Traumatología y ortopedia
Generalidades
Enrique Gómez Barrena (coordinador)
José Cordero Ampuero (vocal editorial SECOT)
ERRNVPHGLFRVRUJ
Avda. Josep Tarradellas, 20-30, 1.º, 08029, Barcelona, España
Traumatología y ortopedia. Generalidades, 1.ª ed., de Enrique Gómez Barrena
© 2020 Sociedad Española de Cirugía Ortopédica y Traumatología (SECOT)
© 2020 Editado y distribuido por Elsevier España, S.L.U.
ISBN: 978-84-9113-157-1
eISBN: 978-84-9113-587-6
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La medicina es un área en constante evolución. Aunque deben seguirse unas precauciones de seguridad
estándar, a medida que aumenten nuestros conocimientos gracias a la investigación básica y clínica
habrá que introducir cambios en los tratamientos y en los fármacos. En consecuencia, se recomienda
a los lectores que analicen los últimos datos aportados por los fabricantes sobre cada fármaco para
comprobar la dosis recomendada, la vía y la duración de la administración, y las contraindicaciones.
Es responsabilidad ineludible del médico determinar la dosis y el tratamiento más indicados para
cada paciente en función de su experiencia y del conocimiento de cada caso concreto. Ni los editores
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Impreso en Polonia
Índice de capítulos
Título
12 Fisiopatología articular: cartílago y sinovial 123
Presentación VII
Prólogo IX
Colaboradores XI
Javier García Coiradas, Fernando Marco Martínez
13 Patrón del crecimiento humano 134
Parte I Principios generales
1 Evolución de la cirugía ortopédica:
de la prehistoria a las células madre
Juan Carlos Abril, Ana Ramírez Barragán,
Gabriel Á. Martos Moreno
3
Luis Ferrández Portal
Norma Padilla Eguiluz, Enrique Gómez Barrena
15 Biomecánica del aparato locomotor 150
Luis Fernando Llanos Alcázar
3 Cirugía ortopédica y traumatología
21
28
Enrique Guerado Parra, Gabriela Guerado Romero,
Gema Guerado Romero
5 Métodos de investigación clínicos
en cirugía ortopédica y traumatología 40
Francisco Forriol Campos
6 Evaluación de los resultados comunicados
por el paciente 51
José Sueiro Fernández, Ana Torres Pérez
17 Epifisiolisis y fracturas en los niños 178
Pedro González Herranz, Miguel Castro Torre,
M.ª de los Llanos Rodríguez, Natalia Penelas
en cirugía ortopédica y traumatología 192
José Antonio Villalba Tejero,
Alberto Damián Delga do Martínez
19 Fragilidad y metabolismo óseos 203
José R. Caeiro Rey, Íñigo Etxebarría Foronda,
Manuel Mesa Ramos
20 Displasias óseas 217
7 Bases de biología celular y molecular
en cirugía ortopédica y traumatología 64
Amalia Lamana Domínguez, Arancha Rodríguez de Gortázar,
Marta Martín Millán, Santos Castañeda Sanz
8 Bases de genética en cirugía ortopédica
86
Estrella Borrego Paredes, Francisco Javier Downey Carmona,
David Farrington Rueda
21 Necrosis óseas 224
Ana Cruz Pardos
22 Traumatismos articulares: contusiones,
Sonia Vidal Rodríguez
esguinces y luxaciones 235
9 Fisiopatología ósea 101
Pablo Hernández Esteban
Pedro Carpintero Benítez
10 Bases fisiopatológicas de la respuesta sistémica
110
Josep Maria Muñoz Vives
11 Interacción implante-huésped 118
Eduardo García Rey
Luis López-Durán Stern
18 Otras complicaciones locorregionales
Parte II Ciencia básica de aplicación
en cirugía ortopédica y traumatología
al traumatismo grave
16 Fracturas abiertas y cerradas: clasificaciones,
etiopatogenia, diagnóstico y tratamiento
general 161
4 Gestión clínica en cirugía ortopédica
y traumatología
Parte III Patología general
Ricardo Larraínzar Garijo, Fernando Corella Montoya,
