El proceso de remodelación del hueso es muy activo, en cada momento de la vida de una persona se están remodelando cerca de 15 a 20% de todo el esqueleto y en un período de 10 años se ha renovado la totalidad de los huesos por lo menos una vez. Este proceso es muy importante porque permite reparar el micro trauma que se produce en mayor ó menor cantidad dependiendo del uso cotidiano que se le da al sistema músculo esquelético. Se ha identificado que cuando se inhibe en forma muy marcada la remodelación , como ocurre con el empleo de dosis altas de bisfosfonatos (p. E. Clodronato) en estudios en animales de investigación , se presentaron fracturas múltiples con las actividades cotidianas normales de estos animales.  volumen del hueso renovado es igual en el individuo.  El balance de la remodelación (hueso removido vs. hueso repuesto) varía dependiendo del tipo de hueso así: es positivo en las superficies cortical y corticoendosteal, neutro en la región intracortical y positivo en la superficie subperióstica.

Los factores que determinan la velocidad de remodelación son genéticos, hormonales (aumentada por la PTH, las hormonas tiroideas, la hormona de crecimiento y disminuida por los estrógenos y la calcitonina ) y paracrinos. La remodelación es importante por que permite la renovación del tejido óseo y la reparación de microfracturas Pero si existe imbalance ocurre reducción de la masa ósea y es la causante de los estados osteopénicos y osteoporóticos.

En general, los fenómenos de reducción de la masa ósea están dados por:

- Adelgazamiento o desaparición de las trabéculas.
- Reducción del espesor de la cortical.
- Incremento de los espacios libres de hueso del tejido compacto. los dos últimos alteran el sostén porque afectan la arquitectura y la calidad óseas.

Habiendo revisado los procesos óseos mas importantes, debemos plantearnos las siguientes preguntas: ¿cómo funciona realmente el hueso?. ¿cómo  es la adaptación de los huesos a los estímulos ambientales?, y ¿ como integrar el medio ambiente, con los factores sistémicos  y locales?.  A partir de algunas observaciones se ha llegado a conclusiones interesantes, en primer lugar el caso de los astronautas, los cuales en los viajes espaciales al estar sometidos a un ambiente sin gravedad hacen pérdidas óseas severas, muy rápidamente, manteniendo niveles hormonales adecuados y con suficiente suplementación de calcio y otros nutrientes. 

En segundo lugar personas que permanecen inactivas por reposo prolongado en cama, y los pacientes con sección medular o en inmovilización , deterioran en forma acelerada e intensa su densidad y estructura óseas; y la observación de personas que desarrollan actividades físicas intensas presentan huesos mas densos y resistentes . De esto se destaca el papel relevante de el estímulo mecánico sobre el hueso, considerándose  fundamental para la formación de un estructura ósea resistente y de calidad para soportar el estrés diario y de esta manera evitar fracturas.

El hueso está completamente integrado al medio ambiente por un sistema conocido como el mecanostato, que funciona de acuerdo al grado de deformación del hueso ante los distintos estímulos mecánicos

 Los huesos sobrellevan formas combinadas de deformación:
-Acizallamiento, torsión, flexión, compresión, extensión.

Sí colocamos el hueso en riesgo de fractura (por carga o por trauma), entran en juego tres factores:
1. La carga o el trauma que resultan en la participación de amortiguadores anatómicos (tejidos blandos) y, fisiológicos (reflejos y coordinación neuromuscular).

2. El papel del hueso como palanca, viga, columna, ante la fuerza que lo deformará; La biomecánica ósea dinámica estudia el grado de deformación que se produciría según los vectores actuantes.

3. El hueso como cuerpo sólido resistente en reposo: La biomecánica ósea estática, estudia la resistencia ósea, a diferentes fuerzas deformantes, en reposo, según las características físicas del mismo. Determina el sufrimiento del hueso dependiendo del grado de deformación y si llegará o no a fractura.

Gracias a su estructura los huesos poseen propiedades elementales:
" Rigidez: Resistencia a la deformación  (resistencia: energía tensional total almacenada en el punto de falla)

" Elasticidad: Capacidad de absorber energía en forma reversible (energía recobrada).

" Tenacidad: Resistencia a la fractura.

La rigidez depende de la rigidez intrínseca del material y de la arquitectura. Se estima por el producto entre el módulo de elasticidad (indicado por la rigidez del tejido) y la eficiencia arquitectónica de la estructura (evaluada por el momento de inercia).

Es necesario conocer ciertas definiciones, para continuar con el tema:
- Módulo de elasticidad: Expresa la resistencia del material óseo a la deformación, independiente de forma y dimensiones y, dependiendo de la anisotropía.

