Effect of energy level of photobiomodulation therapy on bone repair in rats / Efecto del nivel de energía de la terapia de fotobiomodulación sobre la reparación ósea en ratas

Abstract The aim of this experimental study was to determine the effect of photobiomodulation therapy on bone repair in a rat tibia osteotomy model at 15 and 30 days. The sample consisted of 36 male Holtzman rats that were randomized into 6 equal groups. Groups A1 and A2: osteotomy + 1 J laser energy. Groups B1 and B2: osteotomy + 3 J laser energy. Groups C1 and C2 (controls): osteotomy only. The bone repair was analyzed by histological evaluation of osteoblasts and osteocytes both at 15 days (groups A1, B1, and C1) and at 30 days (groups A2, B2, and C2). Within the results, in all groups a greater number of osteoblasts was found at 15 days vs 30 days (p<0.05), and a greater number of osteocytes in B1 and C2 vs B2 and C1, respectively (p<0.05). When evaluating the 3 groups worked up to 15 days, more osteoblasts were found in A1 and C1 vs B1 (p<0.001); and osteocytes predominated in A1 and B1 vs C1 (p<0.001). At 30 days there was a greater quantity of osteoblasts in C2 vs A2 and B2 (p<0.05) and of osteocytes in C2 vs B2 (p<0.05). It is concluded that 1 J photobiomodulation therapy improved bone repair at 15 days; however, this improvement was not observed at 30 days because there were no differences between the irradiated groups and the control.

Resumen El objetivo de este estudio experimental fue determinar el efecto de terapia de fotobiomodulación sobre la reparación ósea en un modelo de osteotomía de tibia de rata a los 15 y 30 días. La muestra estuvo compuesta por 36 ratas Holtzman macho que se aleatorizaron en 6 grupos iguales. Grupos A1 y A2: osteotomía + energía láser de 1 Joule. Grupos B1 y B2: osteotomía + energía láser 3 Joule. Grupos C1 y C2 (controles): solo osteotomía. La reparación ósea fue analizada por evaluación histológica de osteoblastos y osteocitos tanto a los 15 días (grupos A1, B1 y C1) como a los 30 días (grupos A2, B2 y C2). Como resultados se encontró que en todos los grupos hubo mayor número de osteoblastos a los 15 días vs. 30 días (p<0,05), y mayor número de osteocitos en B1 y C2 vs B2 y C1, respectivamente (p<0,05). Al evaluar a los animales a los 15 días, se observó mayor número de osteoblastos en A1 y C1 vs B1 (p<0.001); y mayor número de osteocitos en A1 y B1 vs C1 (p<0,001). Al evaluar a los ratones a los 30 días hubo mayor cantidad de osteoblastos en C2 vs A2 y B2 (p<0,05) y de osteocitos en C2 vs B2 (p<0,05). Se concluye que la terapia de fotobiomodulación con 1 Joule mejoró la reparación ósea a los 15 días; sin embargo, dicha mejora no se observó a los 30 días porque no hubo diferencias entre los grupos irradiados y el control.

Implicación de las conexinas, integrinas y cilio primario en la actividad de las células óseas / Involvement of connexins, integrins and primary cilium in the activity of bone cells

Introducción: los osteocitos son capaces de detectar diferentes señales, transducirlas en respuestas biológicas y trasmitirlasa los osteoblastos y osteoclastos, permitiendo el mantenimiento de la homeostasis ósea. La mecanotransducción ósea esposible gracias a que los osteocitos presentan diferentes estructuras mecanosensoras como las conexinas (Cx), las integrinas,el cilio primario e incluso receptores acoplados a proteínas G como el receptor de la parathormona tipo 1 (PTH1R).Objetivo: analizar la posible interacción de los diferentes elementos mecanosensores de los osteocitos y ver su influen-cia en la respuesta biológica.Material y métodos: se trabajó con las líneas celulares osteocíticas MLO-Y4 Cx43+/+ (scrambled (SCR) y ARNi α2) yCx43-/-.Resultados y conclusión: los resultados obtenidos muestran que la Cx43 y la integrina α2 se encuentran involucradas enel aumento de la longitud del cilio primario, afectando potencialmente a su funcionalidad como mecanosensor (SCR vs.ARNi α2, p < 0,0001 SCR vs. Cx43-/- y p < 0,0001 ARNi α2 vs. Cx43-/-). La integrina α2 también influyó en la localizacióncelular de Cx43 promoviendo que esta se encuentre en la membrana plasmática. También se observó que la activación dePTH1R por agonistas como parathormona (PTH) y proteína relacionada con la parathormona (PTHrP) inducen la fosforilaciónde la quinasa ERK 1/2, y estos efectos podrían verse afectados por la deficiencia en Cx43, pero no parecen ser mediadospor el silenciamiento de integrina α2. Finalmente, se observó que la presencia de la Cx43 y de integrina α2 en los osteoci-tos aumenta su capacidad de adhesión (Cx43+/+ SCR y ARNi α2 vs. CX43-/- p < 0,001 y p = 0,0039) y que la deficienciaen Cx43 provoca un incremento de la mortalidad de estas células (Cx43-/- vs. Cx43+/+ p = 0,0074).(AU)

