Magnetoterapia e osteoporosi

Cos’è l’osteoporosi?

L'osteoporosi è un disordine scheletrico, caratterizzato da bassa densità minerale ossea e architettura ossea alterata, che porta ad un aumento della fragilità ossea che è una condizione comune tra le donne in postmenopausa. È un problema clinicamente importante che può aumentare l'incidenza di fratture. I comuni trattamenti dell'osteoporosi includono dieta, cambiamenti nello stile di vita e terapie farmacologiche. Le fratture da osteoporosi rappresentano uno dei principali problemi sanitari dei paesi occidentali. In particolare, le fratture di femore sono gravate da una mortalità in fase acuta intorno al 5-8% e da una mortalità ad un anno che supera il 25-30%. Per la loro sicurezza clinica, l’efficacia e la non invasività, le terapie con campi elettromagnetici (CEM), comunemente chiamata magnetoterapia, hanno avuto un buon successo durante gli ultimi decenni. Nel campo dell'ortopedia e della fisiatria, sono solitamente utilizzate nel trattamento delle fratture ossee e di alcuni disturbi muscolo-scheletrici tra cui l'osteoartrite e l’osteoporosi. Sulla base di prove sperimentali e studi clinici studi clinici, la Food and Drug Administration, USA, ha approvato i campi elettromagnetici pulsati come metodo sicuro ed efficace per il trattamento delle fratture con unione ritardata e nelle pseudoartrosi. Negli ultimi anni, molti ricercatori hanno scoperto che la magnetoterapia ha influenzato positivamente l'equilibrio degli osteoblasti, la differenziazione delle cellule staminali mesenchimali, l'equilibrio tra il riassorbimento osseo e la formazione dell'osso che sono alterate nell’osteoporosi. Questo può indicare che i campi elettromagnetici possono essere utilizzati per migliorare lo stato dell’osteoporosi.

Quando utilizzare la magnetoterapia per l'osteoporosi

La magnetoterapia è una terapia fisica non invasiva per alcune malattie dello scheletro. La magnetoterapia ha raggiunto un'applicazione diffusa grazie alla facilità di funzionamento ed alla mancanza di effetti avversi. La magnetoterapia è caratterizzata da frequenze all'estremità bassa dello spettro elettromagnetico che vanno da 6 a 500 Hz.

L'effetto della magnetoterapia sulla biologia cellulare

La proliferazione degli osteoblasti o delle cellule staminali mesenchimali del midollo osseo è importante per la formazione del tessuto osseo. Molte ricerche hanno documentato che la magnetoterapia ha influenzato la proliferazione di diverse linee cellulari. Sul et al. (Sul et al., 2006) hanno dimostrato che un trattamento con magnetoterapia con 60 Hz e 2 mT sinusoidale ha promosso la crescita di osteoblasti fetali e cellule neuronali corticali a 7 e 14 giorni ed hanno sottolineato che la reazione a esposizione era specifico del tipo di cellula. Inoltre, ci sono ricerche che hanno mostrato che la magnetoterapia (15 Hz,1.8 mT, 8 h/d) ha aumentato la proliferazione delle cellule staminali mesenchimali del midollo osseo durante la fase esponenziale (Sun et al., 2009) e le prime fasi dell’osteogenesi (Sun et al., 2010). Zhang et al. (Zhang et al., 2007) hanno usato campi elettromagnetici (15 Hz, 5 mT) di diverse forme d'onda per il trattamento di cellule ossee di ratto e ha trovato che la magnetoterapia aumentava la proliferazione cellulare, mentre i CEM sinusoidali (magnetoterapia) hanno diminuito la proliferazione cellulare. Song et al. (Song et al., 2014a) hanno riportato che l'effetto dei CEM sinusoidali (15 Hz, 1 mT) sulla proliferazione delle cellule era diverso in base alla durata del trattamento. Questo indica che l'effetto della magnetoterapia sulla proliferazione dipende dal tipo di cellula, dallo stato delle cellule e dai parametri della magnetoterapia (forma d'onda, frequenza, intensità e tempo).