- Momento: Término que se usa para abreviar momento de un vector respecto de un punto  y, que se define, sí el vector v, está aplicado en el punto B y, el punto respecto al cual se busca su momento es A, como el producto vectorial de v por el vector que va de A a B.

- Momento de inercia: Valora la eficiencia mecánica de la distribución espacial del material óseo en la sección transversal de un hueso largo, relacionándolo con un eje de flexión o torsión determinado, tomando siempre el mismo como referencia.

Otro concepto que debe ser manejado es que a mayor periferización del material con respecto al eje, mayor resistencia a la deformación ósea:

1. Cuando aumenta el diámetro externo (eD), aumenta el área cortical (A) y la relación pared luz (WRL) se conserva igual, el momento de inercia a la flexión (Ix) aumenta: hay más masa cortical y mayor depósito periférico).
2. Sí aumenta la cavidad central, eD es igual, A disminuye, WLR disminuye, entonces Ix disminuye: hay menor masa cortical con periferización conservada.
3. Aumento de eD, A igual, WLR igual, entonces Ix aumenta. Pues hay igual masa cortical y la misma periferización.
4. A la rotación de 90º al hueso, sin cambiar el eje, aumenta Ix por aumento de la periferización con respecto al eje.

Mecanostato

Los huesos autocontrolan su rigidez por medio de un feedback conocido como mecanostato.

La deformación del tejido es el estímulo a receptores de las células óseas, que liberan factores al medio, determinando el aumento o la disminución de tejido. Tiende a optimizar la arquitectura ósea para adecuar la rigidez del hueso integrado, dependiendo de la historia de deformación a que cada región del hueso es sometida (sí es rígido se flexibiliza y viceversa; se tiende a optimizar la arquitectura ósea para adecuar la rigidez del órgano de modo que la eventual deformación frente a cargas similares en el futuro continúe, o bien, se coloque debajo de un valor crítico que determina la producción de microfracturas en el seno del tejido).

El mecanismo resulta en permanente cambio de la calidad mecánica del tejido y/o en la eficiencia arquitectónica del diseño espacial de la estructura ósea (mejora o reduce su área seccional o su momento de inercia).
Factores determinantes de las propiedades mecánicas del hueso son:

" Calidad mecánica de sustancia intracelular amorfa y de las fibras colágenas.
" Entramado espacial de las fibras colágenas.
" Entramado espacial de las fibras colágenas.
" Cristalización de las fibras.
" Densidad mineral del tejido.
" Eficiencia de los procesos reparatorios de microfracturas.
" Porosidad del tejido.

Determinantes de la calidad arquitectónica del diseño óseo:

" Area de sección del hueso.
" Fracción de área de tejido óseo dentro de la sección del hueso.
" Eficiencia de la arquitectura (distribución cortical Vs. fuerza),
" Continuidad estructural de la trama trabecular.
" Proporción de estructuras trabeculares mecánicamente efectivas en relación con la fuerza deformante.

PAPEL DE LAS  SEÑALES BIOFISICAS EN LA REGULACION DE LA ACTIVIDAD Y DIFERENCIACION DE LA CELULA OSEA ¨MECANOTRANSDUCCION¨

El estímulo mecánico ocasiona una deformación del hueso, la cual es captada e interpretada por las células óseas, éstas se defienden promoviendo la mejoría de la rigidez intrínseca del material y una readecuación estructural modificando la orientación de las trabéculas, el grosor de las mismas o la reubicación del material óseo en el hueso cortical, localizándolo mas periféricamente, lo cual le confiere mayor resistencia ante los distintos estímulos y necesidades mecánicas del uso cotidiano.  Entendido el concepto del mecanostato, donde podremos ubicarlo?.  Ya hemos visto y comprendido como las células óseas participan  en el proceso  de remodelación, osteoclastos en la activación y en la resorción, los osteoblastos en la formación, ¿ pero que hacen la osteocitos y las células de revestimiento?.

Los osteocitos son las células mas abundantes del hueso, derivados de la línea osteoblástica, se encuentran embebidas dentro de la matriz ósea mineralizada, y están interconectadas entre sí y con osteoblastos, mediante prolongaciones celulares (de 0. 15 - 0.20 micras de diámetro y 30 a 40 micras de longitud) conectadas por medio de uniones qap, ubicadas dentro de unos canalículos también de matriz ósea, están recubiertas por un líquido llamado fluido periosteocítico, cuya composición es similar a la del plasma, pues su comportamiento físico responde a la ley de Starling. La  estructura osteocítica además de su composición química depende de la fibras de proteoglicanos (Ac.Siálico) entrecruzadas y dispuestas en tres dimensiones dejando espacios entre si de siete micras, los cuales  dejan pasar a la molécula de albúmina ( segundo componente químico importante).