Resistencia Ósea

El concepto de Resistencia Ósea se El concepto de Resistencia Ósea se introduce ante el fracaso del paradigma

de la BMD

El Paradigma de la BMD

• La Osteoporosis es una enfermedad caracterizada por baja masa ósea , y consiguiente riesgo aumentado de fracturaconsiguiente riesgo aumentado de fractura• Se diagnostica usando un subrogado de la masa ósea, la densidad mineral ósea o BMD (por sus siglas en inglés)• El umbral de diagnostico (T-score < -2.5) se considera, erróneamente, indicación de tratamientotratamiento• El éxito o fracaso del tratamiento se determina por los cambios en BMD

Prevalencia de Fracturas Osteoporoticaspor la BMD de la Población – Estudio NORA

45

50

año

400

450

(x 1

000)� Tasa de Fracturas

10

15

20

25

30

35

40

Fra

ctur

aspo

r10

00 p

erso

nas

año

50

100

150

200

250

300

350

# M

ujer

esco

n F

ract

uras

(x 1

000)

� # de Mujeres con Fracturas

� Distribución BMD

5

> 1.0 1.0 to 0.5 0.5 to 0.0 0.0 to -0.5 -0.5 to -1.0 -1. 0 to -1.5 -1.5 to -2.0 -2.0 to -2.5 -2.5 to -3.0 -3.0 t o -3.5 < -3.5

BMD T-scores

50 #

Pese a que la tasa de fracturas aumenta con la disminuci ón de BMD, el número absolutode fracturas es mayor en la población osteopénica.

ASBMR 2002, Cortesia Dr. Ethel Siris, Adaptado de JAMA Dec. 12, 2001, vol.286, nº 22

El marcador subrogado perfecto

El tratamiento disminuye el riesgo de fractura.

El tratamiento mejora la BMD.

Riesgo deFractura

Placebo

Tratamiento

El tratamiento mejora la BMD.

LaLa asociación entre el cambio en la BMD y el riesgo de fractura es la misma para los grupos placebo y tratamiento.

El tratamiento disminuye el riesgo de fractura mediante la mejora de la

Adaptado de: Li Z, et al. J Musculoskelet Neuronal Interact. 2004;4:64-74.

Cambio en la BMD

fractura mediante la mejora de la BMD

Los cambios en BMD explican el efecto del tratamiento(PET) ≈ 100%

El marcador subrogado imperfecto

El tratamiento disminuye el riesgo de fractura.

El tratamiento mejora la BMD.

Riesgo de Fractura

Placebo

Tratamiento

El tratamiento mejora la BMD.

Sin embargo, la asociación entre el cambio en la BMD y el riesgo de fractura es distinta para los grupos placebo y tratamiento.

El tratamiento tiene otro efecto que El tratamiento tiene otro efecto que determina el riesgo de fractura.determina el riesgo de fractura.

Los cambios en BMD explican solo Los cambios en BMD explican solo

Adaptado de: Li Z, et al. J Musculoskelet Neuronal Interact. 2004;4:64-74.

Cambio en la BMD

Los cambios en BMD explican solo Los cambios en BMD explican solo parte del efecto del tratamientoparte del efecto del tratamiento

PET = Bajo PET = Bajo

Relación entre Cambios en BMD de Cuello Femoral y Riesgo de Fractura Vertebral – Estudio

MORE

Placebo

Raloxifeno

13

15R

iesg

o de

≥1

Nue

va

Fra

ctur

a V

erte

bral

13

7

5

9

11

Sarkar S et al. J Bone Miner Res 17:1-10, 2002

% Cambio en BMD de Cuello Femoral

%

3

-10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10

0

Relación entre Cambios en BMD de Cadera y Riesgo de Fractura Vertebral – Estudio FREEDOM

Porcentaje del Efecto explicado por el Tratamiento: 35% (20%, 61%)

Estudios Aleatorizados de Antiresortivos enMujeres Postmenopáusicas Osteoporoticas

Riesgo de Fracturas VertebralesBMD CL* Riesgo Relativo (95% CI)

Raloxifeno VFx Prevalente 2.2Raloxifeno60 mg/d

VFx Prevalente1

No VFx Prevalente1

2.2

2.9

Alendronate

5/10 mg/d

VFx Prevalente 2

No VFx Prevalente 36.2

6.8

Risedronate5 mg/d

VFx Prevalente 4

No VFx Prevalente 54.35.9

Calcitonin VFx Prevalente 0.7

1Data on file, Eli Lilly & Co.2Black DM et al. Lancet 348:1535 -1541, 19963 Cummings SR et al. JAMA 280:2077 -2082, 1998

4Harris ST et al. JAMA 282:1344 -1352, 19995 Reginster JY et al. Osteoporosis Int 11:83 -91, 20006 Chesnut CH et al. Am J Med 109:267 -276, 2000

