Determinación del estímulo mecánico más apropiado para modelos de remodelación ósea. Aplicación a un modelo basado en poblaciones celulares

Abstract

Hoy en día el número de pacientes con patologías que afectan al tejido óseo no para de aumentar. Un caso muy relevante es el de la osteoporosis. El envejecimiento poblacional provoca que esta enfermedad esté cada vez más presente entre la población y, por tanto, esto aumenta la necesidad de conocer cómo tiene lugar el proceso de remodelación ósea para así poder prevenir y tratar estas patologías de una manera mejor y más individualizada. Para poder realizar estos análisis se han desarrollado modelos del comportamiento de la remodelación ósea intentando integrar, cada vez, más facetas de la misma. Uno de estos modelos es el modelo basado en poblaciones celulares, en el que se centrará la investigación. Este modelo se basa en cómo las distintas células que intervienen en la remodelación interactúan entre sí y con una serie de factores de regulación biomecánicos, bioquímicos y geométricos, dirigiendo así el sentido de la remodelación. La regulación biomecánica depende del estímulo mecánico que ciertas células óseas, osteocitos, son capaces de percibir. Hasta ahora el estímulo mecánico tomado ha sido la densidad de energía de deformación (SED). En este trabajo se estudiará si utilizar esta variable para el estímulo mecánico es realmente lo que permite asemejar mejor el modelo a la realidad. Este estudio se realizará basándonos en un fémur en homeostasis después de aplicar ciclos de marcha de forma consecutiva. Gracias a esto obtendremos que la fluctuación de tensiones a lo largo del ciclo es la variable que mejor predice la densidad final del tejido óseo y que la deformación máxima en valor absoluto es una variable que podría funcionar bien como estímulo mecánico. Una vez realizado este análisis utilizaremos estas conclusiones para mejorar el modelo, implementando este cambio junto con un desarrollo más profundo de la homeostasis del calcio y los efectos del calcitriol, PO4 (fosfatos) y la PTH (hormona paratiroidea), basado en trabajos de otros autores. A partir de esta mejora del modelo, se estudiarán los efectos individualizados y combinados de la osteoporosis, tratamiento con Denosumab, variaciones en la vitamina D, variaciones en el calcio ingerido, variaciones en el esfuerzo mecánico, enfermedad renal e hiperparatiroidismo. Gracias a ello, podremos ver: cómo la influencia de las variaciones, tanto de vitamina D como de calcio ingerido, producen efectos despreciables, cómo el efecto de la osteoporosis es mucho mayor que la enfermedad renal o el hiperparatiroidismo y cómo el efecto de incrementos en el esfuerzo mecánico producen un efecto más importante que el tratamiento con Denosumab, un medicamento comúnmente usado para el tratamiento de la osteoporosis.