Resistencia Ósea - IDIM
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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
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350
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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
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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
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Activation Frequency #/yr
35%
30%
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25%
20%
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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
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e m
iner
aliz
ació
n (%
)
TiempoTiempo
50 -
0 -
Gra
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n (%
)
Mineralización Primaria (3 meses3 meses)
Mineralización Secundaria (años)
TiempoTiempo
Gra
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e m
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n (%
)
Ott S. Advances in Osteoporotic Fracture Management 2: 48-54, 2003
Mineralización de la Unidad Multicelular Ósea
100 -
Gra
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iner
aliz
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n (%
) Nuevo Hueso~ 50% mineralizado
TiempoTiempo
50 -
0 -
Gra
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n (%
)
~ 50% mineralizado
Mineralización Primaria (3 meses3 meses)
Mineralización Secundaria (años)
TiempoTiempo
Gra
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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