Cooperación biofísico-bioquímica en el control direccional de la "calidad estructural" ósea

Parece natural que el desarrollo de la estructura resistiva de los huesos resulte de simples procesos aditivos/sustractivos de material duro, con balances positivos o negativos dependientes de una adecuada nutrición/insolación, sin necesidad de aludir a mecanismos que orienten esos procesos en el espacio. La misma explicación se aplicó a los efectos de todos los agentes osteoactivos. Esta concepción errónea ha afectado la interpretación, el diagnóstico y el tratamiento de las osteopatías fragilizantes durante más de 4 décadas.Los procesos referidos resultan todos de reacciones bioquímicas (sistémicas, no direccionales),pero también están orientados en el espacio por otros factores, biofísicos (vectoriales, direccionales), que determinan la eficacia mecánica de los huesos, cuya comprensión es fundamental para el clínico. Cuatro factores han contribuido, entre otros, a esta confusión:el sentido común, la sucesión de algunas novedades osteológicas trascendentes, la dificultad para analizar la organización biológica de los esqueletos respetando los "niveles de complejidad estructural" clásicos en Biología,y determinantes de orden económico. Este artículopreten de contribuir a vencer esas dificultades interpretativas, apoyado por algunos avances recientes que evidencian la participación de los osteocitos como elementos "primarios" de la transducción biofísico-bioquímica en el control biomecánico direccional de las propiedades mecánicas óseas.The development of bones´ structural properties has been conceived traditionally as resulting from mere additions or losses of mineralized tissue, with negative/positive balances determined by biochemical (systemic) factors, regardless of any biophysical (directional) factor that could orient spatially those processes as required for achieving a stiff/strong structure. That misleading conception has disturbed the interpretation of bone-weakening diseases by clinicians during more than 4 decades, as determined by diverse confounders, chiefly, 1. common sense, 2. a particular historical order in knowledge acquisition in Osteology, 3. the difficult interpretation of abstract concepts like the biological “levels of complexity”, and 4. economical factors. This article aims to cope with those difficulties, in a didactical way. The exposed arguments are supported by some recent developments in Osteology that are affording growing evidence of the crucial role of osteocytes as “primary” elements in the process of biophysical-biochemical transduction involved in the directional (biomechanical) control of the mechanical properties of bones.Fil: Capozza, Ricardo Francisco. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Nocciolino, Laura Marcela. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; ArgentinaFil: Cointry, Gustavo Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Ferretti, Jose Luis. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentin

pQCT-assessed relationships between diaphyseal design and cortical bone mass and density in the tibiae of healthy sedentary and trained men and women

In a pQCT study of running-trained and untrained men and women we had shown that bone mass distribution along the tibia was adapted to the usage-derived stress pattern. To study the possible association between the efficiency of diaphyseal design and bone material stiffness, we extend the analysis of the same sample to correlate pQCT indicators of the distribution (CSMIs), mass (BMC), and density (vBMD) of cortical bone tissue as descriptors of “distribution/mass” (d/m) or “distribution/quality” (d/q) relationships. The d/m and d/c curves followed positive (exponential) and negative (hyperbolic-like) equations, respectively. Distribution curves of r coefficients throughout the bone were all bell-shaped, reaching a maximum towards the mid-diaphysis. The CSMIs and BMC were higher, and vBMD was lower in men than women and in runners than non-runners. The d/m relationships were described by unique curves for all groups while d/q relationships were better adjusted to separate curves for men and women. Results support that: 1. diaphyseal design reflects the relative influence of bending/torsion stress along the bones, tending to minimize bone mass; 2. there is a trade-off between cortical bone “quality” and distribution; 3. d/m and d/q relationships are related to bone mechanical environment, and 4. d/q relationships are affected by sex.Fil: Capozza, Ricardo Francisco. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rittweger, J.. German Aerospace Center ; AlemaniaFil: Reina, Paola Soledad. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mortarino, P.. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Nocciolino, Laura Marcela. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Feldman, Sara. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Laboratorio de Biología Osteoarticular, Ingeniería Tisular y Terapias Emergentes; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ferretti, Jose Luis. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cointry, Gustavo Roberto. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

