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lunes, 22 de abril de 2024

El papel de las células y las vías de señalización del hueso subcondral en la osteoartritis

 https://www.eduardocaldelas-artroscopia.mx/blog/2024/04/22/el-papel-de-las-celulas-y-las-vias-de-senalizacion-del-hueso-subcondral-en-la-osteoartritis/


El papel de las células y las vías de señalización del hueso subcondral en la osteoartritis

El mecanismo de transducción de señales en el hueso subcondral (SB) es fundamental para el equilibrio entre el cartílago y el SB. El desequilibrio de la transducción de señales en SB promoverá la aparición y desarrollo de osteoartritis.
#Osteoartritis #BJR #FOAMed

The role of cells and signal pathways in subchondral bone in osteoarthritis | Bone & Joint (boneandjoint.org.uk)


El desarrollo de la osteoartritis (OA) se debe principalmente al envejecimiento, la obesidad, los traumatismos y las anomalías congénitas de las articulaciones que provocan la degeneración del cartílago articular.1 La OA se produce principalmente en personas de mediana edad y de edad avanzada, especialmente en las articulaciones que soportan peso y en las articulaciones asociadas con más actividad (como la articulación de la rodilla, la articulación de la cadera, la vértebra cervical y la vértebra lumbar).2 Sus características clínicas incluyen principalmente dolor crónico progresivo en las articulaciones, sensibilidad, rigidez y movimiento limitado.3 Los factores genéticos pueden incluir la herencia del cartílago y el hueso subcondral. (SB) y cambios en los patrones de expresión genética.4 Los estudios epidemiológicos han indicado que la OA es principalmente una enfermedad inducida mecánicamente, y muchos factores afectan aún más su gravedad.5

Varios tejidos de la articulación, incluidos el cartílago, la membrana sinovial y el hueso subcondral, desempeñan papeles clave en la aparición/progresión de las lesiones de OA.6 Durante el inicio/progresión de la OA, la SB es el sitio de muchas variaciones morfológicas dinámicas debido a diversas funciones celulares. cambios metabólicos, que son parte del proceso patológico.7 La SB y el cartílago forman la unidad hueso-cartílago, que participa en el proceso fisiopatológico de la OA a nivel mecánico.8 Dado que la diferencia estructural observable entre el cartílago articular y la SB es importante para el progresión de la OA, un número cada vez mayor de estudios se han centrado en su participación y papel en el proceso patológico de la OA.9-11

Durante la patogénesis de la OA, el cartílago y la SB sufren una remodelación catabólica y anabólica.12 Este cambio en la SB no es sólo una manifestación secundaria de la OA, sino también una parte activa de la OA, que está estrechamente asociada con la gravedad de la enfermedad. Por lo tanto, en esta revisión, discutimos la comunicación entre las células SB y varios mecanismos de transducción de señales, y cómo su regulación promueve la progresión de la OA.


La osteoartritis (OA) es causada principalmente por el envejecimiento, la tensión, el trauma y las anomalías congénitas de las articulaciones, lo que resulta en la degeneración del cartílago articular. Durante la patogénesis de la OA, los cambios en el hueso subcondral (SB) no son sólo manifestaciones secundarias de la OA, sino también una parte activa de la enfermedad y están estrechamente asociados con la gravedad de la OA. En diferentes etapas de OA, hubo cambios microestructurales en SB. Los osteocitos, osteoblastos y osteoclastos en la SB son importantes en la patogénesis de la OA. El mecanismo de transducción de señales en SB es necesario para mantener el equilibrio de un fenotipo estable, la síntesis de matriz extracelular (ECM) y la remodelación ósea entre el cartílago articular y SB. Un desequilibrio en la transducción de señales puede provocar una reducción de la calidad del cartílago y un engrosamiento de la SB, lo que conduce a la progresión de la OA. Al comprender los cambios en el SB en la OA, los investigadores están explorando fármacos que puedan regular estos cambios, lo que ayudará a proporcionar nuevas ideas para el tratamiento de la OA.

