A novel, noninvasive (pQCT) assessment of bone mechanostasis in normal men and women

RICARDO FRANCISCO CAPOZZA; SARA FELDMAN; GUSTAVO ROBERTO COINTRY; SEBASTIAN EDUARDO FERRETTI; NÉSTOR MATÍAS FRACALOSSI; MARÍA VICTORIA FERRETTI; ALEJANDRO LIPSITZ; GABRIEL IVANCICH; GABRIELA MARCHETTI; JOSÉ LUIS FERRETTI

Pennsylvania (PA, USA)

Congreso; XXVIII ANNUAL MEETING, American Society for Bone & Mineral Research (ASBMR).; 2006

American Society for Bone & Mineral Research (ASBMR).

La resistencia de un hueso a la fractura depende únicamente de la rigidez intrínseca y de la distribución espacial de su material duro según la dirección de las cargas de fractura. Sólo la modelación y la remodelación pueden afectar esas propiedades, en tanto se las module direccionalmente en sitios mecánicamente significativos. Las contracciones musculares aportan el principal estímulo direccional esquelético, en función del cual el mecanostato orienta la modelación / remodelación para optimizar la resistencia ósea. El entorno endocrino-metabólico sólo ejerce efectos sistémicos, no-direccionales, cuyo impacto mecánico dependerá del azar circunstancial; por eso se lo considera perturbador del control biomecánico óseo. En consecuencia, para evaluar y monitorear la resistencia ósea se deben evaluar en conjunto al menos 4 aspectos complementarios del accionar del mecanostato: 1. la calidad del material y del diseño óseos (eficiencia del sistema); 2. la intensidad de la estimulación mecánica (su input); 3. la direccionalidad de la modelación/remodelación (su estado funcional), y 4. las eventuales interferencias sistémicas sobre osteocitos/blastos/clastos (su setpoint). Este trabajo define algunos indicadores osteomusculares de estos 4 aspectos determinados por pQCT en 4 sitios en piernas en 40 hombres, 60 mujeres pre-MP y 100 post-MP normales de 20-87a, en forma de cartas Z-scorizadas, suficientes para evaluar: 1. La eficiencia del mecanostato: El producto de la vDMO cortical (indicador de calidad material) por el momento de inercia tibial (MI, indicador de eficiencia del diseño óseo) origina un indicador de resistencia (Bone Strength Index, BSI). La Z-scorización de los valores normales de vDMO, MI y BSI obtenidos y de su evolución post-MP ofrece referencia para evaluar la resistencia ósea y sus 2 determinantes exclusivos. 2. El input del mecanostato: La correlación Z-scorizada entre el área seccional muscular de pantorrilla (y) y la talla (x) permite estimar la fuerza muscular. 3. El estado funcional del mecanostato: Correlaciones Z-scorizadas entre la distribución del tejido compacto tibial (MI, y) y su masa (área cortical, x1, Figura) o su calidad (vDMO cortical, x2) permiten evaluar la capacidad esquelética para redistribuir la compacta en función de su disponibilidad o de su rigidez, respectivamente. 4. El setpoint del mecanostato: a. Correlaciones Z-scorizadas entre la masa (área, y1), el diseño (MI, y2) o la resistencia ósea (BSI, y3) y el área muscular (x) permiten evaluar la influencia muscular sobre esas propiedades, y su alteración por factores no mecánicos (sistémicos). b. Correlaciones Z-scorizadas entre CMO total de regiones tibiales con proporcionalidad córtico-trabecular biomecánicamente previsible permiten evaluar déficit relativos de masa de tejidos con distinta sensibilidad a los entornos mecánico y sistemico. Desarrollamos además un software original para calcular Z-scores individuales en base a estas referencias y mostrarlos como marcas en una planilla de perfil diagnóstico (Tabla), para definir y monitorear integradamente 1. la fragilidad ósea; 2. su etiopatogenia directa; 3. el estado funcional del sistema que los regula, y 4. la naturaleza mecánica (desuso) o sistémica (metabólica) de la osteopenia causal. Estos desarrollos se presentan como un recurso diagnóstico original, sencillo y eficaz para el análisis biomecánico óseo no-invasivo.