El secretoma de los osteocitos estimulados mecánicamente modula la función de las células mesenquimales / The secretome of mechanically stimulated osteocytes modulates the function of mesenchymal cells

El esqueleto es un órgano metabólicamente activo que se remodela continuamente a la largo de nuestra vida. Estaremodelación implica un equilibrio entre la formación de hueso llevada a cabo por los osteoblastos y la resorción porlos osteoclastos. Los osteocitos son los encargados de regular estos dos procesos y su estimulación mecánica, es esen-cial para mantener el buen funcionamiento óseo y prevenir enfermedades como la osteoporosis. La estimulación de lososteocitos provoca una alteración en la producción y secreción de moléculas de señalización que regulan la actividadde los osteoblastos y los osteoclastos. Las células madre mesenquimales han sido propuestas como posible terapiacelular para la regeneración de distintos tejidos, incluido el tejido óseo. Hipotetizamos en el presente estudio que elsecretoma de células osteocíticas de ratón estimuladas mecánicamente afecta a la capacidad proliferativa, adhesiva ya la expresión génica de células mesenquimales indiferenciadas y células mesenquimales preosteoblásticas. Para ello,se analizaron los procesos biológicos mencionados en líneas continuas celulares preosteoblásticas y células mesenqui-males de ratón en presencia del medio condicionado por células osteocíticas MLO-Y4, después de ser sometidas aestímulo mecánico por flujo de fluido. Se observó que la proliferación aumentó en ambas líneas celulares en presenciadel secretoma de osteocitos estimulados mecánicamente frente al control, mientras que osteocitos no mecanoestimu-lados provocaban su disminución. También se observó un aumento en la capacidad adhesiva de células C3H/10T1/2 trasla estimulación con el secretoma de osteocitos mecanoestimulados. En cuanto a la expresión de genes, solo el factoradipogénico PPARᵞ sufrió alteraciones en células MC3T3-E1 por el secretoma de osteocitos. Estos estudios indican quelos osteocitos pueden modificar el comportamiento biológico de células mesenquimales mediante la secreción de factores solubles.(AU)

Revisión sistemática de los efectos de microvibración de baja magnitud alta frecuencia en osteocitos cultivados / Systematic review of the effects of low intensity high frequency microvibration on osteocytes cultivated

Introducción: El hueso, reservorio de minerales y moléculas orgánicas, es un tejido dinámico que detecta y se adapta a las cargas mecánicas de los órganos y tejidos del cuerpo, el cual mantiene la estructura ósea del esqueleto durante el crecimiento y a través de la vida del ser humano. Las células óseas son sensibles a las cargas mecánicas y microvibra- ciones que recibe el esqueleto. Objetivo: El propósito de este estudio fue realizar una revisión sistemática acerca de los efectos que ejerce la microvibración de alta frecuencia-baja intensidad, en osteocitos cultivados in vitro sobre la síntesis de factores solubles, con el propósito de entender si la microvibración tiene influencia en la aceleración del movimiento dentario. Material y métodos: Se realizó una búsqueda de artículos de revisión de osteocitos y otras células óseas in vitro, a través de la estrategia PICO (Paciente, Intervención, Comparación, Resultado [Outcome]), con el empleo de palabras clave como: «os- teocitos¼, «microvibración¼, «remodelación¼, «osteoclastogénesis¼, «citocinas¼ y «osteoblastos¼. Se estructuró por medio de PRISMA (informe de revisiones sistemáticas y meta-análisis). La captación de datos finales se hizo por medio del método de puntuación de calidad Jadad y Cochrane (modelo de correlación) como herramientas para evaluar el riesgo de sesgo de cada uno de los artículos. Se incluyeron 11 artículos con alta calidad metodológica. Resultados: La mayoría de los experimentos in vitro demostraron que la microvibración tuvo un aumento estadísticamente significativo en la proliferación y dife- renciación de las células madre mesenquimales (MSC), en osteoblastos (MC3T3-E1), en la expresión de proteínas para inducir osteogénesis y en los osteocitos (MLO-Y4). Asimismo, sobrerregularon la expresión de osteoprotegerina (OPG), prostaglandina (PGE2) y óxido nitroso (NO) al alterar y regular los factores solubles como las citocinas, factores de crecimiento y quimiocinas, de las demás células, además de mostrar una disminución en la actividad de los osteoclastos (RAW246.7) en la resorción ósea. Conclusión: La microvibración induce remodelación ósea. Los osteocitos son sensibles a los estímulos mecánicos y producen factores solubles para inducir la remodelación ósea, razón por la cual se emplea la microvibración como una terapia innovadora y prometedora, no invasiva y no farmacológica en la estimulación de la formación ósea de la superficie del hueso (AU)