Calcitonin200 IU/d

VFx Prevalente 6 0.7

*contra placebo-to 0.5 1.00

Reducción del Riesgo de Fractura Vertebral Atribuible

al aumento de la BMD

Risedronato 1 7 – 28%

Tratamiento Antiresortivo

Alendronato 2 16%

Raloxifeno 3 4%

Denosumab 5 35%

Tratamiento Anabólico

1. Li et al. Stat Med 20:3175-88; 20012. Cummings S et al. Am J Med 112:281-289; 20023. Sarkar Set al. J Bone Miner Res 17: 1-10; 20024. Chen P et al J Bone Miner Res 21: 1785-1790; 20065. Austin M et al J Bone Miner Res doi: 10.1002/jbmr.1472. [Epub ahead of print] 2011

AnabólicoTeriparatida 4 31-40%

* Una baja BMD predice riesgo aumentado de fractura s

* En cambio, hay solo una débil relación entre los cambios

Relación Entre BMD y Fracturas

* En cambio, hay solo una débil relación entre los cambios en la BMD inducidos por el tratamiento y la reducci ón del riesgo de nuevas fracturas.

* Hay una gran diferencia en la magnitud de los cam bios en BMD con diferentes agentes antiresortivos y, sin emb argo, la reducción en el riesgo de fractura es similar

* De acuerdo a los análisis de regresión, solo una pequeña proporción de la reducción en el riesgo de fractura s puede proporción de la reducción en el riesgo de fractura s puede atribuirse a los aumentos en BMD.

“La osteoporosis se define como una alteración esquelética caracterizada por un compromiso

Definición de Osteoporosis de NIH

esquelética caracterizada por un compromiso de la resistencia ósea que predispone una

persona a un riesgo aumentado de fractura. La resistencia ósea refleja primariamente la

integración de densidad ósea y calidad ósea.”

NIH Consensus Development Panel on Osteoporosis JAMA 285:785-95; 2001

Declaración de Consenso NIH 2000

yDensidad

ÓseaCalidad

ÓseaResistencia Ósea(Bone strength)

NIH Consensus Development Panel on Osteoporosis. JAMA 285 (2001): 785-95

Definición Operacional de Calidad Ósea

“la totalidad de los rasgos y “la totalidad de los rasgos y “la totalidad de los rasgos y “la totalidad de los rasgos y características que características que

influencian la habilidad del influencian la habilidad del hueso a resistir la fractura”hueso a resistir la fractura”

BOUXSEIN M.L; Osteoporosis Int (2003) 14 (suppl 5): 5118-5127

CONCEPTO DE CALIDAD ÓSEA

Masa Ósea

Rem

odel

ado Masa Ósea

Distribución de la MasaGeometría

Arquitectura

Resistenciaa la Fractura

Rem

odel

ado

Propiedades Materiales

Rem

odel

ado

Propiedades MaterialesMineralización

Calidad de la MatrizMicro daño

Tenacidad versus Rigidez

Reproducido de Seeman E Advances in Osteoporotic Fracture Management 2:2-8; 2002

y Currey JD J Biomechanics 12: 459-469; 1979

Resistencia Ósea

La edad y el aumento del remodeladoafectan negativamente a las propiedades

materiales y estructurales del hueso.

Inmediate Premenopausal35%

30%

25%

Fre

quen

cy

35%

30%

25%

Fre

quen

cy

One year Postmenopausal

Postmenopausia y Remodelado Óseo

25%

20%

15%

10%

5%

0%

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Rel

ativ

eF

requ

ency

Activation Frequency #/yr

35%

30%

Fre

quen

cy

25%

20%

15%

10%

5%

0%

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Rel

ativ

eF

requ

ency

Activation Frequency #/yr

13 years Postmenopausal

25%

20%

15%

10%

5%

0%

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Rel

ativ

eF

requ

ency

Activation Frequency #/yr

RECKER et al. JBMR 19 (10) 2004

Remodelado y Fracturas

• Mujeres A

• Mujeres menopáusicas sin tratamiento.