Biomechanical features of stress fractures

Se define como estrés (stress) tanto la fuerza que una carga externa ejerce sobre un cuerpo sólido como la fuerza reactiva que acompaña a la primera (Ley de Newton), por unidad de área imaginaria transversal a su dirección. Las cargas internas reactivas inducen deformaciones proporcionales del cuerpo. La resistencia del cuerpo a deformarse se llama rigidez. La deformación puede resquebrajar el cuerpo y, eventualmente, producir una fractura por confluencia de trazos. La resistencia del cuerpo a separarse en fragmentos por esa causa se llama tenacidad. La resistencia del cuerpo a la fractura es proporcional al stress que puede soportar sin separarse en fragmentos por deformación (no hay fractura sin deformación y sin stress previo). El stress máximo que un cuerpo puede soportar sin fracturarse resulta de una combinación de ambas propiedades: rigidez y tenacidad, cada una con distintos determinantes biológicos. Una o varias deformaciones del cuerpo pueden provocarle resquebrajaduras sin fracturarlo. La acumulación de resquebrajaduras determina la “fatiga” del material constitutivo del cuerpo, que reduce su rigidez, tenacidad y resistencia a la fractura para la próxima ocasión (“fragilidad por fatiga”). En el caso de los huesos, en general, los términos stress y fatiga tienen las connotaciones amplias referidas, respecto de todas las fracturas posibles. La fatiga predispone a fracturas a cargas bajas, que se denominan (correctamente) “fracturas por fatiga” y también (incorrectamente) “fracturas por stress”, para distinguirlas de las que ocurren corrientemente, sin resquebrajaduras previas al trauma, que se denominan (incorrectamente) “fracturas por fragilidad, o por insuficiencia”. En realidad, todas las fracturas se producen por stress y por fragilidad o insuficiencia (en conjunto); pero la distinción grosera entre fracturas “por fatiga, o por stress”, por un lado, y “por fragilidad” o “por insuficiencia”, por otro, aceptando las amplias connotaciones referidas antes, tiene valor en la práctica clínica. Este artículo intenta explicar esas particularidades biomecánicas y describir las distintas condiciones que predisponen a las fracturas “por fatiga o por stress” en la clínica, distinguiéndolas de las fracturas “por fragilidad o por insuficiencia” (manteniendo estas denominaciones) y detallando las características de interés directo para su diagnóstico y tratamiento.The term “stress” expresses the force exerted by an external load on a solid body and the accompanying, opposed force (Newton’s Law), expressed per unit of an imaginary area perpendicular to the loading direction. The internal loads generated this way deform (strain) proportionally the body’s structure. The resistance of the body to strain expresses its stiffness. Critical strain magnitudes may induce micro-fractures (microdamage), the confluence of which may fracture the body. The body’s resistance to separation into fragments determines its toughness. Hence, the body’s resistance to fracture is proportional to the stress the body can support (or give back) while it is not fractured by the loadinduced strain (no stress, no strain -> no fracture). Therefore, the maximal stress the body can stand prior to fracture is determined by a combination of both, its stiffness and its toughness; and each of those properties is differently determined biologically. One or more deformations of the body may induce some microdamage but not a fracture. Microdamage accumulation determines the fatigue of the material constitutive of the body and reduces body’s toughness, leading to a “fatigue-induced fragility”. In case of bones, in general, both stress and fatigue have the referred, wide connotations, regarding any kind of fractures. In particular, bone fatigue predisposes to low-stress fractures, which are named (correctly) “fatigue fractures” and also misnamed “stress fractures”, to distinguish them from the current fractures that occur without any excess of microdamage, that are named (wrongly) “fragility” or “insufficiency” fractures. In fact, all fractures result from all stress and fragility or insufficiency as a whole; however, the gross distinction between “fatigue or stress fractures”, on one side, and “fragility or insufficiency fractures”, on the other, accepting the wide connotations of the corresponding terminology, is relevant to clinical practice. This article aims to explain the above biomechanical features and describe the different instances that predispose to “fatigue or stress fractures” in clinical practice, as a different entity from “insufficiency or fragility fractures” (maintaining this nomenclature), and describe their relevant features to their diagnosis and therapy.Fil: Ferretti, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Nocciolino, Laura Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Cointry, Gustavo Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Luscher, Sergio Hugo. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Instituto Dr. Jaime Slullitel; ArgentinaFil: Capozza, Ricardo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentin

Differences in the relation between bone mineral content and lean body mass according to gender and reproductive status by age ranges