L'effetto della magnetoterapia sulla differenziazione osteogenica

Le BMSC sono progenitori pluripotenti che possono replicarsi come cellule indifferenziate e hanno capacità di differenziazione multipotente. Come cellule precursori dell'osso sono state ampiamente studiate (Beyer e Da, 2006). C'è una relazione reciproca tra l'adipogenesi delle BMSC e l'osteogenesi. L'equilibrio tra la differenziazione osteogenica e la differenziazione adipogenica è interrotto in varie malattie umane. Per esempio, la diminuzione della formazione ossea accompagnata da un aumento del midollo osseo e dell’adipogenesi si verifica con l'invecchiamento, l'immobilità e l’osteoporosi (Kajkenova et al., 1997; Verma et al, 2002). Inoltre, le BMSC di pazienti con osteoporosi hanno maggiori probabilità di differenziarsi in adipociti che in osteoblasti rispetto alle cellule isolate da pazienti con massa ossea normale (Rodriguez et al, 2000). Tutto ciò indica che la regolazione della differenziazione nella direzione di BMSCs è importante per il trattamento dell’osteoporosi. Molti ricercatori hanno documentato che la magnetoterapia ha indotto (Jansen et al., 2010) o accelerato (Esposito et al.,2012) la differenziazione osteogenica di BMSCs direttamente. Allo stesso tempo, Ongaro et al. hanno trovato che la magnetoterapia di 75 Hz, 1.5 mT come fattore bioattivo ha migliorato l'osteogenesi delle cellule staminali derivate dal grasso (Ongaro et al., 2014). Inoltre, Zhou et al. hanno dimostrato che CEM sinusoidali (magnetoterapia) di 50 Hz hanno promosso significativamente la differenziazione e il potenziale di mineralizzazione degli osteoblasti in modo intensità-dipendente (Zhou et al., 2011). Inoltre, Diniz et al. ha trovato che la magnetoterapia a 15 Hz, 7 mT aveva un effetto stimolatorio sugli osteoblasti, e questo stimolo è stato molto probabilmente associato con il miglioramento della differenziazione cellulare (Diniz et al., 2002). Yang et al. hanno documentato che CEM sinusoidali (magnetoterapia) di 15 Hz e 1 mT hanno direttamente regolato la direzione di differenziazione di BMSCs, e promosso la differenzziazione osteogenica mentre hanno inibito la differenziazione adipogenica di BMSCs (Yang et al., 2010). Inoltre, Song et al. hanno scoperto che lo stesso trattamento potrebbe anche inibire la differenziazione adipogenica e promuovere la differenziazione osteogenica di BMSCs sotto l'effetto del desametasone (Song et al., 2014b). Allo stesso modo, Du et al. hanno documentato che CEM di di 7.5 Hz, 0.4 T hanno inibito la differenziazione adipogenica di MSCs attraverso la via di segnalazione (Du et al., 2014).

L'effetto dei campi elettromagnetici sulla proliferazione, differenziazione e apoptosi degli osteoclasti

Negli ultimi anni, anche se esistono delle controversie (Jing et al., 2014b; van der Jagt et al., 2014), ci sono molti dati che dimostrano che la magnetoterapia esercita effetti benefici su vari modelli animali di osteoporosi (carente di estrogeni, disuso indotto e diabete indotto). Zhou et al. hanno trattato i ratti che hanno subito ovariectomia e che vengono trattati con CEMP (8 Hz, 3.82 mT, 40 min/d) per 12 hanno meno perdita ossea e deterioramento della microarchitettura ossea (Zhou et al., 2012). Sempre Zhou et hanno trattato la perdita ossea in topi diabetici con lo stesso protocollo di magnetoterapia ed hanno documentato che essi possono prevenire la perdita ossea indotta dal diabete e invertire il deterioramento della microarchitettura ossea (Zhou et al., 2014). Jing et al. (2011) hanno anche dimostrato che la magnetoterapia ha ridotto la perdita ossea indotta dal disuso (Jing et al., 2014).