Olivier Marín-Peña, Raúl García Bógalo,
José María Martínez Gómiz
y traumatología
locomotor: músculos, ligamentos, tendones
y meniscos 141
Rafael Ballesteros Massó
2 Bases de epidemiología 10
basada en la evidencia
14 Fisiopatología de tejidos blandos del aparato
23 Inestabilidad articular 245
Gonzalo Samitier Solís, Alfonso Prada Cañizares,
David Gómez Garrido
24 Artropatías degenerativas, inflamatorias
y neuropáticas
255
Otto Olivas, Emilio Calvo
V
ERRNVPHGLFRVRUJ
VI
Índice de capítulos
25 Manejo ortopédico de la hemofilia 262
38 Bases de rehabilitación del aparato
locomotor 398
‑
Emérito Carlos Rodríguez Merchán
Hortensia de la Corte Rodríguez, Juan Manuel Román Belmonte
26 Lesiones traumáticas musculares
39 Asistencia inicial al politraumatizado 409
268
‑
Francisco Chana Rodríguez,
Julio de las Heras Sánchez Heredero, Javier Vaquero Martín
27 Lesiones inflamatorias de partes blandas
(tendones, vainas tendinosas y bolsas serosas)
y quistes sinoviales 282
Pedro J. Delgado Serrano, Carmen Barreiro Pensado,
Francisco Forriol Campos
bases generales
Daniel Pérez Prieto, M.ª Eugenia Portillo Bordonabe,
Lluís Puig Verdié
‑
43 Implantes en cirugía ortopédica
Eduardo Ortiz Cruz, Manuel Peleteiro Pensado,
Irene Barrientos Ruiz
y traumatología
44 Amputaciones y preservación de miembros
Luis Rafael Ramos Pascua, Andrés Díaz Martín,
Javier López Goenaga, María Ángela Mellado Romero,
Paula Casas Ramos
en cirugía ortopédica y traumatología 450
Manuel Peleteiro Pensado, Eduardo Ortiz Cruz,
Irene Barrientos Ruiz
de decisiones
toma
la
45 Medicina regenerativa en cirugía ortopédica
333
y traumatología
Pedro Caba Doussoux
Carlos Olaya González
35 Métodos, indicaciones y complicaciones
de tratamiento conservador o quirúrgico 366
Cristina Ojeda Thies, Alberto Damián Delgado Martínez
36 Manejo perioperatorio en cirugía ortopédica
‑
Hanna Pérez Chrzanowska, Miguel Ortega Andreu
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picos
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a
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r
bo
José Ángel Santos Sánchez, Luis Rafael Ramos Pascua
ortopédica 390
ó
io
o
del miemb
46.3 A
34 Pruebas complementarias de imagen 355
37 Anestesia y ahorro de sangre en cirugía
y r r
Enrique Guerado Parra, María Luisa Bertrand García
gicos
Esther Carbó Laso, Javier Vaquero Martín
qu rúr
r r 484
i
347
Felícito García Álvarez García
pe
o
r
r
bo
46.2 A
33 Historia clínica: anamnesis y exploración
y traumatología 378
u
Gloria Talavera Buedo, Jorge de las Heras Soto,
Samuel Antuña Antuña, Juan de la Cerda Sánchez,
Raúl Barco Laakso, David Durán Manrique
Parte IV Técnicas y métodos
física
qu rúr
r r 468
i
r
r
del miemb
342
io
46.1 A
bo
toma
del miembro superior, el miembro inferior
y el raquis 468
dajes
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c
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en la
lesiones
las
de
mpacto
de decisiones
abdominales
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46 Abordajes quirúrgicos y artroscópicos
s
336
ñ
da
del
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cont
de
ategias
st
r
Ismael Auñon Martín
32.3 I
461
Enrique Gómez Barrena
dajes
gicas
i
de
n
alo
aci
32 Enfermedad traumática grave 333
r
445
Eduardo García Rey
31 Tumores de partes blandas 324
32.2 E
435
José Sueiro Fernández, Juan José Ballester Alfaro,
Mariano Fernández Fairen
30 Tumores óseos primarios frecuentes 312
ó
421
Eduardo Ortiz Cruz, Manuel Peleteiro Pensado,
Irene Barrientos Ruiz
42 Biomateriales y sustitutos óseos:
