Resumen

En este artículo se lleva a cabo la implementación del modelo de remodelación ósea de nivel celular planteado por Komarova, usando como herramienta un diagrama de bloques funcionales. El objetivo de esta implementación es hacer un análisis de sensibilidad con respecto a la variación de los parámetros del modelo y determinar la influencia de los factores paracrinos y autocrinos en la formación de osteoclastos y osteoblastos. El modelo se implementó en el paquete comercial Simulink de Matlab R2007b. Se encontró que cada parámetro tiene un rango de funcionamiento bien determinado y que, fuera de él, la estabilidad se pierde y se establecen ganancias o pérdidas de masa ósea que se pueden atribuir a anormalidades sistémicas de los huesos. Este trabajo constituye un avance sobre el tema de remodelación ósea gracias a que, a diferencia de trabajos previos, se incluyen las variaciones de los parámetros propios del proceso de remodelación que llevan a posibles alteraciones de los procesos del metabolismo óseo, lo cual constituye un punto de partida para el estudio de enfermedades y alteraciones de la densidad del hueso, y permite iniciar el modelado de nuevas enfermedades relacionadas con los huesos, como es, por ejemplo, la metástasis ósea. Este estudio, entonces, es un avance con respecto a los trabajos presentados por Komarova y Lemaire y puede explicar fenómenos de metástasis y alteraciones metabólicas como los descritos en Manolagas [3].

1 INTRODUCCIÓN

El proceso de remodelación consiste en el intercambio de tejido óseo antiguo por tejido nuevo a través de la acción de dos tipos de células: los osteoclastos que reabsorben hueso y los osteoblastos que forman hueso [1, 2, 3]. Este proceso se presenta durante toda la vida, pero tiene características especiales de acuerdo con la edad. Una mayor comprensión del proceso de remodelación de tejido óseo permite avanzar hacia el tratamiento efectivo de enfermedades de este tipo de tejido. Fisiológicamente, este proceso es realizado por un conjunto de células de linaje osteoblástico y de linaje osteoclástico. Por lo tanto, los modelos que trabajan a nivel celular deben considerar el comportamiento dinámico de las poblaciones de osteoclastos y de osteoblastos ante factores internos o locales y sistémicos [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]. Uno de los modelos que tiene una explicación muy cercana del proceso a nivel celular es el planteado por Komarova [1], en éste se plantean un conjunto de ecuaciones que involucran parámetros que representan factores locales autocrinos y sistémicos paracrinos que intervienen en la diferenciación de osteoclastos y osteoblastos. Se requiere conocer la influencia concreta de cada factor en el proceso de remodelación y cómo afectan sus variaciones para, posteriormente, plantear un modelo que permita deducir cómo se puede intervenir en los factores para corregir disfunciones del proceso de remodelación.

• Materias:Huesos Bioingeniería Simulación por computador
• Subjects:Bones Bioengineering Computerized simulation
• Palabras claves:Remodelado; Hueso compacto; Metástasis ósea; Osteoclasto; Osteoblastos; Osteoprotegerina; PTH; TGF
• Keywords:Remodeling; Compact bone; Bone metastasis; Osteoclast; Osteoblast; Osteoprotegerin; PTH; TGF