Gli studi clinici sulla magnetoterapia nell'osteoporosi

L'osteoporosi è un problema di salute mondiale con un'alta prevalenza. Si tratta di un grave disturbo metabolico delle ossa caratterizzato da bassa BMD e architettura ossea alterata. Si tratta di un grave disordine osseo metabolico che spesso provoca dolore osseo e fratture ed è solitamente asintomatico nelle sue fasi iniziali (Poor et al., 1998). La prevalenza dell'osteoporosi aumenta costantemente con l'avanzare dell'età e si prevede un aumento sostanziale a causa della transizione demografica che si sta verificando in tutto il mondo (Cooper et al., 2011). I campi elettromagnetici come un sicuro, efficace e non invasivo trattamento sono stati approvati per trattare l’unione ritardata delle fratture e le pseudoartrosi dalla US Food and Drug Administration (Aaron et al., 2004). In anni recenti, molti dati hanno documentato i benefici dei campi elettromagnetici nel trattamento dell'osteoporosi.

La magnetoterapia sul dolore cronico causato da osteoporosi

Il dolore cronico è un sintomo comune delle persone con osteoporosi, ed è la causa più comune che porta i pazienti a ricercare un trattamento. Circa l'85% dei pazienti con osteoporosi sono affetti da dolore osseo (Hayashi, 2007), in particolare il dolore lombare è considerato il dolore muscoloscheletrico prevalente, in particolare nelle popolazioni anziane (Woo et al., 2009). Esso compromette seriamente la qualità della vita del paziente. Ci sono molte osservazioni e studi controllati randomizzati che hanno dimostrato che il dolore cronico causato da osteoporosi può essere alleviato dopo 30 o 60 giorni di trattamento con magnetoterapia (Huang et al., 2008a; Liu et al., 2014). Uno studio ha analizzato le caratteristiche del dolore in 126 pazienti con osteoporosi primaria e ha studiato l'efficacia della magnetoterapia nel trattamento del dolore cronico, e hanno trovato che la magnetoterapia ha avuto un effetto più veloce e significativo nell’alleviare il dolore dei pazienti con osteoporosi (Weng et al., 2003). L'effetto della magnetoterapia per alleviare il dolore cronico è ben rinonosciuto e la frequenza utilizzata è di solito inferiore a 50 Hz, e l'intensità del campo magnetico è spesso non più di 20 mT (Li et al., 2013; Niezgoda et al., 2014; Oke e Umebese, 2013; Trock, 2000).

La magnetoterapia sulla densità minerale ossea

Molti studi prospettici hanno dimostrato che c'è una correlazione significativa tra bassa BMD e frequenza di fratture (Riggs e Melton, 1995). Allo stesso tempo, l’attuale diagnosi di osteoporosi è in gran parte basato su misurazione della BMD, utilizzando la MOC-DEXA dell'anca o della colonna lombare (Reginster e Burlet, 2006). Gli effetti della magnetoterapia sulla BMD di pazienti con osteoporosi sono stati ben considerati e studiatI negli ultimi decenni (Giusti et al., 2013; Liu et al., 2013a; Tabrah et al., 1990). Nel 1990, Tabrah et al. hanno documentato la prevenzione e l'effetto del trattamento di 72 Hz di CEM sull’ osteoporosi (Tabrah et al., 1990). Garland ha usato la magnetoterapia per trattare l'osso osteoporotico nella sede del ginocchio in individui con lesioni spinali croniche. Nella fase iniziale, la magnetoterpia ha esercitato un effetto benefico, ma non era sostenuto a lungo (Garland et al., 1999). Uno studio clinico randomizzato, ha dimostrato che un corso di trattamento con magnetoterapia con parametri specifici (8 Hz, 3.82 mT) era efficace quanto l'alendronato nel trattamento dell'osteoporosi in 24 settimane (Liu et al., 2013).