαλίες τόσο τόσο στις χόνδρινες όσο και στην ζώνη οστεοποίησης. Οι αλλαγές στον χόνδρο προέρχονται εν μέρει από την διακοπή της φυσιολογικής μετάπτωσης του χόνδρου σε οστό εξαιτίας της αποτυχίας επίτευξης οστικής επιμετάλλωσης. Κατά την ενδοχόνδρινη οστεοποίηση είναι γνωστό ότι σε επίπεδο μικροσκοπίου αναγνωρίζονται πέντε ζώνες. Συνήθως οι περιοχές που εμφανίζουν τις σοβαρότερες βλάβες είναι η υπερτροφική ζώνη και η ζώνη ασβεστοποίησης της επιφυσιακής πλάκας. Η ζώνη ανάπαυσης και η ζώνη πολλαπλασιασμού είναι σχετικά φυσιολογικές. Η δραματική μείωση της επιμετάλλωσης έχει σαν αποτέλεσμα η ζώνη ασβεστοποίησης να φαίνεται ακανόνιστη και λεπτή ενώ σε κάποιες περιπτώσεις μπορεί και να απουσιάζει. Από την άλλη πλευρά η υπερτροφική ζώνη μεγαλώνει και η διάταξη των χονδροκυττάρων σε κολώνες αλλοιώνεται όπως άλλωστε και σε άλλες μορφές ραχίτιδας. Στην ζώνη οστεοποίησης εμφανίζονται διαταραχές στην αρχιτεκτονική του οστού τόσο στην μετάφυση όσο και στην διάφυση αν και κάποιες φορές υπάρχουν μόνο στην μετάφυση, εύρημα που ίσως να αντικατοπτρίζει ηπιότερη εκδήλωση της νόσου. Οι διαταραχές στην αρχιτεκτονική περιλαμβάνουν την αποπλάτυνση κα την παραμόρφωση των οστικών δοκίδων [130]. 42

Σε κυτταρικό επίπεδο, η εξαγωγή συμπερασμάτων ως προς τον αριθμό κα την μορφολογία των κυττάρων είναι εξαιρετικά δύσκολη. Τα χονδροκύτταρα εμφανίζονται φυσιολογικά με εξαίρεση την υπερτροφική ζώνη όπου φαίνεται να είναι μικρότερα σε μέγεθος. Οι οστεοβλάστες έχουν φυσιολογική μορφολογία και αριθμό, ενώ τα αποτελέσματα για τις οστεοκλάστες είναι τόσο ετερογενή που δεν είναι εύκολο να καταλήξουμε σε συμπεράσματα [130]. Για την υποφωσφατασία των ενηλίκων σε επίπεδο ιστοπαθολογίας, πολύ χρήσιμες πληροφορίες από Barvencik και συν. Σε μια μελέτη τους που δημοσιεύθηκε το 2011 [131] περιελήφθησαν βιοψίες λαγονίου από οχτώ ασθενείς πάσχοντες από υποφωσφατασία και από οχτώ ασθενείς που δεν είχαν καμία μεταβολική νόσο των οστών. Τα ευρήματα στο μικροσκόπιο έδειξαν σημαντικές διαφορές στις δύο ομάδες. Στην ομάδα των ασθενών με υποφωσφατασία υπήρχε αισθητά αυξημένος όγκος οστεοιδούς και μια ακανόνιστη αρχιτεκτονική των οστικών δοκίδων πάνω σε μια παχυά στρώση οστεοιδούς (εικόνα 2-22 α,β,γ). Σε κυτταρικό επίπεδο και οι οστεοβλάστες και οι οστεοκλάστες μορφολογικά εμφανίζονται όμοιοι με την ομάδα ελέγχου. Η διαφορά ήταν στον αριθμό των οστεοβλαστών στην ομάδα της υποφωσφατασίας όπου είναι περισσότεροι (εικόνα 2-22 γ). Επιπλέον, στην ομάδα της υποφωσφατασίας σε μεγαλύτερη ανάλυση παρατηρήται η ζώνη οστεοποίησης να διακόποτεται από περιοχές μή μεταλλωμένου οστεοιδούς (εικόνα 2-22 δ). Τέλος με την χρήση του ηλεκτρονικού μικροσκοπίου κατάφεραν να έχουν οπτικοποιημένη την διαφορά στην οστική επιμετάλλωση των δύο ομάδων (εικόνα 2-23) 43

Εικόνα 2-22 α κα β: εικόνες μικροσκοπίου με χρώση van Kossa/ van Gieson (x25 μεγέθυνση) και χρώση Goldner (χ100 μεγέθυνση) όπου φαίνεται η εναπόθεση οστεοιδους με κόκκινο χρώμα. το κόκκινο βέλος δείχνει μια περιοχή όπου μια δοκίδα γεφυρώνεται με το οστεοειδές( Barvencik και συν, 2011) [131] Εικόνα 2-22 γ: η χρώση με μπλε της τολουιδίνης (χ400 μεγέθυνση) επιβεβαιώνει την ύπαρξη μιας παχυάς στοιβάδας οστεοιδούς (κόκκινα βέλη) και αυξημένο αριθμό οστεοβλαστών να καλύπτει αυτήν την επιφάνεια. Τα λευκά βέλη δείχνουν την οδοντωτή επιφάνεια των γραμμών τσιμέντου χαρακτηριστική στην υποφωσφατασία( Barvencik και συν, 2011) [131] Εικόνα 2-22 δ: σε ακόμα μεγαλύτερη ανάλυση φαίνεται η ζώνη οστεοποίησης να διακόποτεται από περιοχές μή μεταλλωμένου οστεοιδούς( Barvencik και συν, 2011) [131] 44