What changes in the biology of bone movement induced with mini-implants/miniplates is the synchronicity

ABSTRACT Introduction: Induced tooth-bone movement occurs by a synchronicity of dental and bone phenomena, thanks to the osteocytic network, which is a three-dimensional network that controls the bone shape or design. Objective: To describe the tooth-bone movement induced by enhanced anchorage, divided into three distinct moments: zero, start and stop. Question: From this description, the main question arises: with the use of mini-implants/miniplates, what changes in the biology of induced tooth-bone movement? The answer is: nothing changes, either biologically or microscopically. Conclusion: This technique optimizes the treatment time, and the range of therapeutic possibilities is broadened, thanks to the synchronicity of phenomena - which remain the same, in all teeth and bones, yet in a synchronized manner. Bone anchorage represents synchronicity in induced tooth-bone movement.

RESUMO Introdução: A movimentação osseodentária induzida ocorre meio de uma sincronicidade de fenômenos dentários e ósseos, graças à rede osteocítica, uma rede tridimensional de controle do formato ou design ósseo. Objetivo: Descrever a movimentação osseodentária induzida com ancoragem ampliada, dividindo-a em três momentos distintos: zero, start e stop. Questionamento: Dessa descrição origina-se a principal pergunta: com o uso de mini-implantes/miniplacas, o que muda na biologia da movimentação osseodentária induzida? A resposta é: não muda nada, nem biologicamente, nem microscopicamente. Conclusão: O que se otimiza, com essa técnica, é o tempo de tratamento, e se amplia o leque de possibilidades terapêuticas, graças à sincronicidade dos fenômenos - que continuam sendo os mesmos, em todos os dentes e nos ossos, só que de forma sincronizada. A ancoragem óssea representa a sincronicidade na movimentação osseodentária induzida.

Implicación de la Cx43 y el cilio primario en la actividad de los osteocitos / Cx43 and primary cilium involvement in osteocyte activity

Objetivo: El tejido óseo tiene la capacidad de adaptarse a los estímulos del entorno alterando su morfología y metabolismo. Las diferentes células óseas se comunican entre sí a través de uniones comunicantes (UCs). La conexina 43 (Cx43) es la proteína más abundante de las UCs; tiene funciones clave en la transducción de señales y en la respuesta a estímulos hormonales y mecánicos. Otro elemento mecanosensor de los osteocitos es el cilio primario, formado por microtúbulos y que se desarrolla en la fase G0 del ciclo celular. Los objetivos de este estudio fueron determinar la implicación de la Cx43 y del cilio primario en la actividad de los osteocitos, analizar la posible interacción entre estos dos mecanosensores, y evaluar el papel que desempeñan en la detección y respuesta de los osteocitos ante el estímulo mecánico y la estimulación del receptor de la parathormona tipo 1 (PTH1R) por su ligando, la proteína relacionada con la parathormona (PTHrP) (1-36). Material y métodos: Se comparó la línea celular de osteocitos MLO-Y4 control (Cx43+/+) con MLO-Y4 deficientes en Cx43 (Cx43-/-). El análisis de expresión de la proteína del transporte intraflagelar 88 (IFT88), de la Cx43 y de la fosforilación de la quinasa reguladora de la señal extracelular (P-ERK) se determinó mediante Western blot. Para caracterizar la posible colocalización entre el cilio primario y Cx43 se realizó una inmunofluorescencia. Para simular el estímulo mecánico in vitro, las células se sometieron a un estrés mecánico de 10 dinas/cm2 por flujo de fluido durante 10 minutos. Resultados: Los resultados obtenidos muestran que el número de células con cilio primario no varía por la expresión de Cx43 (p=0,089); y que en las células con presencia en Cx43, el estímulo mecánico por flujo de fluido y la PTHrP aumentan la fosforilación de quinasas reguladas por señal extracelular (ERK) respecto a las células no estimuladas (p=0,049 y p=0,011, respectivamente). (AU)