The present study aims: (1) to explore the influence of lean mass (LM) on bone mineral content (BMC), (2) to investigate the pubertal influences on the BMC–LM relation, and (3) to perform Z-score charts of BMC–LM relation, stratified by gender and reproductive status categorized by age ranges. A cross-sectional analysis was conducted using 4001 healthy subjects between 7 and 90 years participating in the Health Workers Cohort Study. Of these, 720 participants were ≤ 19 years, 2417 were women ≥ 20 years, and 864 were men ≥ 20 years. Using Dual X-ray absorptiometry (DXA), we measured BMC and LM. Participants’ pubertal development was assessed according to Tanner’s stage scale. To describe BMC–LM relation, simple correlation coefficients were computed. To produce best-fit equations, an ANOVA test was conducted. Z-score graphs for the BMC–LM relation were obtained. In general, the BMC–LM correlations were linear and highly significant. For boys, curves were virtually parallel, with similar intercepts and a progressive displacement of values toward the upper-right region of the graph, for each Tanner subgroup. For girls, curves for Tanner 1-2 and 4-5 stages were parallel; but, in girls Tanner 4-5, the intercepts were significantly higher by about +300–400 g of BMC (P < 0.001). For postmenopausal women, the curve was parallel to that for the premenopausal but showed a lower intercept (P < 0.001). We provide DXA reference data on a well-characterized cohort of 4001 healthy subjects. These reference curves provide a reference value for the assessment and monitoring of bone health in all age groups included in the present study.Fil: Denova Gutiérrez, Edgar. Instituto Nacional de Salud Pública; MéxicoFil: Clark, Patricia. Hospital Infantil de México Federico Gómez. Unidad de Investigación en Epidemiología Clínica; México. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Capozza, Ricardo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Nocciolino, Laura Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Ferretti, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Velázquez Cruz, Rafael. Instituto Nacional de Medicina Genómica México. Laboratorio de Genómica del Metabolismo Óseo; MéxicoFil: Rivera, Berenice. Universidad Nacional Autónoma de México; MéxicoFil: Cointry, Gustavo Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Salmerón, Jorge. Universidad Nacional Autónoma de México; México. Instituto Nacional de Salud Pública; Méxic

Original Dynamometric and Tomographic evidence of site-specific muscle effects on bone structure. Towards a wider scope on the bone Mechanostat concept

Para analizar el impacto directo de la musculatura sobre la estructura ósea se determinaronel área (CtA), la densidad mineral ósea volumétrica (vDMOc) y los momentos de inerciacorticales para flexión anteroposterior y lateral(MIap, MIlat) ajustados a CtA, y las relacionesentre MI y vDMOc (de ʻdistribución/calidadʼ, d/c,que describen la eficiencia de la optimizaciónbiomecánica del diseño cortical por el mecanostato) en 18 cortes seriados a lo largo detodo el peroné del lado hábil (pQCT), y lafuerza de salto y de rotación externa del pie(dinamometría computarizada) de 22 hombressanos de 18 a 33 años entrenados en fútbolcompetitivo por más de 4 años, y de 9 controlesetarios no entrenados. Los entrenados tuvieronvalores más altos de MI en función de la fuerzade rotación del pie (no de salto), con un ajustehomogéneo para MIap pero variable (más pobredistalmente y más alto proximalmente, en laregión de inserción de los peroneos) para MIlat,coincidiendo este último con pobres ajustes delas relaciones d/c (efecto arquitectónico independiente de la rigidez del tejido). Esto evidencia la influencia directa de la tracción de lamusculatura peronea sobre la estructura cortical proximal subyacente del hueso y tambiénsugiere que el mecanostato procedería, en estecaso, fuera de su conocida concepción comomecanismo regulatorio de la resistencia ósea.To analyze the direct impact of muscle contractions on the structure of bones, we determined the cortical cross-sectional area (CtA), volumetric mineral density (vBMDc) and the CtA-adjusted moments of inertia for anterior-posterior and lateral bending (MIap, MIlat), and the ‘distribution/quality’ (d/c) relationships between MIs and vBMDc (which describe the efficiency of the biomechanical optimization of cortical design by bone mechanostat) in 18 serial scans taken throughout the fibula of the dominant side (pQCT), and the jump and the foot-lateral-rotation forces (computed dynamometry) of 22 healthy men aged 18-33 years, who had been trained in competitive soccer for more than 4 years, and of 9 untrained, age-matched controls. Trained individuals showed higher MI values as a function of the rotative force of the foot (not the jumping force). The adjustment of these relationships was homogeneous for MIap throughout the bone, but variable (poorer distally and higher proximally, at the insertion area of peroneus muscles) for MIlat, this latter being paralleled by poor adjustments of the corresponding, d/c relation-ships (architectural effect independent of tissue stiffness). These findings,1. Show the direct influence of the traction force of peroneal muscles on proximal fibula structure close to the insertion area, and 2. Suggest that, in the studied conditions, the bone mechanostat would proceed beyond its known conception as a regulatory mechanism of structural bone strength.Fil: Nocciolino, Laura Marcela. Universidad Gran Rosario. Centro Universitario de Asistencia, Docencia e Investigación. Unidad de Estudios Biomecánicos Osteo-Musculares ; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Luscher, Sergio Hugo. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Pilot, Nicolás. Universidad Gran Rosario. Centro Universitario de Asistencia, Docencia e Investigación. Unidad de Estudios Biomecánicos Osteo-Musculares ; ArgentinaFil: Pisani, Leandro Matias. Universidad Gran Rosario. Centro Universitario de Asistencia, Docencia e Investigación. Unidad de Estudios Biomecánicos Osteo-Musculares ; ArgentinaFil: Mackler, Leandro. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Cointry, Gustavo Roberto. Manchester Metropolitan University; Reino Unido. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ireland, Alex. Institute of Aerospace Medicine. Division of Space Physiology; AlemaniaFil: Rittweger, Jörn. Institute of Aerospace Medicine. Division of Space Physiology; AlemaniaFil: Ferretti, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Universidad Gran Rosario. Centro Universitario de Asistencia, Docencia e Investigación. Unidad de Estudios Biomecánicos Osteo-Musculares ; ArgentinaFil: Capozza, Ricardo Francisco. Universidad Gran Rosario. Centro Universitario de Asistencia, Docencia e Investigación. Unidad de Estudios Biomecánicos Osteo-Musculares ; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentin

