Riesgo de fractura de cadera relacionado con la inflexibilidad ósea a nanoescala
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El estudio dirigido por el Imperial College London encontró que la flexibilidad, así como la densidad, en la nanoestructura ósea es un factor importante para evaluar la probabilidad de que alguien es sufrir fracturas.
Los hallazgos, publicados hoy en Scientific Reports, sugieren que los médicos deben considerar no solo la densidad ósea, sino también la flexibilidad ósea, al momento de decidir cómo prevenir las fracturas óseas.
Los médicos usan escaneos DEXA, que buscan en qué tan porosos o densos son los huesos, para evaluar la probabilidad de fracturas. Las exploraciones DEXA detectan la debilidad ósea en la osteoporosis, una afección que provoca que los huesos se debiliten, y sirven de base para tratamientos, como la prescripción del medicamento bisfosfonato, para ayudar a prevenir fracturas en estas personas.
Sin embargo, algunas personas cuyos huesos parecen sanos en Las exploraciones DEXA tienen más probabilidades que otras de sufrir fracturas. Para averiguar por qué, los investigadores observaron los componentes básicos del hueso: minerales rígidos que rodean las fibrillas de colágeno flexibles, que son responsables de la resistencia de nuestros huesos a la fractura durante los viajes y las caídas.
Usaron haces intensos de alta energía. de rayos X generados por Diamond Light Source, el sincrotrón nacional del Reino Unido, para examinar la flexibilidad ósea a nanoescala. Pudieron evaluar cómo el colágeno y los minerales dentro del hueso se flexionan y luego se rompen bajo carga en la nanoestructura de muestras de hueso de cadera.
Compararon el comportamiento de las muestras de tejido óseo bajo carga entre tres grupos de donantes : los que no habían sufrido fractura de cadera, ni ninguna otra fractura; aquellos sin antecedentes de tratamiento con bisfosfonatos que habían sufrido una fractura de cadera; y aquellos con antecedentes de tratamiento con bisfosfonatos que habían sufrido una fractura de cadera.
El equipo encontró que los donantes sin fracturas tenían más probabilidades de tener una nanoestructura mineral y de colágeno flexible que aquellos que habían sufrido fracturas.
Independientemente del tratamiento con bisfosfonatos, el colágeno y los minerales eran menos flexibles bajo carga en pacientes con fracturas, lo que significa que el mineral se separó del colágeno con fuerzas mucho menores.
Los investigadores dicen que los huesos pueden haberse fracturado porque el tejido era demasiado inflexible y no podía deformarse para absorber energía durante un golpe o una caída y que esto resalta la importancia de la flexibilidad en el colágeno y los minerales del hueso.
Por lo tanto, la flexibilidad a nanoescala podría ser importante en predecir futuras fracturas óseas y un objetivo para nuevos tratamientos, un hallazgo que podría informar el tratamiento preventivo futuro de las fracturas óseas.
El coautor del estudio, el Dr. Ulrich Hansen, del Departamento de Ingeniería Mecánica de Imperial g, dijo: «Tendemos a pensar en nuestros huesos como estructuras de soporte sólidas y duras, pero la flexibilidad parece ser extremadamente importante en la salud de los huesos. Si los huesos son demasiado duros, tienen menos capacidad para absorber el impacto y es más probable que se rompan. Nuestro estudio sugiere que la flexibilidad podría ser tan importante como la densidad en la prevención de fracturas».
Enlace a la osteoporosis
Uno de los principales factores de riesgo de las fracturas de cadera relacionadas con la edad es la osteoporosis, una enfermedad donde la densidad ósea se pierde dejando a los pacientes propensos a las fracturas. Por lo general, el tejido óseo viejo se descompone y se reemplaza con tejido nuevo. La osteoporosis ocurre cuando la descomposición del hueso supera su reemplazo.
Tres millones de personas en el Reino Unido y 200 millones en todo el mundo viven con osteoporosis. Los pacientes a menudo reciben bisfosfonatos, que abordan este desequilibrio al unirse a la superficie de los huesos y bloquear la eliminación del hueso.
En este estudio, los investigadores encontraron que los donantes con fracturas de cadera que tenían que recibieron bisfosfonatos durante entre uno y 13 años tenían una resistencia tisular y una flexibilidad a nanoescala más bajas que los donantes con fracturas no tratadas y un grupo de control.
Se ha demostrado clínicamente que los bisfosfonatos reducen el riesgo de fracturas al aumentar la masa ósea y densidad mineral, así como el relleno de pozos creados por células óseas hiperactivas. Los investigadores dicen que sus resultados podrían deberse a que en algunos usuarios de bisfosfonatos, la droga podría unirse y endurecer los cristales minerales que rodean las fibras de colágeno dentro del hueso. El endurecimiento podría hacer que el hueso sea menos flexible y, por lo tanto, menos capaz de absorber el impacto.
Sin embargo, los hallazgos también podrían deberse a que los huesos de los pacientes son más osteoporóticos en primer lugar, y estos resultados podrían deberse a que los investigadores no pudieron controlar factores adicionales como la gravedad inicial de la enfermedad.
El coautor, el Dr. Richard Abel del Departamento de Cirugía y Cáncer, dijo: «Nos sorprendió ver que los usuarios de bisfosfonatos parecían tener menos nanoestructuras óseas flexibles. Tal vez después de un largo período de tratamiento en algunos pacientes, hay una pérdida de flexibilidad a nanoescala que compensa algunos de los beneficios de fuerza de los aumentos en la densidad ósea. Se necesita más investigación para determinar exactamente por qué esto es y cómo esto podría afectar la práctica clínica en usuarios a largo plazo.
«Quizás debamos construir sobre el marco de tratamiento existente para agregar nuevos diagnósticos, terapias y seguimientos que aborden la salud ósea a nanoescala y aborden el colágeno, no solo el mineral De esa manera, podemos tratar a todos de la mejor manera posible».
El autor principal, el Dr. Shaocheng Ma, del Departamento de Ingeniería Mecánica, dijo: «Es posible que la cantidad de tensión mineral sea clave para desencadenar la fractura proceso. Sin embargo, en pacientes que han tomado bisfosfonatos durante mucho tiempo, el mineral puede volverse demasiado rígido y provocar que se desprenda del colágeno. Esto libera el colágeno y permite que se estire sin control, lo que luego provoca una fractura».
Los investigadores dicen que las personas que toman bisfosfonatos deben seguir los consejos de sus médicos y buscar una revisión del tratamiento. después de cinco y diez años según las guías clínicas.
Actualmente, el diagnóstico, tratamiento y seguimiento de la fragilidad se centra en el mineral del hueso, pero este estudio destaca el papel de otros factores como el colágeno y la interacción entre el mineral y el colágeno a nanoescala.
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Es posible que la terapia específica a largo plazo no prevenga las fracturas en mujeres mayores Más información: Mecanismos a nanoescala en fracturas de cadera relacionadas con la edad, Scientific Reports (2020). www.nature.com/articles/s41598-020-69783-5 Información de la revista: Scientific Reports
Proporcionado por Imperial College London Cita: Hip riesgo de fractura relacionado con la inflexibilidad ósea a nanoescala (26 de agosto de 2020) retri eved 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-hip-fracture-linked-nanoscale-bone.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.