La investigación realizada por el Royal Veterinary College RVC, en colaboración con el Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces y el University College London UCL, ha encontrado nuevas ideas sobre cómo un hueso actúa como órgano para regular su forma y cantidadprotegerse de romperse
Los huesos pueden cambiar su forma a lo largo de nuestra vida regulando la formación de hueso y los procesos de reabsorción, que a menudo es una respuesta a las fuerzas que presionan, tiran y tuercen el esqueleto durante los movimientos y el ejercicio diario. El propósito de esta conformación es limitar cualquier riesgo defractura.
Recta vs curvada
Comprendiendo que la resistencia a la fractura de un hueso se basa en reglas de ingeniería que predecirían una forma completamente recta para ser óptima, el equipo de investigación buscó entender por qué la mayoría de nuestros huesos están curvados si el objetivo de estos cambios en la forma es prevenir la fractura.Mientras realizaba este estudio, el equipo sabía que otras preguntas importantes probablemente también serían respondidas, por ejemplo, aprender si los efectos beneficiosos del ejercicio en nuestros esqueletos podrían ser de larga duración.
Investigadores del Instituto Max Planck de coloides e interfaces en colaboración con investigadores de RVC y UCL utilizaron métodos computacionales en tomografía computarizada de alta resolución in vivo 4D para monitorear los cambios de forma en un hueso completo durante un período prolongado después de una exposición altamente controladaa una fuerza conocida. El equipo empleó un enfoque novedoso para cuantificar la formación de hueso en 3D y las superficies de reabsorción validadas por la histología convencional y cómo se relacionan con el estrés local en el tejido óseo causado por la fuerza fisiológica.
La investigación se realizó para revelar la ubicación y el alcance de la reabsorción y formación relacionadas con la fuerza a nivel de todo el hueso y para determinar si los cambios son, como se ha predicho durante muchos años, rápidamente reversibles.
El proceso de curva debe ser muy específico
Los resultados indican que la respuesta del hueso a estas fuerzas varía a lo largo de su longitud para hacer que el hueso esté más curvado en la mayoría de las partes y que estos cambios de forma son muy longevos. Los investigadores descubrieron que el proceso de curvatura debía ser muy específico; algunoslas ganancias a corto plazo se perdieron rápidamente a través de la reabsorción, pero se preservaron otras.
A partir del mapeo preciso del cambio a lo largo del tiempo, los investigadores demostraron que los cambios óseos reversibles y conservados se distinguían sobre la base de que inicialmente se dirigían a la resorción o formación local. Fue una sorpresa para el equipo que el aumento conservado de la curvatura óseaoperar independientemente de los niveles de estrés local.
El aumento de la curvatura genera un mecanismo de advertencia incorporado
Los hallazgos proporcionan evidencia experimental por la cual el 'marco teórico de larga data de Harold Frost' puede ajustarse con una jerarquía adicional basada en la resistencia a la fractura. Si bien algunos beneficios de la carga relacionada con el ejercicio desaparecerán gradualmente, otros serán retenidos preferentemente. Tambiénindican que el aumento de la curvatura genera un mecanismo de advertencia incorporado que predice la mejor manera de responder a las fuerzas fisiológicas en el futuro.
Los cambios en la curvatura no comprometen la fuerza, ya que una mayor cantidad compensa este cambio beneficioso en la forma del hueso. Hajar Razi, investigador postdoctoral en el Instituto Max Planck de coloides e interfaces, explica: "Sabemos desde hace bastante tiempo que el huesose adapta a las fuerzas mecánicas, aquí en este estudio mostramos que, a nivel de órgano, esta adaptación no es lineal con respecto a los estímulos mecánicos locales. De hecho, la respuesta ósea a la estimulación mecánica que observamos implica una adaptación a un objetivo mayor: para lograr una curvatura ósea mayor ajustada para la previsibilidad de carga "
Este estudio implica que las nuevas terapias óseas 'inteligentes', que interactúan con las fuerzas fisiológicas para preservar selectivamente la curvatura general para resistir la fractura, serían más deseables. Los tratamientos existentes contra la osteoporosis no se dirigen actualmente a las regiones óseas que contribuyen más drásticamente a la resistencia a la flexión;en su lugar, tienen efectos antirresortivos / pro formativos generalizados. El seguimiento de las modificaciones de la forma ósea después de la cirugía ortopédica también puede ser beneficioso y se debe tener una visión a más largo plazo para controlar los efectos del ejercicio sobre la salud esquelética.
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Materiales proporcionado por Max-Planck-Gesellschaft . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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