Original demonstration of the interference of the expansive cortical modeling effects of one training on those of another further training (Modeling ‘sets limits’ for remodeling)

La expansión modeladora de la geometría cortical de un hueso inducida por su entorno mecánico podría ser difícil de modificar por estímulos ulteriores con diferente direccionalidad. Este estudio, que por primera vez combina datos tomográficos del peroné (pQCT) y dinamométricos de la musculatura peronea lateral, intenta demostrar que, en individuos jóvenes no entrenados, el entrenamiento en fútbol produce cambios geométricos peroneos expansivos, similares a los del rugby, que podrían interferir en los efectos de un entrenamiento ulterior direccionalmente diferente (carrera larga). Confirmando la hipótesis, los resultados indican, con evidencias originales, 1) la relevancia creciente del uso del pie (rotación externa y eversión provocadas por los peroneos laterales) para la determinación de la geometría peronea (incremento del desarrollo de los indicadores de masa y de diseño óseos), evidenciada por la secuencia creciente de efectos: carrera < fútbol < rugby; 2) la predominancia de esos efectos sobre el desarrollo centro-proximal del peroné para resistir a la flexión lateral, y en la región distal para resistir el buckling (principal sitio y causa de fractura del hueso) y 3.) la relevancia de la anticipación de esos efectos para interferir en la manifestación de los cambios producidos por un entrenamiento ulterior (carrera), cuando los del primero (fútbol) afectan la modelación cortical de modo expansivo. Esta última deducción demuestra, en forma inédita, que un cambio modelatorio expansivo tempranamente inducido sobre la estructura cortical ósea ‘delimitaría el terreno’ para la manifestación de cualquier otro efecto ulterior por estímulos de distinta direccionalidad.The modeling-dependent, geometrical expansion of cortical bone induced by the mechanical environment could be hard to modify by subsequent stimulations with a different directionality. The current study aimed to demonstrate that in young, untrained individuals, training in soccer or rugby enhances the geometric properties of the fibula cortical shell in such a way that the geometrical changes could interfere on the effects of a second training in which the loads are induced in a different direction, e.g. long-distance running. The original findings reported herein confirm our hypothesis and support 1) The relevance of the use of the foot (external rotation and eversion produced by peroneus muscles) to determine fibula geometry (improved development of indicators of bone mass and design) as evidenced by the increasing nature of the effects induced by running < soccer < rugby trainings; 2) The predominance of those effects on the ability of the fibula to resist lateral bending in the centralproximal region (insertion of peroneus muscles), and to resist buckling in the distal region (the main cause and site of the most frequent bone fractures), and 3) The interaction of the effects of a previous training with those of a subsequent training with a different orientation of the loads when the former induced a modeling-dependent expansion of the cortex. Our results support the proposed hypothesis with original arguments by showing that a first, expansive effect induced on cortical bone modeling would set the stage the manifestation of any subsequent effect derived from mechanical stimuli.Fil: Pisani, Leandro Matias. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Instituto Universidad del Gran Rosario; ArgentinaFil: Pilot, Nicolas Carlos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Instituto Universidad del Gran Rosario; ArgentinaFil: Luscher, Sergio Hugo. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Mackler, Leandro. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Nocciolino, Laura Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Ferretti, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Cointry, Gustavo Roberto. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Capozza, Ricardo Francisco. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentin

El peroné: mal alumno, pero buen profesor (¿Qué tiene prioridad biológica: la integridad, o la supervivencia?)