Εικόνα 2-23: ποσοτικοποιημένες εικόνες του μέγεθους της μετάλλωσης από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο. ( Barvencik και συν, 2011) [131] Στην ίδια μελέτη [132] σε επίπεδο ποσοτικής ιστομορφομετρίας μελετήθηκαν ο όγκος των οστικών δοκίδων όπου και δεν ανευρέθηκαν σημαντικές διαφορές. οι διαφορές στην ομάδα της υποφωσφατασίας σε σχέση με την ομάδα ελέγχου ήταν στον αριθμό των δοκίδων που ήταν περισσότερες κα στο πάχος των δοκίδων που ήταν μικρότερο. Επίσης όπως ήταν αναμενόμενο, βρέθηκε ότι στην ομάδα της υποφωσφατασίας αυξημένος ήταν ο όγκος κα η επιφάνεια του οστεοιδούς. Κατά την ποσοτικοποίηση του αριθμού των οστεοβλαστών, βρέθηκε ότι στην ομάδα της υποφωσφατασίας ήταν αυξημένος ο αριθμός και η επιφάνεια των οστεοβλαστών ενώ η μορφολογία τους ήταν φυσιολογική. Από την άλλη πλευρά ο αριθμός και η επιφάνεια των οστεοκλαστών καθώς και των οστεοκυττάρων δεν διέφερε σημαντικά σε σχέση με την ομάδα ελέγχου. 45

2-8: Διαφορική Διάγνωση Η διαφορική διάγνωση της υποφωσφατασίας διαφέρει ανάλογα με την μορφή και την ηλικία όπου εμφανίζεται η νόσος. Τα κλινικά χαρακτηριστικά που βοηθούν στην διάκριση της υποφωσφατασίας από άλλες καταστάσεις περιλαμβάνουν την οστική υπομετάλλωση προγεννητικά και άμεσα μετά την γέννηση, τις αυξημένες τιμές ασβεστίου και φωσφόρου στον ορό και φυσικά τις χαμηλές τιμές της αλκαλικής φωσφατάσης. Κατά την ενδομήτριο ζωή ο υπερηχογραφικός έλεγχος μπορεί να εντοπίσει ευρήματα ατελούς οστεογένεσης τύπου ΙΙ, καμπομυελικής δυσπλασίας και χονδροδυσπλασίας με ελαττωματική οστική μετάλλωση, όπως επίσης και περιγεννητική υποφωσφατασία. Οι έμπειροι ακτινοδιαγνώστες τις περισσότερες φορές δεν αντιμετωπίζουν δυσκολία στο να διακρίνουν ανάμεσα από αυτές τις παθήσεις. Κάποιες φορές ο ακτινολογικός έλεγχος του εμβρύου είναι υποβοηθητικός στην αναγνώριση της οστικής υπομετάλλωσης που είναι πιο χαρακτηριστική της υποφωσφατασίας σε σχέση με τις προαναφερόμενες παθήσεις. Κατά την γέννηση ενώ η ατελής οστεογένεση τύπου ΙΙ, η θανατηφόρος δυσπλασία, η καμπομυελική δυσπλασία και χονδροδυσπλασίες με ελαττωματική οστική μετάλλωση είναι δύσκολο να διακριθούν μεταξύ τους, η υποφωσφατασία μπορεί να διαφοροδιαγνωσθεί με απλές ακτινογραφίες. Στις ελάχιστες περιπτώσεις όπου η διάγνωση είναι αμφίβολη, η μέτρηση της δραστηριότητας της αλκαλικής φωσφατάσης αλλά και ο εξειδικευμένος βιοχημικός έλεγχος του PLP στον ορό και του ΡΕΑ στα ούρα μπορούν να βοηθήσουν έως ότου η διάγνωση επιβεβαιωθεί με τον μοριακό έλεγχο. Κατά την βρεφική και παιδική ηλικία, η υποθρεψία, η ευεραισθητότητα, η αποτυχία ανάπτυξης, η υποτονία και οι επιληπτικές κρίσεις θέτουν την υποφωσφατασία σε ένα ευρύ πεδίο παθήσεων όπου θα πρέπει να τεθεί διαφορική διάγνωση όπως: 46

- πρωτοπαθής και δευτεροπαθής ραχίτιδα: συνήθως παρουσιάζεται με κλινικά και ακτινολογικά ευρήματα όμοια με αυτά της παιδικής υποφωσφατασίας. Πάντως είτε οφείλεται σε διατροφική ή οργανική έλλειψη βιταμίνης D, είτε σε νεφρική οστεοδυστροφία, η ραχίτιδα μπορεί να διακριθεί από την υποφωσφατασία αρκετά εύκολα λόγω των εργαστηριακών ευρημάτων. Στην ραχίτιδα είναι χαρακτηριστικές η αυξημένη τιμή της αλκαλικής φωσφατάσης στον ορό, οι χαμηλές συγκεντρώσεις ασβεστίου και φωσφόρου, η χαμηλή συγκέντρωση βιταμίνης D και η υψηλές τιμές της παραθορμόνης. - ατελής οστεογένεση: οι σκελετικές εκδηλώσεις της νόσου μπορούν να προσομοιάσουν την παιδική υποφωσφατασία. Η διάγνωση τίθεται μέσω των εργαστηριακών εξετάσεων - ατελής οδοντογένεση: είτε αποτελεί μέρος ατελούς οστεογένεσης είτε μεμονωμένο εύρημα τα κλινικά χαρακτηριστικά της είναι διακριτά σε σχέση με τις οδοντικές εκδηλώσεις της παιδικής υποφωσφατασίας - κλειδοκρανιακή δυσοστέωση: χαρακτηρίζεται από καθυστερημένη σύγκληση των κρανιακών πηγών και κρανιακών ραφών, απλαστικές κλείδες, καθηστερημένη μετάλλωση των ηβοισχιακών κλάδων και καθυστερημένη εμφάνιση των νεογιλών αλλά και των μόνιμων δοντιών. Πάντως κατά τον κλινικό έλεγχο η σκελετικές και οδοντικές εκδηλώσεις της νόσου είναι διακριτές σε σχέση με αυτές τις παιδικής υποφωσφατασίας - ιδιοπαθής νεανική οστεοπόρωση: συνήθως εμφανίζεται στην όψιμη παιδική και προεφηβική ηλικία με πολλαπλά κατάγματα και οστεοπόρωση. Η συχνότητα των καταγμάτων και η τιμή της οστεοπόρωσης συνήθως μειώνονται κατά την εφηβική ηλικία. Η αιτιολογία παραμένει άγνωστη - νεφρική οστεοδυστροφία: κάποιες φορές μπορεί να μπερδευτεί με μια όψιμη εμφάνιση παιδικής υποφωσφατασίας συνδεόμενη με νεφρική ανεπάρκεια. Πάντως ο εργαστηριακός έλεγχος ξεχωρίζει τις δύο αυτές παθήσεις με σαφήνεια. - σύνδρομο Cole-Carpenter: χαρακτηρίζεται από οστικές παραμορφώσεις, πολλαπλά κατάγματα, αβαθής οφθαλμικούς κόγχους και υδροκεφαλία 47