29 Infección protésica 307
r
de los tumores en el aparato locomotor
Daniel Moya Guijarro, Darío Rodrigo Guizado Elme,
Homero Valencia García, Javier Martínez Martín
Pablo Corona Pérez-Cardona
qu rúr
40 Orientación diagnóstica y terapéutica
41 Injertos y bancos de tejidos 429
28 Infección aguda y crónica 292
32.1 V
José Antonio Rodríguez Yuste, Miguel García Cancho,
Juan Antonio Constantino Cabrera
infe
y tendinosas
Sergi Alabau Rodríguez, Gemma Vila Canet,
Enric Cáceres Palou
47 Técnicas quirúrgicas en partes blandas 540
Angel Masferrer Pino, Marta Vecino López,
Joan Carles Monllau Garcia
48 Bases del tratamiento del dolor en cirugía
ortopédica y traumatología 551
Ignacio Aguado Maestro,
Alberto Damián Delgado Martínez
Índice alfabético
ERRNVPHGLFRVRUJ
561
Presentación
Valgan estas líneas para presentar una nueva y actual versión
del Tratado SECOT de cirugía ortopédica y traumatología en
esta ya su tercera ocasión. Frente a obras tan ambiciosas, es
lícito plantearse dudas al comienzo: su utilidad en los tiempos
de la necesidad instantánea de información, su formato cuando
todo cabe en un móvil o su coste en términos de esfuerzo por
parte de autores, de editores y de nuestro colaborador. Para
estas preguntas existen, por supuesto, diferentes respuestas,
pero la Junta de la SECOT que tuve el honor de presidir en el
período 2016-2018 respondió positivamente con el entusiasmo
de un proyecto que ha marcado ya a muchos de nuestros socios
en anteriores ocasiones. A unos, permitiéndoles expresar su
concepto de nuestra especialidad de una forma libre y clara; a
otros muchos, utilizándolo como referencia autorizada tanto
para el estudio como para dirimir cuestiones de opinión que
surgen en numerosas facetas de nuestro quehacer profesional
diario. Una vez tomada la iniciativa, quedaba por decidir la
dimensión de la obra y pronto quedó claro que, tal como sucedió en la ocasión anterior, debía producirse un incremento
en contenido, en paralelo con el rápido desarrollo de nuestra
especialidad y sus áreas de conocimiento específico. Parece,
pues, lógica la división en diferentes tomos, dedicados a «Generalidades», «Miembro superior», «Miembro inferior y raquis» y «Pediatría».
Desde luego, una iniciativa de esta envergadura no se aborda en dos años y su arranque implica no solo el esfuerzo final
de la elaboración del manuscrito, sino hacer creer en ella a
todos los actores implicados, incluyendo tanto a nuestra Socie-
dad como a la empresa editora y a nuestro colaborador. Vaya
por delante que en todos los casos nos encontramos con facilidades y apoyo. Tal y como ocurre con obras de alcance similar,
debemos contemplar el trabajo como un continuo en el que la
actualización comienza inmediatamente después de completada, a manera del puente sometido a la inclemencia del tiempo
y que debe repintarse constantemente. Así debe seguir ocurriendo con nuestro Tratado en el futuro.
Es por todo ello que ve la luz el primero de los cuatro tomos
del nuevo Tratado SECOT, dedicado a los conceptos básicos de
nuestra disciplina. Me alegro de haber decidido empezar con el
hueso duro por muchas razones, que van desde superar el obstáculo de que muchos compañeros dediquen esfuerzo a escribir
sobre aspectos alejados de su práctica diaria hasta el hecho de
que la edición del siguiente tomo parezca mucho más ágil. Pero
entre estas dos razones se encuentra el principio de que es el
conocimiento de estos fundamentos el que aporta valor añadido
tanto a la obra como a nuestro ejercicio profesional.
