Fisiopatología de Osteoporosis
Dra. Claudia Campusano M.
Endocrinóloga
Pontificia Universidad Católica de Chile
Organización del tejido óseo
TRABECULAR
20% masa
80% superficie de
recambio
CORTICAL
80% masa
20% superficie de
recambio
Resistencia esquelética
  Composición y actividad celular
  Propiedades de la matriz
  Microestructura
  Macroestructu...
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H. Fleish. 1995. Bone and mineral metabolism. In Biphosphonates in bone disease.
Pp.11-30. Parthenon Publ...
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Osteoblastos
  Células mesenquimáticas,
producen colágeno I
  Activan nucleación de
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  Regulan actividad ...
Osteocitos
  “Atrapados” en la matriz
  Mecanoreceptotes que
traducen fuerzas (carga) a
química (sistema wnt/
βcatenina
Seeman E and Delmas P. N Engl J Med 2006;354:2250-2261
Remodelamiento de trabéculas:
Reparación de microdaño
Osteoclasto
Osteoblastos
Células
Mesenquimaticas
Factores de
Crecimiento
Hormonas
Citoquinas Osteoclasto
Activado
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Activated
Osteoclast
TNF-α
PTH
IL-1
PTHrP
Glucocorticoids
Vitamin D
PGE2
IL-11
RANKL
RANK
CFU-M = colony-formin...
Osteoprotegerina (OPG) previene la unión de
RANK L a RANK
Inhibición osteoclástica
Bone Resorption Inhibited
Osteoclastos ...
Resorción >formación
=Osteoporosis
Activated
Osteoclast
CFU-M Pre-fusion
Osteoclast
Multinucleated
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Rol de esclerostina
ession in osteocytes through the Wnt/b-catenin pathway49
. porosis, circulating sclerostin levels corr...
Rol de esclerostina
Via Wnt/LRP5/β-Catenin
en formación ósea
  Modula la proliferación, diferenciación, sobrevida y actividad
de los osteobla...
Regulación global del metabolismo óseo
•  Carga
mecánica
•  Reparación de
microdaño
+Estrógenos
GH
+ TGF, BMP,
FGF, PDGF,
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Lecciones de la fisiopatología
  Osteoporosis: disminución de la masa ósea y
deterioro de la microarquitectura son causad...
REMODELADO OSEO
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Resistencia esquelética
  Composición y actividad celular
  Propiedades de la matriz
  Microestructura
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Calidad ósea: estructura
Macroestructura
  Uniformidad en tamaño y
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cortos.
  Grosor de pared/radio de...
Porosidad y grosor cortical
Factores de riesgo para fractura
CALIDAD OSEA
Microestructura
• Espesor
• Porosidad
• Conectividad
• Distribución
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RESISTENCIA MECÁNICA Y
REMODELAMIENTO NORMAL vs ELEVADO
RIESGOS DEL ALTO RECAMBIO OSEO
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52% de las fracturas son en pacientes
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Frac...
MUCHAS	
  GRACIAS	
  POR	
  SU	
  ATENCIÓN	
  
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Fisiopatologia acomm 2015 final

  1. 1. Fisiopatología de Osteoporosis Dra. Claudia Campusano M. Endocrinóloga Pontificia Universidad Católica de Chile
  2. 2. Organización del tejido óseo TRABECULAR 20% masa 80% superficie de recambio CORTICAL 80% masa 20% superficie de recambio
  3. 3. Resistencia esquelética   Composición y actividad celular   Propiedades de la matriz   Microestructura   Macroestructura
  4. 4. COMPOSICION OSEA H. Fleish. 1995. Bone and mineral metabolism. In Biphosphonates in bone disease. Pp.11-30. Parthenon Publishing Group (eds). Mineral 65% Hidroxiapatita de calcio Matriz 35% •  colágeno (90%) •  otras proteínas (proteoglicanos) •  lípidos Células •  osteoblastos •  células de revestimiento •  osteocitos •  osteoclastos Agua
  5. 5. Osteoclastos   Resorción  ósea  mediante  un   citoesqueleto  especializado   (anclaje  y  sello  de  lagunas  de   resorción,  borde  en  cepillo   para  disolver  la  matriz  ósea)     Produce  fosfatasas  ácidas   tartrato-­‐resistentes  (TRAP),   enzimas  lisosomales,   catepsina  K  e  integrinas     Expresa  receptores  de   calcitonina  y  RANK    
  6. 6. Bisfosfonatos
  7. 7. Osteoblastos   Células mesenquimáticas, producen colágeno I   Activan nucleación de hidroxiapatita   Regulan actividad de los osteoclastos Origen de las células óseas Dra Sonia Cerdas Pérez. 2013
  8. 8. Osteocitos   “Atrapados” en la matriz   Mecanoreceptotes que traducen fuerzas (carga) a química (sistema wnt/ βcatenina
  9. 9. Seeman E and Delmas P. N Engl J Med 2006;354:2250-2261 Remodelamiento de trabéculas: Reparación de microdaño
  10. 10. Osteoclasto Osteoblastos Células Mesenquimaticas Factores de Crecimiento Hormonas Citoquinas Osteoclasto Activado CFU-M Pre-Osteoclasto Osteoclasto Multinucleado Osteoclasto Inactivado Colony Forming Unit-Macrophage RANK RANK-L OPG SISTEMA RANK
  11. 11. Osteoblast Activated Osteoclast TNF-α PTH IL-1 PTHrP Glucocorticoids Vitamin D PGE2 IL-11 RANKL RANK CFU-M = colony-forming unit-macrophage. Adapted from: Boyle WJ, et al. Nature. 2003;423:337-342. Hofbauer LC, Schoppet M. JAMA. 2004;292:490-495. Factores que estimulan RANKL Activación osteoclástica IL-6 Provided as an educational resource. Do not copy or distribute.© 2007 Amgen. All rights reserved. Pre-fusion Osteoclast CFU-M Multinucleated Osteoclast
  12. 12. Osteoprotegerina (OPG) previene la unión de RANK L a RANK Inhibición osteoclástica Bone Resorption Inhibited Osteoclastos innhibidos: Formación, Función, y sobrevida Provided as an educational resource. Do not copy or distribute.© 2007 Amgen. All rights reserved. Osteoblasts Hormones Growth Factors Cytokines Adapted from: Boyle WJ, et al. Nature. 2003;423:337-342. Bone FormationBone Formation RANKL RANK OPG CFU-M Pre-fusion Osteoclast
  13. 13. Resorción >formación =Osteoporosis Activated Osteoclast CFU-M Pre-fusion Osteoclast Multinucleated Osteoclast Provided as an educational resource. Do not copy or distribute.© 2007 Amgen. All rights reserved. Osteoblasts Bone Formation Bone ResorptionAdapted from: Boyle WJ, et al. Nature. 2003;423:337-342. Hormones Growth Factors Cytokines RANKL RANK OPG
  14. 14. Rol de esclerostina ession in osteocytes through the Wnt/b-catenin pathway49 . porosis, circulating sclerostin levels correlate with estrogen ostin and disease. Many orthopaedic conditions act on the osteocyte to increase sclerostin expression (red) or decrease expression (green) and, equently, downregulate or upregulate bone formation, respectively. PTH = parathyroid hormone. 1662 THE JOURNAL OF BONE & JOINT SURGERY d JBJS.ORG VOLUME 96-A d NUMBER 19 d OCTOBER 1, 2014 A REVIEW OF OSTEOCYTE FUNCTION A ND THE EMERGING IMPORTANCE OF SCLEROSTIN J.Compston et al J Bone Joint Surg Am. 2014;96 A Review of Osteocyte Function and the Emerging Importance of Sclerostin
