Remodelarea osoasă

Țesutul osos se schimbă și după ce oasele au încetat să crească în lungime. Remodelarea osoasă înseamnă îndepărtarea unor porțiuni de os vechi și depunerea de os nou. Osteoclastele participă la resorbție, iar osteoblastele formează matricea nouă; osteocitele, celule încorporate în os, ajută la detectarea solicitărilor. Cele două procese trebuie coordonate pentru a menține rezistența scheletului și pentru a participa la reglarea mineralelor.

Osul supus mișcării obișnuite primește semnale mecanice diferite de un os imobilizat mult timp. Alimentația, hormonii și vârsta influențează și ele echilibrul dintre resorbție și formare. Dacă resorbția depășește în timp formarea, masa și rezistența osoasă pot scădea. Remodelarea nu este același lucru cu vindecarea unei fracturi, deși mecanismele se pot suprapune în reparare. De asemenea, nu înseamnă că întregul os este înlocuit simultan. Într-o schemă, identifică celulele participante, sensul schimbării matricei și efectul asupra calciului disponibil. Lecția Oasele și homeostazia calciului explică legătura cu reglarea calcemiei, iar Creșterea oaselor distinge remodelarea de alungirea osului în copilărie.

Unitățile de remodelare osoasă asociază resorbția osteoclastică cu formarea osteoblastică. Osteocitele răspund la solicitări mecanice și participă la semnalizarea locală. PTH, vitamina D și hormonii sexuali influențează echilibrul; scăderea estrogenilor după menopauză poate accelera pierderea osoasă. Ritmul de reînnoire diferă între osul spongios și cel compact. Echilibrul masei osoase depinde de raportul dintre cantitatea resorbită și cea formată în timp.

Osteoclastele resorb os, iar osteoblastele depun matrice nouă, care se mineralizează. Echilibrul lor adaptează scheletul la solicitări și repară microleziuni. De exemplu, imobilizarea prelungită reduce încărcarea mecanică și poate favoriza pierderea de masă osoasă. Remodelarea continuă și la adult, chiar după închiderea cartilajelor de creștere.

Osul este un țesut dinamic: masa osoasă atinge un maxim la 25–30 de ani. Aproximativ 10% din schelet se reînnoiește pe an, deci scheletul adult este înlocuit în aproximativ 10 ani; osul spongios se reînnoiește mai repede (aproximativ 25% pe an) decât cel compact (aproximativ 3% pe an). O unitate multicelulară de remodelare parcurge etapele: activare, resorbție (osteoclastele dizolvă matricea în 2–3 săptămâni), inversie și formare (osteoblastele depun osteoid și îl mineralizează în 3–4 luni). Osteoblastele produc proteina RANKL, care stimulează maturarea osteoclastelor, și osteoprotegerina (OPG), care o blochează. Osteocitele, celule încorporate în matrice, simt solicitările mecanice (legea lui Wolff: osul se adaptează la sarcinile aplicate). PTH și vitamina D activă stimulează resorbția, estrogenii o inhibă, iar medicamentele din clasa bifosfonaților inhibă osteoclastele.

Exemplu rezolvat 1: cât durează reînnoirea?

1. Pentru osul compact, 3% pe an: $\frac{100}{3}\approx 33$ de ani pentru reînnoirea completă.
2. Pentru osul spongios, 25% pe an: $\frac{100}{25}=4$ ani.
3. Media pentru întregul schelet, 10% pe an: aproximativ 10 ani.
4. Concluzie: osul spongios (vertebre, capetele oaselor lungi) este afectat primul în osteoporoză.

Exemplu rezolvat 2: pierderea osoasă postmenopauză (valori de exercițiu). Densitatea osoasă a unei femei este 1,00 (unități relative) la menopauză, iar scade cu 2% pe an.

1. După un an: $1,00\cdot 0,98=0,98$.
2. După 10 ani: $1,00\cdot 0,98^{10}\approx 0,82$, deci pierdere de aproximativ 18%.
3. Scăderea estrogenilor mărește resorbția și rezultă un bilanț negativ. Prevenirea include activitate fizică cu încărcare, calciu, vitamină D și, la indicația medicului, tratament.

Echilibrul dintre resorbție și formare este influențat și de factori locali: citokinele inflamatorii (IL-1, IL-6, TNF) cresc resorbția, de aceea bolile inflamatorii cronice, ca artrita reumatoidă, favorizează pierderea de os. Glucocorticoizii administrați mult timp reduc formarea osoasă, iar fumatul și consumul excesiv de alcool scad masa osoasă. Mișcarea cu încărcare (mersul, alergarea, exercițiile cu greutăți) stimulează formarea, în timp ce imobilizarea sau lipsa gravitației (astronauți) produce pierdere osoasă rapidă.

Asociază osteoclastul cu resorbția și osteoblastul cu formarea, fără a inversa sensul efectului asupra calciului. Compară remodelarea cu creșterea prin placa epifizară. La un grafic, interpretează consecința unui bilanț cronic negativ asupra densității osoase.

Reține: osteoclast — resorbție; osteoblast — formare; osteocit — celulă matură, senzor; PTH — crește resorbția; estrogenii — scad resorbția. Remodelarea continuă la adult, spre deosebire de creșterea în lungime, care se oprește la închiderea cartilajelor epifizare.

Reține factorii de risc ai osteoporozei: vârsta, sexul feminin, menopauza, statura mică, fumatul, sedentarismul, aportul scăzut de calciu și vitamină D, tratamentul prelungit cu glucocorticoizi. Indicele de diagnostic este scorul T al densității minerale osoase măsurate prin absorbțiometrie cu raze X: osteoporoză la T mai mic sau egal cu −2,5. Fracturile tipice sunt ale colului femural, ale vertebrelor și ale extremității distale a antebrațului.

Tratamentul include bifosfonați, calciu și vitamină D.

Exemplu în formatul examenului (complement grupat). Despre remodelarea osoasă sunt corecte afirmațiile:

1. Osteoclastele resorb matricea osoasă.
2. Osteoblastele sintetizează matricea organică (osteoidul), care apoi se mineralizează.
3. PTH stimulează, indirect, resorbția osoasă, prin osteoblaste.
4. Estrogenii frânează resorbția osoasă, iar scăderea lor după menopauză accelerează pierderea de os.

• a) „Numai afirmațiile 1, 2 și 3 sunt corecte.”
• b) „Numai afirmațiile 1 și 3 sunt corecte.”
• c) „Numai afirmațiile 2 și 4 sunt corecte.”
• d) „Numai afirmația 4 este corectă.”
• e) „Toate afirmațiile sunt corecte sau toate sunt false.”

Răspuns: e. Toate afirmațiile sunt corecte. Osteoclastele resorb matricea, iar osteoblastele depun osteoidul, care se mineralizează. PTH acționează asupra osteoblastelor, care stimulează maturarea osteoclastelor. Estrogenii inhibă resorbția, de aceea după menopauză bilanțul osos devine negativ.

Greșeli frecvente

• Greșit: Osteoblastul este principala celulă care resoarbe osul.
  Corect: Osteoclastul resoarbe, iar osteoblastul formează țesut osos.
• Greșit: Osul se înlocuiește simultan în întregime.
  Corect: Remodelarea are loc local și continuu.
• Greșit: Scheletul adult nu se mai schimbă după ce oasele au încetat să crească în lungime.
  Corect: Remodelarea continuă toată viața, iar scheletul se reînnoiește parțial în fiecare an.

Înainte și după