Objetivo: Bone tissue can adapt to environmental stimuli by altering its morphology and metabolism. Different bone cells communicate with each other through communicating junctions (CJs). Connexin 43 (Cx43) is the most abundant CJ protein with key functions in signal transduction and in response to hormonal and mechanical stimuli. Another mechanosensor element of osteocytes is the primary cilium, formed by microtubules and which develops in the cell cycle’s G0 phase. Our study aims to determine Cx43 and primary cilium involvement in osteocytic activity, to analyze the possible interaction between these two mechanosensors and to assess the role they play in the detection and response of osteocytes to mechanical stimuli and stimulation of the parathormone type 1 receptor (PTH1R) by its ligand, the parathormone-related protein (PTHrP) (1-36). Material and methods: The control MLO-Y4 (Cx43 +/+) osteocyte cell line was compared to Cx43-deficient MLO-Y4 (Cx43 -/-). The expression analysis of intraflagellar transport protein 88 (IFT88), Cx43 and phosphorylation of the extracellular signal regulatory kinase (P-ERK) was determined by Western blot. To characterize the possible colocalization between the primary cilium and Cx43, an immunofluorescence was carried out. To simulate mechanical stimulation in vitro, cells were subjected to mechanical stress of 10 dynes/cm2 by fluid flow for 10 minutes. Results: The results obtained show that the number of cells with primary cilium does not vary due to the expression of Cx43 (p = 0.089). In cells with Cx43 presence, mechanical stimulation by fluid flow and PTHrP increase the phosphorylation of extracellular signal-regulated kinases (ERK) compared to unstimulated cells (p = 0.049 and p = 0.011, respectively). (AU)

Expression of CD44 in previously grafted alveolar bone / Expresión del marcador óseo CD44 en hueso alveolar previamente injertado

Objetive: To determine the expressions of the bone surface marker CD44 in samples of alveolar bone previously regenerated with allograft, xenograft, and mixed, using the technique of guided bone regeneration. Material and Methods: This exploratory study was approved by the institutional research and ethics committee. By means of intentional sampling and after obtaining informed consent for tissue donation, 20 samples of alveolar bone previously regenerated with guided bone regeneration therapy with particulate bone graft and membrane were taken during implant placement. The samples were stained with hematoxylin-eosin for histological analysis, and by immunohistochemistry for the detection of CD44. Results: Sections with hematoxylin-eosin showed bone tissue with the presence of osteoid matrix and mature bone matrix of usual appearance. Of the CD44+ samples, 80% were allograft and 20% xenograft. The samples with allograft-xenograft were negative. There were no differences in the intensity of CD44 expression between the positive samples. The marker was expressed in osteocytes, stromal cells, mononuclear infiltrate, and some histiocytes. Eighty percent of the CD44+ samples and 100% of the samples in which 60 or more cells were labelled corresponded to allografts (p=0.000). A total of 67% of the samples from the anterior sector, and 40% from the posterior sector were CD44+ (p=0.689). Conclusion: This study shows for the first time that guided bone regeneration using allografts is more efficient for the generation of mature bone determined by the expression of CD44, compared to the use of xenografts and mixed allograft-xenograft, regardless of the regenerated anatomical area.