- σύνδρομο Hadju-Cheney: χαρακτηρίζεται από καθυστερημένη ανάπτυξη, δυσμορφία του προσωπικού κρανίου, πρόωρη απώλεια των δοντιών, ανωμαλίες του ουροποιητικού, παθολογικά κατάγματα και αποτυχία οστεοποίησης των κρανιακών ραφών Η διαφορική διάγνωση της υποφωσφατασίας των ενηλίκων και της οδοντουποφωσφατασίας γίνεται μεταξύ των ακολούθων: - αρθρίτιδα και ψευδοουρική αρθρίτιδα έπειτα από εναπόθεση κρυστάλλων πυροφωσφορικού ασβεστίου: συνήθως διακρίνονται εύκολα από την υποφωσφατασία μέσω του κλινικού και απεικονιστικού ελέγχου - οστεοπενία και οστεοπόρωση: η δίακριση της είναι πολύ σημαντική αφού η επιλογή θεραπείας και συγκεκριμένα διφωσφονικών αντενδείκνυται στην υποφωσφατασία όπως θα δούμε και στο κεφάλαιο της θεραπείας - διάφορες περιοδοντικές παθήσεις: κάποιες φορές είναι δύσκολο να διαφοροδιαγνωσθούν από την οδοντουποφωσφατασία. Κληρονομικές περιοδοντικές παθήσεις κληρονομούνται με τρόπο αυτοσωμικά επικρατούντα ως μέρος κάποιας νόσου του συνδετικού ιστού (πχ νόσος Ehlers-Danlos). Πιο σπάνιες είναι κάποιες αυτοσωμικά υπολειπόμενες παθήσεις που συνδέονται με πρόωρη απώλεις των δοντιών ;oπως το σύνδρομο Papillon-Lefevre ή το σύνδρομο Haim-Munk. Πάντως σε όλες αυτές τις παθήσεις συνήθως η έναρξη των συμπτωμάτων γίνεται νωρίτερα και σε μεγαλύτερο βαθμό σε σχέση με την οδοντουποφωσφατασία -ατελής οδοντογένεση: είτε αποτελεί μέρος ατελούς οστεογένεσης είτε μεμονωμένο εύρημα τα κλινικά χαρακτηριστικά της είναι διακριτά σε σχέση με τις οδοντικές εκδηλώσεις της οδοντουποφωσφατασίας 48

Οι κυριότερες διαφορές στους εργαστηριακούς δείκτες κατά τη διαφορική διάγνωση απεικονίζονται στον πίνακα 2-6. ΝΟΣΟΣ ΥΠΟΦΩΣΦΑΤΑΣΙΑ ΡΑΧΙΤΙΔΑ Χ ΦΥΛΟΣΥΝΔΕΤΗ ΥΠΟΦΩΣΦΑΤΑΙΜΙΚΗ ΡΑΧΙΤΙΔΑ ΑΤΕΛΗΣ ΟΣΤΕΟΓΕΝ. ALP κφ PLP κφ PEA ουρων κφ Ca/P ή κφ κφ PTH ή κφ κφ VIT D κφ κφ Πίνακας 2-6: Διαφορές στους εργαστηριακούς δείκτες κατά τη διαφορική διάγνωση της υποφωσφατασίας 2-9: Θεραπεία Επί του παρόντος δεν υπάρχει καμία εξειδικευμένη θεραπεία, εγκεκριμένη για την αντιμετώπιση της υποφωσφατασίας. Η επιλογή των ασθενών με υποφωσφατασία που μπορούν να συμμετάσχουν σε μια κλινική μελέτη είναι εξαιρετικά δύσκολη αφού η υψηλή ανομοιογένεια της νόσου είναι πιθανόν να φέρει στη ίδια μελέτη ασθενείς με σταδιακή απώλεια της οστικής επιμετάλλωσης και τελική έκβαση τον θάνατο με ασθενείς που ούτως ή άλλως θα εμφανίσουν αυτόματη και πολλές φορές σημαντική βελτίωση των συμπτωμάτων τους. Από την ανακάλυψη της νόσου έως και σήμερα οι θεραπευτικές προσεγγίσεις ασχολούνται με δύο διαφορετικά κομμάτια. Το πρώτο αφορά την αντιμετώπιση των επιπλοκών που δημιουργεί η έλλειψη της αλκαλικής φωσφατάσης και το δεύτερο την αντιμετώπιση της υποφωσφατασίας αυτής καθ εαυτής. 49