• El riesgo de fractura aumenta con la tasa de remodelado, independiente de

150

100

50

6.0

VFR / 100-p-yr

Riggs BL et al. BONE 1996; 18 (suppl 3): S197-S201.

independiente de la BMD. 0

0.40.6

0.81.0

1.20.0

2.0

4.0

6.0

LS-BMD(g/cm 2)

BFR, % Y

Remodelado y Estructura Trabecular

Exceso de remodelado

n de lagunas de remodelado Desbalance de las BMU

Impacto de las Lagunas de Remodelado en la Distribución del Stress Mecánico

Laguna de

Transmisión del stress mecánico

Parfitt AM. Am J Med 82:68-72, 1987

Laguna deremodelado

Resorption Cavities as Mechanical Stress Risers

Normal Osteoporotic

Sourced from Parfitt AM et al. Am J Med 91, Suppl 5B: 42S-46S

El exceso de remodelado produce adelgazamiento y perforación de las trabéculas

Osteoclastos

Hueso

Adelgazamiento

Perforaciones

OsteoporosisNormal

Las trabeculas horizontales se pierdenantes que las verticales

Osteoporosis Severa

Cortesia Dr. A. Boyde

El Rol de la Estructura Trabecular

Resistencia a la compresión de trabeculas conectadas y desconectadas

16 X1

Bell GH et al. Calcif Tissue Res 1: 75-86, 1967

Edad, Remodelado y Estructura Cortical

Edad y Corteza Cortical

UmbralUmbral de de estabilidadestabilidad

2020 4040 6060 8080 100100AgeAge

CortezaCorteza demasiadodemasiado finafina paraparael el diametrodiametro

Edad y Hueso Cortical

30

FEMALES30

MALES

La edad aumenta la porosidad cortical

30

25

20

15

10

5

PO

RO

SIT

Y (%

)

30

25

20

15

10

5

PO

RO

SIT

Y (%

)0

10-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89

TEN-YEAR AGE GROUPS

0

10-19 20-29 30-39 40-49 50-59 60-69 70-79 80-89

TEN-YEAR AGE GROUPS

Bousson V, et al. J Bone Miner Res 2001; 16: 1308-1317

Remodelado y Porosidad Cortical

Remodelado Normal Exceso de remodelado

Resistencia Ósea y Propiedades Materiales

Remodelado y Mineralización

Mineralización de la Unidad Multicelular Ósea

100 -

Gra

do d

e m

iner

aliz

ació

n (%

)

TiempoTiempo

50 -

0 -

Gra

do d

e m

iner

aliz

ació

n (%

)

Mineralización Primaria (3 meses3 meses)

Mineralización Secundaria (años)

TiempoTiempo

Gra

do d

e m

iner

aliz

ació

n (%

)

Ott S. Advances in Osteoporotic Fracture Management 2: 48-54, 2003

Mineralización de la Unidad Multicelular Ósea

100 -

Gra

do d

e m

iner

aliz

ació

n (%

) Nuevo Hueso~ 50% mineralizado

TiempoTiempo

50 -

0 -

Gra

do d

e m

iner

aliz

ació

n (%

)

~ 50% mineralizado

Mineralización Primaria (3 meses3 meses)

Mineralización Secundaria (años)

TiempoTiempo

Gra

do d

e m

iner

aliz

ació

n (%

)

Ott S. Advances in Osteoporotic Fracture Management 2: 48-54, 2003

Hueso Viejo

Mineralización de la Unidad Multicelular Ósea

100 -

Gra

do d

e m

iner

aliz

ació

n (%

)

Hueso completamente mineralizado

TiempoTiempo

50 -

0 -

Gra

do d

e m

iner

aliz

ació

n (%

)

mineralizado

Mineralización Primaria (3 meses3 meses)

Mineralización Secundaria (años)

TiempoTiempo

Gra

do d

e m

iner

aliz

ació

n (%

)

Ott S. Advances in Osteoporotic Fracture Management 2: 48-54, 2003

Hueso Viejo

Relación entre Mineralización y Tenacidad

Modulo de Young(Rigidez)

Tenacidad

Wainwright, Biggs, Currey and Gosline. Mechanical Design in Organisms. Princeton Press, 1976

Tenacidad

HipermineralizacionHipomineralización

Contenido Mineral

Micro daño en Hueso Trabecular y Cortical

Reproducido de Seeman E. Advances in Osteoporotic Fracture Management 2: 2-8, 2002 y Fyhrie DP. Bone 15:105-109, 1994

Remodelado, Mineralización y Resistencia Ósea

La relación entre la tasa de remodelado y la resistencia ósea es compleja:resistencia ósea es compleja:• Un alto remodelado conduce a perdida de contenido mineral y menor rigidez.• Un bajo remodelado conduce a híper-mineralización, perdida de tenacidad y acumulación de micro daño.• En ambos casos aumenta la fragilidad

Conclusiones

• Los parámetros de calidad ósea: masa ósea, su distribución espacial y las propiedades materiales son distribución espacial y las propiedades materiales son componentes integrales de la resistencia ósea a la fractura.•La edad y la tasa de remodelado afectan directament e a la arquitectura ósea.• Mantener o reparar la arquitectura ósea es critico para evitar las fracturas.•Es por lo tanto necesario poder evaluar •Es por lo tanto necesario poder evaluar cuantitativamente parámetros de estructura ósea