The role of cells and signal pathways in subchondral bone in osteoarthritis – PubMed (nih.gov)

The role of cells and signal pathways in subchondral bone in osteoarthritis – PMC (nih.gov)

The role of cells and signal pathways in subchondral bone in osteoarthritis | Bone & Joint (boneandjoint.org.uk)

Luo P, Yuan QL, Yang M, Wan X, Xu P. The role of cells and signal pathways in subchondral bone in osteoarthritis. Bone Joint Res. 2023 Sep 8;12(9):536-545. doi: 10.1302/2046-3758.129.BJR-2023-0081.R1. PMID: 37678837; PMCID: PMC10484649.

This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial No Derivatives (CC BY-NC-ND 4.0) licence, which permits the copying and redistribution of the work only, and provided the original author and source are credited. See https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

lunes, 22 de enero de 2018

Flexoelectricidad en huesos

http://www.artroscopiayreemplazos.com.mx/academia/flexoelectricidad-en-huesos/

Flexoelectricity in Bones.


Fuente
Este artículo es originalmente publicado en:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29345377

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201705316/abstract;jsessionid=F38FEA628757A858239DC2AF20E3ED8B.f02t01


De:

Author information

1 Institut Català de Nanociencia i Nanotecnologia (ICN2), CSIC and The Barcelona Institute of Science and Technology (BIST), Campus UAB, Bellaterra, 08193, Barcelona, Catalonia, Spain.
2 Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales (CICIMA), Universidad de Costa Rica, San José, 11501, Costa Rica.
3 Laboratori de Càlcul Numèric (LaCàN), Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), Campus Nord UPC-C2, E-08034, Barcelona, Spain.
4 Ecole Politechnique Federale de Lausanne (EPFL), Lausanne, CH-1015, Switzerland.
5 Institució Catalana de Recerca i Estudis Avançats (ICREA), Pg. Lluís Companys 23, E-08010, Barcelona, Catalonia, Spain.
 2018 Jan 18. doi: 10.1002/adma.201705316. [Epub ahead of print]


Todos los derechos reservados para:

© 2018 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim


Abstract

Bones generate electricity under pressure, and this electromechanical behavior is thought to be essential for bone’s self-repair and remodeling properties. The origin of this response is attributed to the piezoelectricity of collagen, which is the main structural protein of bones. In theory, however, any material can also generate voltages in response to strain gradients, thanks to the property known as flexoelectricity. In this work, the flexoelectricity of bone and pure bone mineral (hydroxyapatite) are measured and found to be of the same order of magnitude; the quantitative similarity suggests that hydroxyapatite flexoelectricity is the main source of bending-induced polarization in cortical bone. In addition, the measured flexoelectric coefficients are used to calculate the (flexo)electric fields generated by cracks in bone mineral. The results indicate that crack-generated flexoelectricity is theoretically large enough to induce osteocyte apoptosis and thus initiate the crack-healing process, suggesting a central role of flexoelectricity in bone repair and remodeling.

KEYWORDS:

bone remodeling; cracks; flexoelectricity; hydroxyapatite


Resumen


Los huesos generan electricidad bajo presión, y se considera que este comportamiento electromecánico es esencial para las propiedades de auto reparación y remodelación del hueso. El origen de esta respuesta se atribuye a la piezoelectricidad del colágeno, que es la principal proteína estructural de los huesos. En teoría, sin embargo, cualquier material también puede generar tensiones en respuesta a los gradientes de deformación, gracias a la propiedad conocida como flexoelectricidad. En este trabajo, se mide la flexoelectricidad del hueso y el mineral óseo puro (hidroxiapatita) y se encuentra que es del mismo orden de magnitud; la similitud cuantitativa sugiere que la flexoelectricidad de hidroxiapatita es la principal fuente de polarización inducida por flexión en el hueso cortical. Además, los coeficientes flexoeléctricos medidos se usan para calcular los campos eléctricos (flexo) generados por las grietas en el mineral óseo. Los resultados indican que la flexoelectricidad generada por grietas es teóricamente lo suficientemente grande como para inducir la apoptosis de osteocitos y, por lo tanto, iniciar el proceso de curación de grietas, lo que sugiere un papel central de la flexoelectricidad en la reparación y remodelación óseas.

PALABRAS CLAVE:

remodelación ósea; grietas; flexoelectricidad; hidroxiapatita


PMID:  29345377    DOI:   10.1002/adma.201705316