Η πρώτη απόπειρα αντιμετώπισης της νόσου έρχεται το 1957 από τους Fraser και Laidlaw [132] οι οποίοι χορήγησαν κορτιζόνη σε μικρή ομάδα παιδιατρικών ασθενών με βαρυά μορφή υποφωσφατασίας. Στα αποτελέσματα τους αναφέρουν περιόδους με ομαλοποίηση των τιμών της αλκαλικής φωσφατάσης και ακτινολογική βελτίωση της εικόνας των ασθενών χωρίς όμως να υπάρχουν διαφορές ως προς την τελική πρόγνωση της νόσου. Την ίδια περίπου περίοδο δοκιμάζεται σε παιδιατρικούς ασθενείς και η βραχεία χορήγηση και η χορήγηση ιόντων μαγνησίου και ψευδάργυρου τα οποία αποτελούν καταλυτικά ιόντα του ενζύμου της αλκαλικής φωσφατάσης χωρίς όμως καλά αποτελέσματα (Fraser 1957) [95]. Στους υποφωσφατασικούς ασθενείς, η αδυναμία επίτευξης φυσιολογικής οστικής επιμετάλλωσης πολύ συχνά εππηρεάζει τα επίπεδα ασβεστίου και φωσφόρου στο αίμα που μπορεί να είναι είτε φυσιολογικά είτε αυξημένα. Η υπερασβεστιαιμία και η υπερασβεστιουρία μπορεί να αντιμετωπιστεί μειώνοντας την καθημερινή ποσότητα πρόσληψης ασβεστίου με την δίαιτα, με την χρήση διουρητικών ή ακόμα και με την χρήση γλυκοκορτικοστεροειδών (Whyte και συν, 1982) [133] χωρίς όμως τα αποτελέσματα μακρυπρόθεσμα να είναι ικανοποιητίκα, ενώ η αποφυγή λήψης φωσφόρου με την δίαιτα φαίνεται πως καταρχήν προσφέρει κάποια βοήθεια στην διόρθωση των τιμών του φωσφόρου (Wenkert και συν, 2007) [134]. Η αύξηση της διούρησης με την χρήση φουροσεμίδης, αυξάνει την αποβολή ασβεστίου από τα ούρα ομαλοποιώντας την συγκεντρώση ασβεστίου στο πλάσμα αλλά συνδέεται με νεφρασβέστωση αποκλείοντας την μακροχρόνια χρήση του (Alon και συν, 1995) [135]. Από την άλλη πλευρά η μείωση της δραστηριότητας των οστεοκλαστών με την χρήση καλτσιτονίνης φαίνεται να επιφέρει φυσιολογικές τιμές ασβεστίου στο αίμα ενώ η χρήση χλωροθειαζίδης μειώνει την εμμένουσα υπερ ασβεστιουρία (εικόνα 2-24)(Barcia και συν,1997) [136]. 50

Πίνακας 2-7: Συσχετισμός διάφορων θεραπειών με την συγκέντρωση ασβεστίου στο πλάσμα,στα ούρα και την οστική πυκνότητα σε σαθενή με βρεφική υποφωσφατασία. Η μείωση της πρόσληψης ασβεστίου με την διατροφή δεν φαίνεται να έχει ιδιέταιρα αποτελέσματα, ενώ η χρήση φουροσεμίδης μειώνει τα επίπεδα ασβεστίου στο πλάσμα. Η χρήση καλτσιτονίνης για δύο μήνες είχε τα καλύτερα αποτελέσματα χωρίς επιπλοκές. Η χλωροθειαζίδη μείωσε την υπερασβεστιουρία (Barcia και συν,1997) [136]. Στην υποφωσφατασία τα επίπεδα της βιταμίνης D είναι φυσιολογικά. Αυτό το στοιχείο είναι εξαιρετικά σημαντικό αν λάβουμε υπόψιν ότι αρχικά η υποφωσφατασία μπορεί να διαγνωσθεί λανθασμένα ως ραχίτιδα ή οστεομαλακία. Η κλασσική προσέγγιση της ραχίτιδας με την χορήγηση συμπληρωμάτων βιταμίνης D και ιχνοστοιχείων θα πρέπει να αποφεύγεται. Στα βρέφη με υποφωσφατασία η χορήγηση βιταμίνης D μπορεί να προκαλέσει ή να αυξήσει την ήδη υπάρχουσα υπερασβεστιαιμία και υπερασβεστιουρία. 51

Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση ενός βρέφους έντεκα μηνών το οποίο εισήχθει σε νοσηλευτικό ίδρυμα εξαιτίας διόγκωσης των πρόσθιων κρανιακών πηγών και αποτυχία ανάπτυξης έπειτα την χορήγηση υψηλών δόσεων βιταμίνης D (Mohn και συν, 2011) [137]. Η κύηση και η γέννηση και η ανάπτυξη μέχρι την ηλικία των έξι μηνών αναφέρεται φυσιολογική όταν και ξεκινάει η χορήγηση 600UI βιταμίνης D και 200 mg ασβεστίου εξαιτίας ανοιχτών κρανιακών πηγών. Έναν μήνα μετά δεν υπάρχει καμία βελτίωση και οι δόσεις διπλασιάζονται. Με αυτή την αντιμετώπιση το βρέφος εμφανίζει άμεσα διόγκωση των κρανιακών πηγών και αποτυχία ανάπτυξης. σε ηλικία οχτώ μηνών γίνεται παύση της αγωγής και για πρώτη φορά λαμβάνεται εργαστηριακός έλεγχος που περιελάμβανε τον μεταβολισμό ασβεστίου-φωσφόρου. Τα αποτελέσματα ανέδειξαν υπερασβαστιαιμία, υπερασβεστιουρία, υπερφωσφαταιμία και αύξηση των τιμών της βιταμίνης D. Τελικά σε ηλικία έντεκα μηνών, όταν ανέλαβαν οι συγγραφείς, το βρέφος παρουσιάζει σκελετικές βλάβες, νεφρασβέστωση και για πρώτη φορά γίνεται έλεγχος της αλκαλικής φωσφατάσης. Η τιμή της εμφανίζεται εξαιρετικά χαμηλή και τίθεται η διάγνωση της υποφωσφατασίας.αμέσως ξεκινά στέρηση ασβεστίου στην δίαιτα στα 150 mg ημερησίως και μετά από λίγους μήνες επιτυγχάνεται αναπλήρωση της ανάπτυξης, ομαλοποίηση των βιοχημικών δεικτών και βελτίωση των σκελετικών βλαβών και της νεφρασβέστωσης. Ένα από τα συνοδά προβλήματα που απαντώνται κάποιες φορές στους ασθενείς με υποφωσφατασία είναι οι επιληπτικές κρίσεις. Έχει ήδη αναφερθεί ότι η TNSALP έχει επίδραση στον μεταβολισμό της βιταμίνης Β6. Η TNSALP υδρολύει τον Πυριδοξίν-5 -φωσφόρος (PLP) έτσι ώστε το κομμάτι PL να ξεπεράσει τον αίματο-εγκεφαλικό φραγμό όπου και θα ξαναγίνει PLP. Σε επίπεδο νευρικών κυττάρων πλέον ο PLP δρά ως συνένζυμο της δεκαρβοξυλάσης του γλουταμικού οξέος, ενός ενζύμου που είναι υπεύθυνο για την σύνθεση του γάμμααμινοβουτυρικού οξέος η απουσία του οποίου από τον οργανισμό προκαλεί επιληπτικές κρίσεις. Οι Yamamoto και συν, το 2004 [138] περιέγραψαν την περίπτωση ενός βρέφους δύο μηνών με υποφωσφατασία. Το βρέφος γεννήθηκε την τριακοστή όγδοη εβδομάδα της κύησης με καισαρική τομή από υγιή μητέρα. Στον κλινικό και απεικονιστικό έλεγχο το βρέφος παρουσίαζε ευρήματα ραχίτιδας. 52

Στον εργαστηριακό έλεγχο οι τιμές του ασβεστίου ορού ήταν φυσιολογικές, της αλκαλικής φωσφατάσης ήταν πολύ χαμηλές και τα επίπεδα φωσφοαιθανολαμίνης στα ούρα ήταν αυξημένα. Η τελική διάγνωση ήταν βρεφική υποφωσφατασία. Την δεύτερη ημέρα από την γέννηση το βρέφος παρουσίασε σπασμούς μή ανταποκρινόμενους στα συμβατικά φάρμακα όπως φαινοβαρβιτάλη, κλοναζεπάμη και βαλπροϊκό νάτριο. Η μαγνητική τομογραφία εγκεφάλου ήταν φυσιολογική. Τα επίπεδα γ-αμμινοβουτυρικού οξέος στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό ήταν εξαιρετικά χαμηλά (>0.005nmol/mL). Τελικά το βρέφος έλαβε υψηλές δόσεις βιταμίνης Β6 (30 mg/kg/ημέρα) και οι σπασμοί υποχώρησαν από την πρώτη ημέρα χορήγησης και έπειτα από τρεις ημέρες εξαφανίστηκαν. Το εγκεφαλογράφημα έδειξε σαφή βελτίωση της εικόνας όμως η μέτρηση του γ-αμμινοβουτυρικού οξέος στο εγκεφαλονωτιαίο υγρό εξακολούθησε να είναι στις ίδιες περίπου τιμές. Έκτοτε το βρέφος με την χορήγηση βιταμίνης Β6 είχε καινούργιες επιληπτικές κρίσεις, όμως πέθανε σε ηλικία δεκαοχτώ μηνών λόγω πνευμονίας. Ασθενείς που πάσχουν από παιδική υποφωσφατασία και υποφωσφατασία των ενηλίκων, πολύ συχνά παραπονούνται για συμπτώματα μυικής αδυναμίας, δυσκαμψίας και κυρίως πόνου. Τα μή στεροειδή αντιφλεγμονώδη (ΜΣΑΦ) γενικά, προσφέρουν μια ασφαλή σε βάθος χρόνου θεραπεία σε παιδιά με μια χρόνια φλεγμονώδη νόσο. Η πρώτη φορά που αναφέρεται η χρήση των ΜΣΑΦ για την αντιμετώπιση του χρόνιου πόνου των κάτω άκρων σε ασθενείς με παιδική υποφωσφατασία είναι το 1997 από τους Girschick και συν [139]. Σε μια μελέτη εφτά ασθενών με παιδική υποφωσφατασία ηλικίας 3-16 ετών με χρόνιο πόνο και μυική αδυναμία χορήγησαν 15 mg/kg/ημέρα ναπροξένης για ένα διάστημα πέντε εβδομάδων και στη συνέχεια εκτίμησαν τα αποτελέσματα πριν, κατά την διάρκεια και πέντα εβδομάδες μετά την θεραπεία με την βοήθεια ενός ερωτηματολογίου (εικόνα 2-25). Όλοι οι ασθενείς εμφάνισαν βελτίωση μετά το πέρας της θεραπείας ενώ τα αποτελέσματα ήταν στατιστικά σημαντικά ως προς την βελτίωση της φυσικής δραστηριότητας, την κόπωση μετά την άθληση και του πόνου. 53