Objetivo: Determinar la expresión del marcador de membrana óseo CD44 en muestras de hueso alveolar previamente regenerado con aloinjerto, xenoinjerto y mezcla mediante la técnica de regeneración ósea guiada. Material y Métodos: Con aval del Comité de Investigación y Ética, se realizó un estudio exploratorio. Por muestreo intencional y firma de consentimiento informado de donación, se tomaron durante la colocación del implante, 20 muestras de hueso alveolar previamente regenerado con terapia de regeneración ósea guiada con injerto óseo particulado y membrana. Las muestras fueron teñidas con hematoxilina-eosina para el análisis histológico y por inmunohistoquímica para la detección del CD44. Resultados: : Los cortes con hematoxilina-eosina mostraron tejido óseo con presencia de matriz osteoide y matriz ósea madura de aspecto usual. De las muestras CD44+, 80% fueron de aloinjerto y 20% de xenoinjerto. Las muestras con aloinjerto-xeoninjerto fueron negativas. No hubo diferencias en la intensidad de la expresión del CD44 entre las muestras positivas. El marcador se expresó en osteocitos, células estromales, infiltrado mononuclear y algunos histiocitos. El 80% de las muestras CD44+ y el 100% de las muestras con marcación de 60 o más células correspondían a aloinjertos (p=0,000). El 67% de las muestras del sector anterior y el 40% del sector posterior fueron CD44+ (p=0,689). Conclusión: Este estudio muestra por primera vez que la regeneración ósea guiada usando aloinjertos, es más eficiente para la generación de hueso maduro determinado por la expresión de CD44, comparado con el uso de xenoinjertos y mezcla de aloinjerto-xenoinjerto, independientemente del sector anatómico regenerado.

Osteocitos y la regulación de la formación ósea / Osteocytes and regulation of bone formation / Osteócitos e a regulação da formação óssea

Por muchos años los osteocitos han sido las células óseas "olvidadas" y consideradas espectadores inactivos enterrados en la matriz ósea. Hoy en día se sabe que los osteocitos detectan y responden a estímulos mecánicos y hormonales para coordinar tanto la resorción como la formación ósea. Actualmente se considera que los osteocitos proveen la mayoría de las moléculas que regulan la actividad de los osteoclastos y de los osteoblastos, como RANKL y esclerostina, ya que manipulaciones genéticas y famacológicas de cualquiera de estas dos moléculas afectan marcadamente la homeostasis ósea. Este artículo resume hallazgos recientes que delinean los mecanismos por los cuales los osteocitos regulan el número y actividad de los osteoblastos afectando de esta manera la formación ósea.

For many years, osteocytes have been the forgotten bone cells and considered as inactive spectators buried in the bone matrix. We now know that osteocytes detect and respond to mechanical and hormonal stimuli to coordinate bone resorption and bone formation. Osteocytes are currently considered a major source of molecules that regulate the activity of osteoclasts and osteoblasts, such as RANKL and sclerostin; and genetic and pharmacological manipulations of either molecule markedly affect bone homeostasis. This article summarizes recent findings demonstrating the mechanisms by which osteocytes regulate the number and activity of osteoblasts and thus affect bone formation.

Durante muitos anos, os osteócitos têm sido células ósseas "esquecidas" e consideradas como espectadores inativos enterrados na matriz óssea. Hoje sabemos que os osteócitos são capazes de detectar e responder a estímulos mecânicos e hormonais para coordenar tanto a reabsorção quanto a formação óssea. Os osteócitos são considerados atualmente como aquelesque fornecema maioria das moléculas que regulam a atividade dos osteoclastos e dos osteoblastos, tais como RANKL e a esclerostina,visto que manipulações genéticas e farmacológicas de qualquer uma destas moléculas afetam consideravelmente a homeostase óssea. Este artigo resume as recentes descobertas que demarcam os mecanismos pelos quais os osteócitos regulam o número e atividade dos osteoblastos, afetando assim a formação óssea.

Visión celular y molecular de la ortopedia funcional de los maxilares

Actualmente, los mecanismos biológicos que subyacen a la estimulación ortopédica funcional están en proceso de entendimiento; sin embargo, se sabe que el osteocito juega un rol esencial, al recibir y transformar dicho estímulo funcional hacia una señal bioquímica, lo que da como consecuencia la secreción de diversas moléculas. Estas se movilizan entre los osteocitos, gracias a su extensa red de uniones comunicantes, y llegan en última instancia a activar a las células efectoras del tejido óseo: osteoblastos y osteoclastos. El objetivo de la revisión es actualizar y compendiar algunos de los más importantes mecanismos celulares y moleculares subyacentes a la terapia ortopédica funcional de los maxilares.

Currently, the biological mechanisms underlying functional orthopedic stimulation are in process of understanding. However, it is known that osteocyte plays an essential role, to receive and process the functional stimulus to biochemical signals giving as result the secretion of various molecules. Such molecules are mobilized between the osteocytes, thanks to its extensive network of gap junctions, ultimately coming to activate effector cells of bone tissue: osteoblasts and osteoclasts. The aim of the review is to update some of the cellular and molecular mechanisms underlying functional orthopedic therapy of the maxillary.

