By wvw. medigraphic. org. mx Marcadores de remodelado óseo y osteoporosis Palabras clave: Osteoporosis, marcadores de remodelado óseo, utilidad clínica, densidad mineral ósea, pérdida ósea, marcadores de formación y resorción, utilidad clinica. Key words: Osteoporosis, bone turnover markers, clinical utility, bone mineral density, bone loss, formation and resorption markers, clinical utility. José Roberto Barba Evia* * Unidad Médica de Alta Especialidad de Mérida, Yucatán. nstituto Mexicano del Seguro Social (IMSS). Correspondencia: José Roberto Barba Evia Calle 34 por 41 No. 439. Exterrenos «El FéniX’
Col. Industrial, 971 50 Mérida, Yucatán, México Tel: (01999) 9-22-56-56 ext. 61680 y 61681 E-mail: jose. barbae@imss. gob. mx Recibido: 25/05/2011 Aceptado: 17/06/2011 Este artículo puede ser consultado en versión completa en: http://wArw. medigraphic. com/ patologiaclinica 113 la supervivencia de la mujer es mayor que la de los varones; el pronóstico es desalentador para este grupo de personas. Afortunadamente, hoy podemos decir que contamos con las herramientas diagnósticas apropiadas para detectar oportunamente esta enfermedad, o bien a los pacientes que tienen el riesgo de desarrollarla.
El problema adica en la falta de consensos que permitan su estandarización para poder ser utilizadas como métodos de tamizaje. Thanks to the advances in the field of the investigation, it at the present time is possible prevent the development of illnesses that they could be detected during the childhood or even before the birth, What allows to take actions guided to improve the quality of life in the mature age of those individual payees of happiness affections.
However, in spite of these advances, the osteoporosis has won land how one of the problems of health that affect to millions of people in everybody, and if oined to this, we considered that the expectations of life on the average in the population is near to the 75 years, that this illness affects mainly to postmenopausic women, and that the overlife of the woman is Old that in the males, the presage is contradictory for this group of people.
Fortunately, we today could say that we had the diagnostic tools appropriate in order to detect this illness or those patients that they have the risk of developng it, the problem resides then, in the lack of consents that permit their standardization in order to could be used like methods of screening. www. edigraphic. org. mx Rev Mex Patol Clin, Vol. 58, Núm. 3, pp 113-137 • Julio – septiembre, 2011 Barba EJR.
Marcadores de remodelado óseo y osteoporosis 113-137 • Julio – septiembre, 2011 Introducción 114 I tejido óseo histológicamente es un tipo especializado de tejido conectivo, constituido por células óseas, asi como de una sustancia fundamental denominada matriz extracelular (MEC), ésta se halla mineralizada en su mayor parte, lo que le proporciona su característica rigidez y dureza. Las funciones más importantes del esqueleto son: protección, soporte, sitio de anclaje muscular ara la locomoción y homeostática, ya que se le considera como el órgano fundamental en la reserva de iones para el organismo, especialmente calcio y fosforo. 2,3 El tejido óseo sufre un proceso de recambio constante denominado remodelado óseo, lo cual le permite renovarse y responder a mediano y largo plazo a las necesidades mecánicas y metabólicas del organismo. Las células osteoprogenitoras (constituidas por osteoblastos, osteocitos y osteoclastos) participan en este proceso. ,5 El mecanismo mediante el cual se puede llevar a cabo esta remodelación se basa en el acoplamiento e los procesos de resorción realizado por los osteoclastos y el de formación por los osteoblastos; existiendo balance entre estos dos procesos mediante factores interrelacionados entre sí, 3 OF sq de los que se pueden men otros: genéticos, como osteoporosis, osteosclerosis, osteopetrosis y enfermedad ósea adinámica. Cada ciclo de remodelado óseo consta de cinco fases: quiescente, activación, resorción, formación y mineralización. ,6 El remodelado óseo puede valorarse de forma directa mediante