Πίνακας 2-8: Εκτίμηση της θεραπείας με ΜΣΑΦ στην παιδική υποφωσφατασία. Μέσω ενός ερωτηματολογίου που συμπληρώθηκε από τους γονείς, εκτιμήθηκε πριν, κατά την διάρκεια και πέντε εβδομάδες μετά την θεραπεία, η φυσική δραστηριότητα, η ύπαρξη σημείου Gower's (το παιδί χρειάζεται να χρησιμοποιήσει τα χέρια του για να σηκωθεί από καθιστή θέση), ο πόνος ηρεμίας ή κατά την διάρκεια του ύπνου, η γενικότερη ευεξία, η κόπωση έπειτα από μία φυσική δραστηριότητα, η ανάγκη του παιδιού να μεταφερθεί από τους γονείς και ο πόνος έπειτα από μία φυσική δραστηριότητα (Girschick και συν, 1997) [139]. Τα πιθανά οφέλη από την χρήση τεριπαρατίδης σε ασθενής που πάσχουν από υποφωσφατασία, περιορίζονται σε αναφορές περιστατικών και τα αποτελέσματα τους είναι αντικρουόμενα. Για παράδειγμα, το 2009 οι Krupa και συν [140] περιέγραψαν την περίπτωση μιας 53χρονής μετεμμηνοπαυσιακής γυναίκας που σε ηλικία 50 ετών εμφάνισε διάχυτο οστικό πόνο στα κάτω άκρα. Κατά την αρχική διερεύνυση διαπιστώθηκε ελαττωμένη οστική επιμετάλλωση και και κατάγματα κόπωσης στον έξω φλοιό και τον δυό μηριαίων. Η πρώτη διάγνωση ήταν οστεοπόρωση και η ασθενής ξεκίνησε αγωγή με διφωσφωνικά σε συνδυασμό με ασβέστιο και βιταμίνη D. Έπειτα από δυόμιση χρόνια θεραπείας χωρίς βελτίωση των συμπτωμάτων της σε νέο απεικονιστικό και εργαστηριακό έλεγχο οι χαμηλές τιμές αλκαλικής φωσφατάσης και οι υψηλές τιμές Πυριδοξίν-5 φωσφόρου στο πλάσμα έθεσαν την διάγνωση της υποφωσφατασίας. 54

Η χορήγηση 20 mcg τεριπαρατίδης υποδορίως/ημέρα, έπειτα από οχτώ εβδομάδες βελτίωσε τον οστικό πόνο στα σημεία τον καταγμάτων και ο ακτινολογικός έλεγχος μετά από 4 και 16 μήνες αντίστοιχα απέδειξε την πόρωση των καταγμάτων. Οι Camacho και συν, το 2008 [141] αναφέρουν βελτίωση και των βιοχημικών δεικτών σε μια 75 χρονη ασθενή με υποφωσφατασία έπειτα από χορήγηση τεριπαρατίδης για δύο χρόνια. Η οστική αλκαλική φωσφατάση (BALP) από 5 U/L και η συνολική αλκαλική φωσφατάση ALP από 17 U/L έφτασε στα κατώτερα φυσιολογικά όρια 16U/L και 30U/L αντίστοιχα. Ο Πυριδοξίν-5 φωσφόρος (PLP) μειώθηκε από 250 σε 187 ng/ml από δεκαεφτά μήνες θεραπείας και η τιμή του N-τελοπεπτιδίου στα ούρα από αυξήθηκε από 6 στα 19 eq/mmol κρεατινίνης έπειτα από εικοσιτέσσερεις μήνες θεραπείας. Από την άλλη πλευρά υπάρχουν αναφορές άλλων περιστατικών όπου η χρήση της τεριπαρατίδης δεν βελτίωσε τους βιοχημικούς δείκτες και η ευεργετική της δράση ως προς τον πόνο σταμάτησε λίγο μετά την διακοπή της χορήγησης της (Gagnon και συν,2010) [142]. Τελικά ο μηχανισμός μέσω του οποίου η τεριπαρατίδη βελτιώνει της δραστηριότητα της αλκαλικής φωσφατάσης παραμένει υπό διερεύνυση αν και φαίνεται ότι ίσως να ευννοεί την παραγωγή της από τους οστεοβλάστες ή μέσω της φωσφατουρικής της δράσης να μειώνει το ανόργανο πυροφωσφωρικό που αναστέλλει την δραστηριότητα της αλκαλικής φωσφατάσης (Coburn και συν, 1998) [143]. Τα διφωσφωνικά ως συνθετικά ανάλογα του ανόργανου πυροφωσφωρικού θα πρέπει να αποφευγονται σε ασθενείς που πάσχουν από υποφωσφατασία. Σε μια μελέτη, οι Deeb και συν το 2000 [144] χορήγησαν σε ένα βρέφος που έπασχε από ραχίτιδα και υποφωσφατασία διφωσφωνικό στην προσπάθεια τους να διορθώσουν την ανισσοροπία μεταξύ της οστικής απορρόφησης και του οστικού σχηματισμού. Τελικά στα αποτελέσματα τους δεν αναφέρουν καμία βελτίωση στην οστική επιμετάλλωση ή στην συμπτωματολογία τους ασθενούς. Νεότερες μελέτες αμφισβητούν εξολοκλήρουν τα πιθανά θετικά αποτελέσματα της χρήσης διφωσφωνικών σε ασθενείς πάσχοντες από υποφωσφατασία, ιδιέταιρα σε αυτούς με φυσιολογικά επίπεδα ασβεστίου (Drake και συν, 2008) [145]. Αναφορές υπάρχουν επίσης για την πιθανή συμμέτοχή τους στην πρόκληση υποτροχαντήριων ψευδοκαταγμάτων (Sutton και συν, 2012) [146]. 55