La concepción original del mecanostato como un regulador de la rigidez estructural ósea orientado a mantener un determinado ‘factor de seguridad’ en todos los esqueletos parece no corresponder por igual a cualquier hueso y para cualquier tipo de estímulo. Hemos descubierto que la estructura cortical diafisaria del peroné humano manifiesta un comportamiento ambiguo del sistema, referido al uso del pie. La diáfisis peronea, además de ser insensible al desuso, se rigidiza, como sería de esperar, por entrenamientos en disciplinas deportivas que rotan o revierten el pie (hockey, fútbol, rugby); pero, llamativamente, se flexibiliza en su mitad proximal por entrenamiento en carrera larga, que optimiza el rendimiento del salto que acompaña a cada paso. La referida rigidización robustecería la región peronea de inserción de los músculos que rotan o revierten el pie, favoreciendo la locomoción sobre terrenos irregulares o gambeteando’, propia de especies predadoras como los leopardos. La ‘inesperada’ flexibilización proximal, pese a reducir la resistencia a la fractura por flexión lateral (poco frecuente en el hombre), favorecería la absorción elástica de la energía contráctil de la musculatura inserta, optimizando el rendimiento del salto al correr, condición vital para especies presas como las gacelas. La falta de analogía de estas respuestas de la estructura peronea a distintos entrenamientos, incompatible con el mantenimiento de un factor de seguridad, sugiere su vinculaciónpreferencial con la optimización de aptitudes esqueléticas con valor selectivo. Esto ampliaría el espectro regulatorio del mecanostato a propiedades esqueléticas ‘vitales’, más allá del control de la integridad ósea. Su manifestación en el hombre, ajena a connotaciones selectivas (quizá resultante del mantenimiento de genes ancestrales), permitiría proponer la indicación de ejercicios orientados en direcciones preferenciales a este respecto, especialmente cuando estas coincidieran con las de las fuerzas que podrían fracturar al hueso.Fil: Ferretti, Jose Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Pisani, Leandro Matias. Universidad del Gran Rosario. Centro de Atención, Docencia e Investigación. Unidad de Estudios Biomecánicos Osteomusculares; ArgentinaFil: Pilot, Nicolas Carlos. Universidad del Gran Rosario. Centro de Atención, Docencia e Investigación. Unidad de Estudios Biomecánicos Osteomusculares; ArgentinaFil: Luscher, Sergio Hugo. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Nocciolino, Laura Marcela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Mackler, Leandro. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Cointry, Gustavo Roberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; ArgentinaFil: Capozza, Ricardo Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario; Argentina. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Médicas. Centro de Estudios de Metabolismo Fosfocálcico; Argentin

Mineralization- and remodeling-unrelated improvement of the post-yield properties of rat cortical bone by high doses of olpadronate

Some pharmacologic effects on bone modeling may not be evident in studies of remodeling skeletons. This study analyzes some effects of olpadronate on cortical bone modeling and post-yield properties in femurs diaphyses (virtually only-modeling bones) of young rats by mid-diaphyseal pQCT scans and bending tests. We studied 20/22 male/female animals traetad orally with olpadronate (45-90 mg/kg/d, 3 months) and 8/9 untreated controls. Both OPD doses enhanced diaphyseal cross-sectional moments of inertia (CSMI) with no change in cortical vBMD and elastic modulus. Yield stiffness and strength were mildly increased. Postyield strength, deflection and energy absorption were strikingly enhanced. Ultimate strength was enhanced mainly because of effects on bone mass/geometry and post-yield properties. The large improvement of post-yield properties could be explained by improvements in bone geometry. Improvements in bone mass/geometry over weight-bearing needs suggest an enhanced modeling-related response to mechanical stimuli. Effects on tissue microstructural factors (not measured) could not be excluded. Results reveal novel olpadronate effects on bone strength and toughness unrelated to tissue mineralization and stiffness, even at high doses. Further studies could establish whether this could also occur in modeling-remodeling skeletons. If so, they could counteract the negative impact of anti-remodeling effects of bisphosphonates on bone strength.Fil: Capozza, Ricardo Francisco. Universidad Nacional de Rosario; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Mondelo, N.. Gador; ArgentinaFil: Reina, Paola Soledad. Universidad Nacional de Rosario; ArgentinaFil: Nocciolino, Laura Marcela. Universidad Nacional de Rosario; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Meta, M.. Universidad Nacional de Rosario; ArgentinaFil: Roldán, E. J. L.. Gador; ArgentinaFil: Ferretti, Jose Luis. Universidad Nacional de Rosario; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cointry, Gustavo Roberto. Universidad Nacional de Rosario; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin