Este documento describe la fisiopatología de la osteoporosis. Explica que la osteoporosis se debe a un desequilibrio en el remodelado óseo, con un exceso de resorción ósea mediada por los osteoclastos. También se debe a una producción insuficiente del regulador óseo OPG y a una disminución de la formación ósea a través de la vía Wnt, mediada por un aumento de la esclerostina producida por los osteocitos. El remodelado óseo normal mantiene la calidad y resistencia

1. Fisiopatología de Osteoporosis
Dra. Claudia Campusano M.
Endocrinóloga
Pontificia Universidad Católica de Chile

2. Organización del tejido óseo
TRABECULAR
20% masa
80% superficie de
recambio
CORTICAL
80% masa
20% superficie de
recambio

3. Resistencia esquelética
 Composición y actividad celular
 Propiedades de la matriz
 Microestructura
 Macroestructura

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. 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. Bisfosfonatos

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. Osteocitos
 “Atrapados” en la matriz
 Mecanoreceptotes que
traducen fuerzas (carga) a
química (sistema wnt/
βcatenina

10. Seeman E and Delmas P. N Engl J Med 2006;354:2250-2261
Remodelamiento de trabéculas:
Reparación de microdaño

11. 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

12. 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

13. 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

14. 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

15. 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

16. Rol de esclerostina

17. 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

18. 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

19. 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

20. 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

21. Resistencia esquelética
 Composición y actividad celular
 Propiedades de la matriz
 Microestructura
 Macroestructura

22. 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

23. Porosidad y grosor cortical

24. 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.

25. RESISTENCIA MECÁNICA Y
REMODELAMIENTO NORMAL vs ELEVADO

26. RIESGOS DEL ALTO RECAMBIO OSEO
Alto
recambio
↓Masa ósea
↑Disrupción trabecular
↑ Porosidad cortical
↓ Calidad del colágeno
Altera mineralización
FRACTURA

27. Hormonas
que
influyen
en
el
metabolismo
óseo
Fisiológicas
 Vitamina
D
 PTH
 Calcitonina
 Estrógenos
 Andrógenos
Patologías
 CorNcoides
 Hormonas
Nroideas
 PTH
 ProgesNnas

28. ¿Pérdida ósea y/o baja masa ósea
máxima?

29. 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

30. 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

31. MUCHAS
GRACIAS
POR
SU
ATENCIÓN