Efecto osteoinductor del mineral trióxido agregado versus el cemento Portland tipo I sobre lesiones óseas mandibulares

Introducción: Estudio experimental donde se procuró determinar el efecto osteoinductor del mineral trióxido agregado (MTA) versus el cemento Portland tipo I sobre lesiones óseas mandibulares. Metodología: Se emplearon 12 conejos machos de la raza New Zealand de 3 meses de edad, los cuales fueron divididos en 4 grupos iguales. Todos los conejos fueron anestesiados utilizando pentobarbital sódico. Se procedió a la incisión en la piel mandibular para exponer el hueso sobre el que se realizó 3 cavidades de 3mm cada una. En una cavidad se colocó MTA, en otra cemento Portland y en la tercena ninguna pasta. Se procedió al sacrificio de los grupos experimentales a la 1era, 2da, 3era y 4ta semana respectiva y se evaluó las muestras obtenidas de las áreas quirúrgicas mediante conteo de osteocitos y osteoblastos. Resultados: Tanto el MTA como el cemento Portland poseen la misma capacidad osteoinductiva en la 1era, 2da y 3era semana (p>0,05). Sin embargo, en la 4ta semana el MTA tuvo mayor capacidad osteoinductora al estimular mayor número de osteoblastos que el cemento Portland (p=0,024). Conclusiones: El MTA y el cemento Portland tipo I mostraron similar efecto osteoinductor durante las 3 primeras semanas de evaluación. El MTA demostró mayor efecto osteoinductor durante la cuarta semana de valoración.

Introduction: An experimental study was carried out to determine the osteoinductive effect of Mineral Trioxide Aggregate (MTA) versus Portland Cement type I on mandibular bone lesions. Methodology: Twelve 3-month-old male New Zealand rabbits were divided into 4 equal groups. All rabbits were anesthetized using Pentobarbital. An incision of the mandibular skin was performed to expose the bone on which 3 cavities of 2mm each one were made. In one cavity MTA was placed, in another Portland Cement type I and the third remained empty. The experimental groups were sacrificed at the 1st, 2nd, 3rd and 4th respective weeks and evaluated histologically by counting osteocytes and osteoblasts. Results: Both MTA and Portland cement have the same osteoinductive capacity in the 1st, 2nd and 3rd week (0.05

Mini-implants and miniplates generate sub-absolute and absolute anchorage

The functional demand imposed on bone promotes changes in the spatial properties of osteocytes as well as in their extensions uniformly distributed throughout the mineralized surface. Once spatial deformation is established, osteocytes create the need for structural adaptations that result in bone formation and resorption that happen to meet the functional demands. The endosteum and the periosteum are the effectors responsible for stimulating adaptive osteocytes in the inner and outer surfaces.Changes in shape, volume and position of the jaws as a result of skeletal correction of the maxilla and mandible require anchorage to allow bone remodeling to redefine morphology, esthetics and function as a result of spatial deformation conducted by orthodontic appliances. Examining the degree of changes in shape, volume and structural relationship of areas where mini-implants and miniplates are placed allows us to classify mini-implants as devices of subabsolute anchorage and miniplates as devices of absolute anchorage.

Uma demanda funcional sobre o osso promove alterações na forma espacial da rede de osteócitos e seus prolongamentos, distribuídos uniformemente na estrutura mineralizada. A partir da deformação espacial captada, os osteócitos comandam a necessidade de adaptações estruturais, formando osso em novas áreas e reabsorvendo em outras, para que sejam atendidas as demandas funcionais. O endósteo e o periósteo são os verdadeiros efetores desses estímulos osteocíticos adaptativos, nas superfícies internas e externas. As alterações de forma, volume e posição dos ossos maxilares, nas correções esqueléticas da maxila e mandíbula, requerem uma ancoragem para que a remodelação óssea redefina a morfologia, a estética e as funções, a partir de deformações espaciais dirigidas por aparelhos. Verificar o grau de alterações na forma, volume e relações estruturais das áreas onde se fixaram os mini-implantes e as miniplacas poderá levar à classificação dos mini-implantes como dispositivos de ancoragem subabsoluta e as miniplacas, como de ancoragem absoluta.