histomorfometría a partir de la biopsia ósea; o bien, de forma indirecta mediante la eterminación de una serie de constituyentes de la sangre y la orina, denominados marcadores bioquí- micos del remodelado óseo; por ejemplo, enzimas u otras proteínas secretadas por los osteoblastos u osteoclastos, o productos que se originan durante la formación o la degradación del colágeno tipo (principal proteína que forma la matriz orgánica del hueso). Los marcadores óseos, por lo tanto, pueden clasificarse en dos tipos: formación y resorción. Los marcadores de formación incluyen los siguientes: fosfatasa alcalina, osteocalcina y propéptidos carboxi terminal del procolágeno tipo l. Los marcadores de resorción comprenden: fosfatasa ácida resistente al tartrato, cociente calcio/creatinina, piridinolina y deoxipiridinolina libres, hidroxiprolina, telopéptido carboxi y aminoterminal del colágeno tipo 1. ,9 La osteoporosis es un trastorno esquelético generalizado, se caracteriza por dsminución en la masa ósea y deterioro en la calidad del tejido, lo que incrementa su fragilidad y, por lo tanto, el riesgo de fractura. 10 Estos marcadores se constituyen como un método auxiliar de diagnóstico no invasivo en pacientes con osteoporosis, los cual de gran utilidad en tres áreas: Predicción de fracturas. 11 c) Evaluación del tratamiento. 1 Anatomía del hueso Durante mucho tiempo se pensó que los huesos desempeñaban funciones estrictamente mecánicas dentro del organismo; sin embargo, los primeros estudios de los elementos estructurales óseos comenzaron a cambiar esta Idea, concluyendo que el hueso debe ser considerado como un órgano con actividad metabólica importante y con múltiples funciones dentro del organismo, pero los mecanismos moleculares que regulan estas funciones en la actualidad son poco conocidos.
La principal diferencia del hueso con respecto a los demás ejidos del organismo radica básicamente en las siguientes características: 12-14 a) Se encuentra casi totalmente mineralizado (7090%). b) Contiene 98% del calcio del organismo. c) Contiene hasta 90% de colágeno (frente a 10% en tejidos blandos); por lo tanto, el colágeno juega un papel crítico en la estructura y función del tejido óseo (cuadro l). 12-14 El esqueleto humano consta de alrededor de 200 elementos.
Morfológicamente se distinguen dos formas de hueso: cortical o compacto (85%) presente en los huesos lar ‘embros y s OF sq trabecular o esponjoso (1 5 fortaleza ósea. 1 6,17 Cantidad ósea ?? Masa • Densidad mineral • Tamaño Calidad ósea • Propiedades estructurales A Macroarquitectura 1. Geometría B. Microarquitectura 1. Conectividad 2. Espesor 3. Porosidad cortical C. Acumulación de daños. • Propiedades materiales A. Mineralización B.
Colágeno (Matriz) C. Microfracturas • Producción ósea (tasa de remodelado) A. Resorción B. Formación hueso trabecular recibe es bido a que osteoblastos y osteocitos, que representan entre 2-5% del peso total del hueso. La actividad de estas células está determinada por un gran número de factores humorales sistémicos y locales, asf como or las interacciones con células vecinas y con diversos fármacos (cuadro II). 1 3,14 Pericitos.
Células planas similares a los fibroblastos, las cuales forman una membrana continua que recubre por completo las superficies libres del hueso. 13,14 Osteoblastos y osteocitos. Son células que pertenecen al mismo linaje celular y derivan de las células mesenquimales pluripotenciales de la médula ósea. Se les denomina osteoprogenitoras por su capacidad de proliferación y diferenciación (función controlada por genes pertenecientes a la familia Hedgegoh); sin embargo, sigue siendo una vw. . medigraphic. org. x Rev Mex patol Clin, vol. 58, Núm. 3, pp 113-137 • Julio – Septiembre, 2011 115 Cuadro II. Factores humorales y farmacológicos que actúan sobre las células óseas. 14 116 Osteoblastos Osteoclastos 7 sq aparato de Golgi y retículo endoplásmico rugoso de tamaño importante; su vida media oscila entre 1-10 semanas, al término de las cuales desaparecen por apoptosis o se transforman en osteocitos (15%), o en células limitantes o de revestimiento.