Μια προσπάθεια εντελώς διαφορετική να ξεπεραστούν οι υποκείμενοι φυσιοπαθολογικοί μηχανισμοί που προκαλούν την υποφωσφωτασία έρχεται από τους Hessle και συν το 2002 [147]. Η προσπάθεια τους εστίασε στην κυτταρική γλυκοπρωτεϊνη του πλάσματος (PC-1). Είναι γνωστό ότι οι οστεοβλάστες συμμετέχουν στην επιμετάλλωση προωθώντας την δημιουργία και την ανάπτυξη των κρυστάλλων του υδροξυαπατίτη εντός των κυστιδίων της θεμέλιας ουσίας και στην συνέχεια με την μεταφορά τους στον εξωκυττάριο χώρο όπου βρίσκεται το κολαγόνο. Βασικός παράγοντας του σχηματισμού και της ανάπτυξης των κρυστάλλων του υδροξυαπατίτη είναι το ανόργανο πυροφωσφωρικό (PPi) το οποίο από την μία πλευρά σε αυτή την μορφή αποτελεί αναστολέα σύνθεσης κρυστάλλων υδροξυαπατίτη και από την άλλη με την υδρόλυση του παρέχει την βασική πηγή από όπου θα προέλθει ο φωσφώρος (Pi) που θα χρησιμοποιηθεί. Οι οστεοβλαστικές πρωτεϊνες που παίζουν ρόλο σε αυτόν τον μηχανισμό είναι δύο, η TNSALP και η PC-1. Η TNSALP υδρολύει εξωκυττάρια το PPi σε Pi ο οποίος στη συνέχεια μεταφέρεται ενδοκυττάρια. Η μετάλλαξη του γονιδίου δηλαδή η υποφωσφατασία προκαλεί την αύξηση της εξωκυττάριας συγκέντρωσης του PPi και την ελαττωματική επιμετάλλωση. Από την άλλη πλευρά η PC-1 αποτελεί το μοναδικό ισοένζυμο εντός των κυστιδίων της θεμέλιας ουσίας μιας οικογένειας που ευννοεί την παραγωγή του PPi. Η μετάλλαξη του γονιδίου της PC-1 μειώνει την συγκέντρωση του PPi οδηγώντας σε υπερμετάλλωση, οστεοαρθρίτιδα και οστεοποίηση του επιμήκη συνδέσμου της σπονδυλικής στήλης. Οι συγγραφείς βασιζόμενοι στην θεωρία ότι η TNSALP και η PC-1 αποτελούν ανταγονιστές του ίδιου μονοπατιού δημιούργησαν knockout null επίμυες και για την TNSALP (Akp2) και για την PC-1 (Enpp1). Κατόπιν μελέτησαν τους οστεοβλάστες, τα κυστίδια της θεμέλιας και την οστική επιμετάλλωση. Στα αποτελέσμα τους αναφέρουν ομαλοποίηση της συγκέντρωσης του PPi και εξισορρόπηση της οστικής επιμετάλλωσης προτείνοντας την αναστολή της δράσης της PC-1 ως μια πιθανή μέθοδο αντιμετώπισης της υποφωσφατασίας. 56

Αναφορές υπάρχουν και και για την μεταμόσχευση του μυελού των οστών. Χαρακτηριστική είναι η περίπτωση ενός βρέφους 8 μηνών που βάσει των κλινικών του χαρακτηριστικών και του μοριακού ελέγχου ήταν βέβαιο ότι έπασχε από βρεφική υποφωσφατασία με πολύ χαμηλό προσδόκιμο. Το βρέφος υπεβλήθει σε μεταμόσχευση του μυελού των οστών από την υγιή αδερφή του. Τρεις μήνες μετά παρουσίαζε προσωρινή αύξηση της οστικής επιμετάλλωσης με σταδιακή επιστροφή στους δείκτες προ της μεταμόσχευσης. Σε ηλικία 21 μηνών με επιπλέον ανοσοκατασταλτική θεραπεία έλαβε εκ νέου κύτταρα του μυελού των οστών τα οποία είχαν ως αποτέλεσμα την σαφή βελτίωση του βρέφους στον κλινικό και απεικονιστικό έλεγχο. Οι συγγραφείς αναφέρουν ότι σε ηλικία έξι μηνών είναι περιπατητικό αν και οι βιοχημικοί του δείκτες παραμένουν παθολογικοί (Whyte και συν, 2003) [148]. Παρόμοια αποτελέσματα αναφέρουν και οι Cahill και συν, το 2007 [149] που εφτά χρόνια μετά την μεταμόσχευση μυελού σε ένα βρέφος εννιά μηνών το παιδί πλέον παρουσιάζει έναν κλινικό φαινότυπο πιο ήπιο σε σχέση με τον αρχικό. Πάντως, ο μεγαλύτερος και σταθερά εξελισσόμενος τομέας πάνω στην θεραπεία της υποφωσφατασίας είναι οι προσπάθειες ενζυμικής υποκατάστασης. Ήδη από το 1972 σε ένα βρέφος με υποφωσφατασία γίνεται η πρώτη απόπειρα χορήγησης πλάσματος από ασθενή με νόσο του Paget με αναφερόμενη ακτινολογική βελτίωση (Macpherson και συν, 1972) [150]. Το 1982, η εβδομαδιαία χορήγηση φρέσκου πλάσματος από υγιής δότες αποφέρει κλινική και απεικονιστική βελτίωση σε ένα παιδί (Albegianni και Cataldo, 1982) [151]. Αντιθέτως, επανειλειμένες εγχύσεις πλάσματος από ασθενείς με νόσο του Paget σε τέσσερεις ασθενείς δεν προκαλούν καμία βελτίωση (Whyte και συν, 1982 και 1984) [152,153], καθώς επίσης και εγχύσεις πλάσματος από υγιής δότες δεν έχουν θετικά αποτελέσματα (Whyte και συν, 1986) [154]. Η χορήγηση αλκαλικής φωσφατάσης από το ήπαρ υγιούς δότη, αναφέρεται ότι προκάλεσε βελτίωση της ποιότητας του οστού και των βιοχημικών δεικτών σε έναν ασθενή (Weninger και συν, 1989) [155], όμως η χορήγηση αλκαλικής φωσφατάσης του πλακούντα σε ένα βρέφος προκάλεσε μόνο παροδική υπερφωσφατασεμία χωρίς αλλαγές στις τιμές των PEA,PLP και PPi και χωρίς βελτίωση της ακτινολογικής εικόνας (Whyte και συν, 1992) [156]. 57

