El esqueleto en el envejecimiento

Una de las enfermedades más comunes asociadas con el envejecimiento es la osteoporosis, un desorden de fragilidad del esqueleto caracterizado por reducción de la fuerza ósea. La fuerza ósea refleja la densidad mineral ósea (BMD) y la calidad del hueso. Las reducciones en la fuerza muscular contribuyen a la morbilidad asociada con la edad  a través de un incremento en la susceptibilidad a las fracturas.

   El hueso es un tejido único que sirve funciones paradójicas a través de la vida. En la vejez, la forma más común de trauma resulta del impacto asociado con insuficiencia.  Cuando se aplica una fuerza que excede a la del hueso ocurre insuficiencia estructural en  la forma de fractura. Aunque parcialmente depende de la cantidad de hueso adquirida durante el desarrollo y crecimiento, la fuerza del esqueleto es una función de su masa, materia (matriz y mineral), macroarquitectura y microarquitectura (por ejemplo, conectividad trabecular, porosidad cortical). Numerosos factores contribuyen a la máxima fuerza ósea a través  de la vida, incluyendo factores genéticos, niveles de esteroides sexuales (particularmente estrógenos), nutrición, actividad física y estatus de vitamina D, mientras otros factores como estilo de vida no saludable, enfermedades y ciertos medicamentos (por ejemplo, glucocorticoides) pueden ser perjudiciales para la fuerza ósea.

   El principal indicador de fragilidad del esqueleto es la incidencia de una fractura por fragilidad definida como cualquier fractura que sigue a una caída. Además de la edad, numerosos factores pueden contribuir a la pérdida ósea e incrementar el riesgo de fracturas. Estos incluyen raza y etnicidad, factores del estilo de vida (tabaquismo, alcohol), desórdenes endocrinos (hiperparatiroidismo, hipercortisolismo), desórdenes genéticos (fibrosis quística) y medicamentos (glucocorticoides, anticonvulsivantes). La sarcopenia es la pérdida progresiva de masa y función muscular. Está asociada con fragilidad  y un mayor riesgo de caídas y fracturas. Para el diagnóstico de sarcopenia son esenciales las mediciones de masa muscular, fuerza muscular y rendimiento físico.

    A  través de la vida, el esqueleto es un órgano metabólicamente activo en continua remodelación con remoción de hueso viejo y dañado por los osteoclastos seguida por auto renovación y reparación por los osteoblastos. Las acciones de osteoclastos y osteoblastos son espacial y temporalmente   coordinados. A nivel celular, la remodelación ocurre en tres fases consecutivas: resorción cuando los osteoclastos digieren hueso viejo o dañado, reversión cuando las células mononucleares invaden el espacio y formación cuando los osteoblastos son reclutados al sitio de resorción para llenar con nuevo hueso y la cavidad excavada es  completamente reemplazada por nuevo hueso. A nivel microscópico, estos ciclos de remodelación ocurren continuamente en el esqueleto ajustando la masa, el tamaño y la forma para enfrentar las demandas mecánicas, responder al estrés o al daño y reparar la continua acumulación de microdaño que ocurre con el tiempo. Colectivamente estas funciones resultan de complejas interacciones de célula en el microambiente del hueso.

   Con el envejecimiento, el desbalance de remodelación maneja la pérdida de hueso y la alteración estructural en ambos sexos. Si el estado de balance negativo se mantiene sin corregir (por ejemplo, mediante intervención farmacológica),  la pérdida de hueso será continua a partir de superficies trabeculares,  endocorticales e intracorticales. Resultando, eventualmente en un esqueleto envejecido, osteoporótico. Las características del hueso osteopórotico incluyen pérdida de conectividad trabecular, adelgazamiento o remoción  completa de hueso trabecular, provocando en adelgazamiento cortical y aumento de remodelación de los canales de Havers, lo cual resulta en incremento de la porosidad trabecular. Mucho de esta pérdida de hueso refleja déficit asociado con la edad en la formación de hueso mediada por osteoblastos.