Su principal función es la síntesis (matriz orgánica u osteoide a un ritmo de 2-3 pm/día), secreción, depósito y orientación de las proteínas de la fase rgánica; posteriormente, desencadena cambios que permiten al componente proteico formar pequeñas depresiones (100 pm) sobre la matriz ósea, las cuales se rodearán por parte de la membrana plasmática de esta célula, rica en enzimas como fosfatasa alcalina y pirofosfatasa, lo que aumenta la concentración local de fosfato y calcio, creando centros de nucleación de las sales que le permite su mineralización (a un ritmo de 1 a 2 pm/dia); una vez que esto sucede, el osteoblasto se programa para su apoptosis. 3,20-24 Los osteocitos son en realidad osteoblastos que han concluido su función de síntesis de matriz, tomando la esponsabilidad de registrar la tensión que soporta el hueso circundante, el envío de señales a células vecinas para iniciar la remodelación ósea, así como de llevar a cabo el proceso de osteólisis osteocítica, en la cual se reabsorben las sales amorfas de calcio y de fosfato depositadas en la fase mineral. Estas células se encuentran inmersas en la MEC, es decir, se encuentran inmersas en lagunas osteocíticas bañadas por líquido tisular en la superficie del tejido óseo. Se constituyen como las células más abundantes del hueso, son de forma estrellada lo que les permite organizarse como n sincitio interconectada a unica 8 OF sq estructura V, al igual que e como un sincitio interconectadas formando una única estructura y, al igual que el osteoblasto, presentan los mismos marcadores de superficie así como un marcador especifico que es el CD44+. 13,20-24 Osteoclastos.
Células multinucleadas, grandes (100 pm), ricas en mitocondrias y vacuolas con especificidad tisular localizadas en la superficie del tejido y que pertenecen al sistema mononuclear fagocítico, ya que son originadas de las colonias formadoras de granulocitos y macrófagos provenientes de la célula tallo hematopoyética como esultado de su interacción con precursores de los osteoblastos, cuya principal función es la resorción ósea, la cual se lleva a cabo mediante la acción de enzimas ácidas y proteolíticas mismas que disuelven el mineral y digieren la matriz proteica. Los osteoclastos presentan dos características especiales en su membrana: un borde en cepillo, donde tiene lugar la resorción y una zona clara rica en microfilamentos que le sirve de anclaje a la matriz, lo que le permite movilizarse a la zona para reabsorber y posteriormente la adhesión a la superficie ósea mineralizada. La actividad de stas células está regulada por vanas citocinas, incluyendo 11_-1 y -11, factores estimulantes de colonias, así como hormonas calciotrópicas.
Recientemente, han sido reconocidos a los siguientes miembros de la superfamilia de los receptores del factor de necrosis tumoral como factores clave en la osteoclastogenia, así como de la activación de estas células, lo que incrementa su capacidad resortiva: a) activador del factor ligando nuclearkB (RANKL), b) activador del factor nuclear kB (RANK) y c) osteoprotegeri imiento de estos receptores se ha nuclear kB (RANK) y c) osteoprotegerina. El descubrimiento e estos receptores se ha asociado con las siguientes patologías: osteoporosis postmenopáusica, ww. w. medigraphic. org. mx osteoporosis inducida por glucocorticoides, artritis reumatoide, lesiones osteolíticas del mieloma múltiple, calcificaciones vasculares, así como en desordenes genéticos. 3, En estado de maduración, el osteoclasto se activa por medio de mensajeros que inducen el inicio del remodelado óseo, lo que provoca su polarización, desarrollando cambios estructurales internos, básicamente caracterizados por reorganización de su citoesqueleto, formando un compartimiento enominado laguna de Howship, el cual se acidifica por la secreción de hidrogeniones y posteriormente existe liberación de enzimas líticas, lo que completa el proceso. La supervivencia del osteoclasto maduro y su participación en resorciones sucesivas están reguladas por diversas hormonas y citoquinas. 13,17 Matriz orgánica Representa un tercio del peso del hueso, también es denominada sustancia osteoide o matriz osteoide (componente mayor del hueso), sobre la cual se depositan las sales minerales que constituyen la matriz mineral ósea. Se ca 0 DF 59 formada por una mezcla (micamente por estar