Η παρασκευή του ανθρώπινου ανασυνδυασμένου μορίου TNSALP και η πρώτη δοκιμή του σε επίμυες έφερε νέες ελπίδες ως προς την αντιμετώπιση της υποφωσφατασίας. Το μόριο salp-fcd 10 ονομάστηκε ασφοτάση άλφα και στην συνέχεια ENB-0040. Πρόκειται για μία πρωτεϊνη που εμπεριέχει το καταλυτικό τμήμα της ανθρώπινης TNSALP (salp), το σταθερό τμήμα της ανθρώπινης IgG1 (Fc) και ένα πεπτίδιο δέκα-ασπαρτάτης D 10 για την καλύτερη στόχευση του μορίου στον επιμετάλλωμένο ιστό. Η χορήγηση της salp-fcd 10 σε επίμυες Akp2 -/- που δεν εκφράζουν TNSALP σε ημερίσιες δόσεις των 1,2,8.2 mg/kg για 15,19 και 52 ημέρες είχαν ως αποτέλεσμα την φυσιολογική ανάπτυξη χωρις την εμφάνιση σκελετικών και οδοντικών συμπτωμάτων ή επιληψίας (εικόνα 2-26) (Milan και συν 2008) [157]. Εικόνα 2-24: Αποτελέσματα σε επίμυ έπειτα από 52 ημέρες χορήγησης salp- FcD 10 σε δόση 8,2 mg/kg σε σχέση με υγιής και Akp2 -/- επίμυες. Α) η επιβίωση των salp -FcD 10 επίμυων είναι σχεδόν όσο και των φυσιολογικών, Β) η ανάπτυξη των salp-fcd 10 επίμυων εινάο φυσιολογική C) οι τιμές της αλκαλικής φωσφατάσης στις τρεις ομάδες D) ακτινολογικός έλεγχος των τριών ομάδων. Διακρίνουμε ότι στις 46 και 52 ημέρες η σκελετική ανάπτυξη των των salp -FcD 10 επίμυων είναι ίδια με των φυσιολογικών. (Milan και συν 2008) [157] 58

Το 2012 για πρώτη φορά το ανασυνδυασμένο μόριο της TNSALP δοκιμάστηκε σε ανθρώπους (Whyte και συν 2012) [158]. Πρόκειται για μία πολυεθνική μελέτη με 11 βρέφη και παιδιά μικρότερα των 3 ετών που έπασχαν από υποφωσφατασία. Τα κριτήρια ήταν οι ασθενείς να έχουν εμφανίσει συμπτώματα πριν από τους πρώτους έξι μήνες της ζωής τους, τιμές αλκαλικής φωσφατάσης κατώτερες των φυσιολογικών, ανεβασμένα επίπεδα PLP στο ορό, υπερασβεστιαιμία, σκελετικά ευρήματα της νόσου στις ακτινογραφίες, κρίσεις επιληψίας,κρανιοσυνοστέωση και νεφρασβέστωση. Η θεραπεία αφορούσε την υποδόρια έγχυση 1-3 mg/kg ENB-0040 τρείς φορές την εβδομάδα. Τα κριτήρια διακοπής της θεραπείας ήταν η ασφάλεια, η ανοχή στο φάρμακο και η θεραπεία της ραχίτιδας. Από τους 11 ασθενείς οι 10 συμπλήρωσαν έξι μήνες θεραπείας και οι 9 δώδεκα μήνες θεραπείας. Η ακτινολογική βελτίωση με μια κλίμακα εφτά βαθμών από την επιδείνωση εως την πλήρη εξαφάνιση της ραχίτιδας και εξετάσθηκε από τρεις ανεξάρτητους ακτινολόγους. Τα απότελέσμαατ για τα 9 απο τα 10 παιδιά της εξάμηνης θεραπείας κα τα 8 από τα 9 της δωδεκάμηνης θεραπείας ήταν θεαματικά (εικόνα 2-27). Τα επίπεδα των PLP και PPi μειώθηκαν. Δεν υπήρχαν ανεπιθύμητες ενέργειες όπως υπερασβεστιαιμία ή έκτοπη ασβεστοποίηση όμως σε 4 ασθενείς αναπτύχθηκαν αντισώματα άντι-enb-0040 χωρίς πάντως άλλες επιπλοκές. 59

Εικόνα 2-25: ακτινολογική εικόνα της άκρας χείρας κα του θώρακα ασθενούς με βρεφική υποφωσφατασία προ και 24 εβδομάδες μετά την χορήγηση ENB-0040. Χαρακτηριστική είναι η επιμετάλλωση σε όλα τα οστά (Whyte και συν 2012) [158]. Οι μελέτες που βρίσκονται αυτήν τη στιγμή σε εξέλιξη παρατίθονται στον πίνακα 2.8 και μπορούν να ανευρεθούν στην ηλεκτρονική διεύθυνση http://www.clinicaltrials.gov/ct2/results?term=hypophosphatasia. 60