   El esqueleto adulto comprende aproximadamente 20% de hueso trabecular y 80% de hueso cortical. Dado que la pérdida de hueso trabecular generalmente ocurre más tempranamente y más rápidamente  que la pérdida de hueso cortical, la proporción de pérdida de hueso trabecular se desacelera efectivamente con el envejecimiento provocando una aceleración efectiva inherente de pérdida de hueso cortical que domina con el avance de la edad. La pérdida de hueso cortical asociada con el envejecimiento contribuye a una mayor prevalencia de fracturas, incluyendo una mayor proporción de fracturas no vertebrales en la vejez. Colectivamente, la pérdida de hueso trabecular y hueso cortical con el envejecimiento contribuye a la disminución  de la calidad y fuerza del hueso colocando a los adultos mayores en situación de alto riesgo de fracturas.

   La cavidad angosta del hueso es el único sitio de los humanos donde coexisten hueso y grasa adyacentes uno a otro.  Mientras el número de osteoblastos disminuye en la edad avanzada provocando reducción de la formación de hueso, el envejecimiento está asociado con acumulación de tejido adiposo. Los adipocitos se acumulan en la superficie endosteal y regiones que rodean el esqueleto apendicular. Dado que el hueso es un tejido que debe auto renovarse, la apoptosis es necesaria para la regeneración de nuevas células e iniciar la remodelación ósea. En humanos, la vida media de los osteoblastos en las superficies óseas es de 150 días y son regulados por una multitud de factores en el microambiente óseo. El envejecimiento contribuye a incrementar la apoptosis de osteoblastos y a reducir el número de osteoblastos, los osteocitos, por el contrario, son células de larga vida que sobreviven bajo circunstancias normales esencialmente hasta que su ambiente local es remodelado. La apoptosis de osteocitos resulta en el reclutamiento de osteoclastos para iniciar la remodelación y es exacerbada por el exceso de glucocorticoides y el envejecimiento. En estas condiciones, la apoptosis de osteocitos contribuye a la disrupción del sistema lacunar-canalicular, incluyendo pérdida de la conectividad de osteocitos así como deficiencia del flujo de líquido pericelular y resulta en deficiencia de la calidad del hueso. Por otra parte, la alteración de la autofagia de osteocitos que ocurre con exceso de glucocorticoides, envejecimiento del esqueleto o inflamación asociada a la obesidad puede exacerbar la apoptosis de osteocitos. Las células senescentes se acumulan en el microambiente óseo envejecido. Estas células dañadas contribuyen al envejecimiento del esqueleto a través de la liberación de factores asociados con la senescencia (por ejemplo, citoquinas inflamatorias, quimioquinas) que actúan como factores proresortivos.

    El calcio y la vitamina D juegan roles centrales en el mantenimiento del sistema musculoesquelético. En el envejecimiento, la hipovitaminosis D en hombres y mujeres está asociada con disminución de la fuerza muscular e incremento en el riesgo de fracturas óseas. El reemplazo de vitamina D mejora la densidad mineral ósea, la función muscular y puede reducir el riesgo de fracturas óseas por caídas. Es recomendable que todos los adultos de 70 años o más reciban 1200 mg de calcio por día y 800 UI  de vitamina D por día. Las fuentes de calcio en la dieta son diversas e incluyen productos de consumo diario y nueces, mientras la vitamina D está limitada a aceite de pescado y jugos fortificados. Las dosis excesivas de calcio o vitamina D pueden estar asociadas a eventos adversos, pero la ingesta diaria de calcio hasta 2000-2500 mg y la ingesta diaria de vitamina D hasta 4000 UI son consideradas seguras.

   En conclusión, el envejecimiento representa el principal factor de riesgo para enfermedades crónicas, incluyendo osteoporosis. El envejecimiento exacerba la pérdida ósea en ambos sexos y resulta en un desbalance entre resorción ósea y formación de hueso y está asociado con incremento en la adiposidad en el hueso, apoptosis osteoblasto/osteocito y acumulación de células senescentes. El estatus hormonal es otro determinante importante de la salud del esqueleto, con las concentraciones de esteroides sexuales, particularmente estrógenos, con efectos sobre la remodelación ósea. Los mecanismos que subyacen al envejecimiento del esqueleto son tan diversos como los factores que determinan la fuerza (y por consiguiente la fragilidad) del hueso.

Fuente: Sfeir JG et al (2022).  Skeletal aging. Mayo Clinic Proceedings 97:1194-1208.