Influencia de la variación de la presión de oxígeno ambiental en la formación ósea en cuyes nativos del nivel del mar / Influence of environmental oxygen pressure variation in sea level native guinea pigs bone formation

Introducción: La hipoxia caracteriza a los tejidos inicialmente injuriados; la variación en la disposición del oxígeno tisular en el proceso de reparación ósea determina la aparición de diversas moléculas implicadas en la sanación del tejido. Objetivos: Determinar si la variación de la presión de oxígeno ambiental influirá en la formación ósea posterior a una osteotomía en cuyes nativos del nivel del mar. Diseño: Experimental. Lugar: Facultad de Odontología de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Perú, e Instituto Veterinario de Investigaciones Tropicales y de Altura, Mantaro, Perú. Material biológico: Cuyes. Intervenciones: Se utilizó 5 grupos de 10 cuyes cada uno, uno sin inducción de osteotomía (grupo control) y cuatro grupos experimentales: mar 15 días y mar 30 días (expuestos a PO2 ambiental de 157 mmHg), altura 15 días y altura 30 días (expuestos a PO2 ambiental de 107 mmHg). Principales medidas de resultados: Conteo de osteocitos. Resultados: El grupo mar 15 días presentó menor número de osteocitos comparado con el grupo altura 15 días (63 180 vs. 80 310, p<0,05). A su vez, el grupo mar 30 días presentó también menor número de osteocitos comparado con el grupo altura 30 días (160 640 vs. 167 370, p<0,05). Conclusión: La menor presión de oxígeno ambiental favoreció una mayor formación ósea en cuyes nativos del nivel mar...

Introduction: Hypoxia characterizes initially injured tissue; variation in oxygen available determines the appearance of molecules involved in bone repair. Objectives: To determine if environmental oxygen pressure variation influences bone formation following osteotomy in sea level native guinea pigs. Design: Experimental. Setting: Faculty of Dentistry, Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima, Peru, and Tropical and High Altitude Research Veterinary Institute, Mantaro, Peru. Biological material: Guinea pigs. Interventions: Five groups of 10 guinea pigs each included one without osteotomy (control group) and four experimental groups: sea 15 days and sea 30 days (exposed to environmental PO2 157 mmHg), high altitude 15 days and high altitude 30 days (exposed to environmental PO2 107 mmHg). Main outcome measures: Osteocytes count. Results: The 15 days sea group had lower number of osteocytes compared with the 15 days high altitude group (63 180 vs. 80 310, p<0.05). The 30 days sea group had also lower number of osteocytes compared with the 30 days high altitude group (160 640 vs. 167 370, p<0.05). Conclusions: The lower environmental oxygen pressure favored higher bone formation in sea level native guinea pigs...

Osteócitos: sobre o papel central dessas células na biopatologia óssea / Osteocytes: on the central role of these cells in osseous pathobiology

Os alvos principais na compreensão da biopatologia óssea centravam-se nos osteoblastos e clastos, mas nos últimos anos têm se deslocado para os osteócitos — como mecanotransdutores do tecido ósseo, a partir da rede tridimensional, pelo entrelaçamento e contato de seus prolongamentos interligando uma célula a outras 20 a 40, tal qual uma rede neural. Pela mecanotransdução e a partir de mediadores como a esclerostina e o RANKL, os osteócitos podem influenciar na biopatologia óssea por interferirem na atividade dos osteoblastos e clastos. Quando necessário mais osso, os osteócitos liberam menos esclerostina; quando é necessário inibir a formação óssea, os osteócitos liberam mais esclerostina. O RANKL está ligado à osteoclastogênese local para que se tenha mais células capazes de reabsorver a matriz mineralizada. Algumas terapêuticas inovadoras das doenças ósseas metabólicas têm tido como alvo esses mediadores e os osteócitos. Estudar a presença e os efeitos específicos da esclerostina e do RANKL na osseointegração pode levar a um maior detalhamento de seus fenômenos biológicos.

The main targets for the comprehension of bone pathobiology were focused in osteoblasts and clasts, but in recent years it has shifted to the osteocytes — as mechanotransductors of the bone tissue, from the three-dimensional network, by interconnecting its extensions linking a cell to other 20 to 40, like a neural network. By mechanotransduction and from mediators as sclerostin and RANKL, the osteocytes may influence bone pathobiology by interfering with the activity of osteoblasts and clasts. When more bone is necessary, osteocytes release less sclerostin, when it is necessary to inhibit bone formation, osteocytes release more sclerostin. RANKLis connected to local osteoclastogenesis in order to have more cells capable of reabsorbing the mineralized matrix. New therapeutic ways of controlling the metabolic bone diseases have been targeted at these mediators. Studying the presence and the specific effects of sclerostin and RANKL in osseointegration can lead to greater detailing of their biological phenomena.