  15. 15. Rol de esclerostina
  16. 16. Via Wnt/LRP5/β-Catenin en formación ósea   Modula la proliferación, diferenciación, sobrevida y actividad de los osteoblastos   Mutaciones que aumentan la función en LRP5 dan el rasgo genético de alta masa ósea   Pérdida de función producen OP grave   Inhibidores naturales de la vía Wnt/LRP5/ β - Catenina:   Dickkopf (Dkk) – células de mieloma   Receptores solubles y proteínas – WIF, sFRP   Sclerostina (SOST) – producto de osteocitos   Serotonina intestinal inhibe la formación ósea mediada por vía Wnt/LRP5/β-catenina
  17. 17. Regulación global del metabolismo óseo •  Carga mecánica •  Reparación de microdaño +Estrógenos GH + TGF, BMP, FGF, PDGF, IGF I-II T4 PTH Calcitriol Corticoides IL1-6 TNF GM-CSF
  18. 18. Lecciones de la fisiopatología   Osteoporosis: disminución de la masa ósea y deterioro de la microarquitectura son causados por desbalance del remodelado   “DESBALANCE ” DEL REMODELADO   Exceso de activación RANKL/RANK   Producción insuficiente de OPG   Disminución de actividad del sistema Wnt/LRP-5 por aumento de SOST
  19. 19. REMODELADO OSEO   Respuesta  a  la  carga  mecánica     Repara  y  previene  el  microdaño   (calidad  ósea)     Renueva  todo  el  esqueleto  cada  5  a  10   años     Permite  la  movilización  de  calcio  y   fosforo  a  la  circulación:  “riesgo  óseo”   por  hiperacNvación  de  unidades  y   pérdida  de  microarquitectura  o  balance   negaNvo     En  menopausia  se  duplica  o  triplica   remodelado  con  alta  frecuencia  de   acNvación  de  unidades  de   remodelación  
  20. 20. Resistencia esquelética   Composición y actividad celular   Propiedades de la matriz   Microestructura   Macroestructura
  21. 21. Calidad ósea: estructura Macroestructura   Uniformidad en tamaño y densidad en huesos cortos.   Grosor de pared/radio de hueso   Angulación y largo de cuello de fémur. Microestructura   Disminución y grosor de trabéculas.   Desconexión trabecular.   Presencia de muchas unidades de remodelación activadas.   Grososr y porosidad cortical
  22. 22. Porosidad y grosor cortical
  23. 23. Factores de riesgo para fractura CALIDAD OSEA Microestructura • Espesor • Porosidad • Conectividad • Distribución Propiedades del material • Mineralización • Textura del colágeno • Distribución DENSIDAD MINERAL GEOMETRIA Longitud eje de la cadera Ancho cuello femoral Tamaño cuerpo vertebral FACTORES DE RIESGO PARA CAIDAS RESISTENCIA OTROS FACTORES DE RIESGO RIESGO DE FRACTURA Clauss . C. Gluer. Elnhard Barkmann, Osteoporose diagnostik Krel, Klink Fur Radiologeche. Doiagnostik Chrstian. Albertchts- Universidad Zukiel, Germany, Quantitative Ultrasound and Bone Structura. San Francisco, California.
  24. 24. RESISTENCIA MECÁNICA Y REMODELAMIENTO NORMAL vs ELEVADO
  25. 25. RIESGOS DEL ALTO RECAMBIO OSEO Alto recambio ↓Masa ósea ↑Disrupción trabecular ↑ Porosidad cortical ↓ Calidad del colágeno Altera mineralización FRACTURA
  26. 26. Hormonas  que  influyen     en  el  metabolismo  óseo     Fisiológicas     Vitamina  D     PTH     Calcitonina     Estrógenos     Andrógenos   Patologías     CorNcoides     Hormonas  Nroideas     PTH     ProgesNnas  
  27. 27. ¿Pérdida ósea y/o baja masa ósea máxima?
  28. 28. RiesgodeFracturadeCadera (%por10años) -3 60 70 80 Edad 0 5 10 15 20 5 0 T-score -2.5 -2 -1.5 -1 -0.5 0 0.5 1   Riesgo  de  fractura  según  Edad  y  DMO     Kanis JA et al, Osteoporos Int, 2001;12:989-995
  29. 29. 52% de las fracturas son en pacientes osteopénicas Adapted from Siris ES, et al. Arch Intern Med. 2004;164:1108-1112. Fracture rate No. of women with fractures BMD T-score 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Numberofwomenwithfractures Fracturerateper1,000person-years BMD distribution >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 to –3.5 < –3.5
  30. 30. MUCHAS  GRACIAS  POR  SU  ATENCIÓN  

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