Os osteócitos são fundamentais na remodelação óssea? / The osteocystes are essential in bone remodeling?

Os osteócitos estão incluídos na matriz óssea mineralizada dentro de lacunas conhecidas como osteoplastos, com numerosos prolongamentos citoplasmáticos em dezenas de canalículos que intercomunicam-se, física e bioquimicamente, com as demais células nas superfícies das trabéculas e corticais. Pelos canalículos circulam numerosos mediadores liberados pelos osteócitos e assim participam do controle da remodelação óssea. Com sua rede canalicular e exuberante intercomunicação, tridimensionalmente controlam a forma e o volume ósseo, fazendo que o conjunto de osteócitos possa ser comparado a um órgão endócrino no metabolismo ósseo. Os osteócitos representam um atual alvo terapêutico no controle dos distúrbios ósseos metabólicos e na compreensão de fenômenos ósseos, que devem incluir a movimentação dentária, a Ortopedia Facial e as reabsorções radiculares.

Como a célula óssea reconhece o estímulo mecânico? / How do bone cells sense mechanical loading?

Sob a influência da gravidade, o tecido ósseo sofre maior ou menor deformação de acordo com a intensidade das atividades da vida diária. Sabe-se que as atividades que resultam em impacto são as que mais estimulam a osteogênese e assim reduzem a perda de massa óssea. Conhecer como as células ósseas reconhecem a deformação mecânica imposta ao osso e iniciam uma série de reações bioquímicas em cadeia é de fundamental importância para o desenvolvimento de práticas terapêuticas e preventivas na atividade ortopédica. Ainda há um longo caminho para o entendimento de todo esse processo, mas o conhecimento atual progrediu bastante e há pesquisas com finalidade terapêutica. O sinal mecânico para ser transformado em biológico (mecanotransdução) deve ser amplificado no nível celular pela estrutura histológica do tecido ósseo, gerando tensões em proteínas da membrana celular (integrinas) e alterando a estrutura espacial dessas proteínas. Essa alteração ativa ligações entre elas e o citoesqueleto, originando as adesões focais, locais onde proteínas citoplasmáticas são recrutadas para facilitar as reações bioquímicas. A quinase de adesão focal (FAK) é a principal delas, sendo autoativada após sofrer alteração estrutural pelas integrinas. A FAK ativada incita reações em cascata, resultando na ativação da ERK-1/2 e da Akt, proteínas que, junto com a FAK, regulam a produção da massa óssea. Acredita-se que o osteócito seja a célula óssea responsável por reconhecer o estímulo mecânico e transmiti-lo aos osteoblastos e osteoclastos. Canais iônicos e gap junctions são cogitados como meios de comunicação intercelular para a transmissão bioquímica do estímulo mecânico. Esses eventos ocorrem continuamente no tecido ósseo e regulam a remodelação óssea.

Influenced by gravidity, bone tissue experiences stronger or lighter deformation according to the strength of the activities of daily life. Activities resulting in impact are particularly known to stimulate osteogenesis, thus reducing bone mass loss. Knowing how bone cells recognize the mechanical deformation imposed to the bone and trigger a series of biochemical chain reactions is of crucial importance for the development of therapeutic and preventive practices in orthopaedic activity. There is still a long way to run until we can understand the whole process, but current knowledge has shown a strong progression, with researches being conducted focused on therapies. For a mechanical sign to be transformed into a biological one (mechanotransduction), it must be amplified at cell level by the histological structure of bone tissue, producing tensions in cell membrane proteins (integrins) and changing their spatial structure. Such change activates bindings between these and the cytoskeleton, producing focal adhesions, where cytoplasmatic proteins are recruited to enable easier biochemical reactions. Focal adhesion kinase (FAK) is the most important one being self-activated when its structure is changed by integrins. Activated FAK triggers a cascade of reactions, resulting in the activation of ERK-1/2 and Akt, which are proteins that, together with FAK, regulate the production of bone mass. Osteocytes are believed to be the mechanosensor cells of the bone and to transmit the mechanical deformation to osteoblasts and osteoclasts. Ionic channels and gap junctions are considered as intercellular communication means for biochemical transmission of a mechanical stimulus. These events occur continuously on bone tissue and regulate bone remodeling.