No me queda ya más que agradecer a todos los que han
contribuido al desarrollo inicial de este nuevo Tratado. Dar
nombres siempre implica riesgo de equivocarse y no quiero
hacerlo en esta última expresión del período que presidí. Todos
los autores y editores saben que esta obra es suya y de nadie
más. El resto somos meras herramientas que coyunturalmente
servimos a nuestra SECOT.
Fernando Marco Martínez
Presidente de la SECOT, 2016-2018
VII
ERRNVPHGLFRVRUJ
Prólogo
La edición de un libro es una tarea por momentos inacabable,
tanto más si es un tratado que intenta digerir para el estudioso
una parte del creciente conocimiento. Sin embargo, el esfuerzo
de síntesis e interpretación no deja tras de sí un conocimiento
volátil, como tanta información que pasa por nuestras manos
todos los días, sino que frecuentemente consigue definir las
bases del edificio de la educación.
Esta visión nos ha animado en la preparación del primer
tomo del Tratado SECOT de cirugía ortopédica y traumatología. La especialidad de cirugía ortopédica y traumatología se
torna inabarcable en nuestros días. El dinamismo de sus ramas
obliga a la dedicación preferente de muchos de nosotros a un
área cada vez más restringida de la especialidad, mientras que
nuestra visión global como especialistas quirúrgicos del aparato locomotor sigue siendo esencial, tanto en la formación como
en gran parte de nuestra labor asistencial. El que pierde las
bases corre el riesgo de perder el concepto general de nuestra
especialidad y de nuestro paciente y, en definitiva, de quedar a
un lado de la corriente que nos mantiene unidos y útiles en una
especialidad cada vez más versátil.
Por ello, un tratado de la especialidad actual debe comenzar
por las bases comunes de la patología quirúrgica osteoarticular,
tal como se comprenden hoy. Y la actual interpretación del
conocimiento disponible nos afianza en nuestra práctica clínica, a la vez que nos prepara para el desarrollo futuro. Nuevas
soluciones, mejores diagnósticos y tratamientos más efectivos
se gestan en el conocimiento básico que a veces tendemos a
soslayar. Pero no comprenderemos el progreso en nuestra especialidad, tantas veces dependiente del progreso de muchas
ciencias afines, si no interpretamos adecuadamente las claves.
Hacia estas claves, hacia esta interpretación del conocimiento
básico necesario para progresar en nuestra especialidad, es hacia donde se dirige este primer tomo del Tratado SECOT. La
magna obra que esperamos que siga adelante atenderá con detalle a técnicas y protocolos, pero mi recomendación es revisar
primero el conocimiento básico que sirve a la mejor comprensión de nuestra especialidad, tanto para el que se está formando
como para el que quiere actualizar su visión.
No me queda sino agradecer los esfuerzos que han hecho
todos los autores y que ha hecho nuestra Sociedad Española
de Cirugía Ortopédica y Traumatología (SECOT) para llevar
a los socios y a todos los interesados este primer tomo del
Tratado SECOT que tiene en sus manos. Aquí encontrará una
selección de temas generales que hemos creído representativos del conocimiento básico disponible. A este conocimiento
se añadirán nuevas nociones, pero quede tranquilo el lector:
el conocimiento no caducará, sino que se complementará con
otras aportaciones y visiones, como nuevos ladrillos en el muro cada vez más sólido de nuestra educación como especialistas.
Enrique Gómez Barrena
IX
ERRNVPHGLFRVRUJ
Colaboradores
Título
Juan Carlos Abril Martín
Carmen Barreiro Pensado
Jefe de Servicio
Servicio de Ortopedia Infantil
Hospital Infantil Universitario Niño Jesús
Madrid, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario HM Montepríncipe
Boadilla del Monte, Madrid, España
Ignacio Aguado Maestro
Irene Barrientos Ruiz
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario de Río Hortega
Valladolid, España
Especialista
Servicios de Cirugía Ortopédica Oncológica, y Cirugía
Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Sergi Alabau Rodríguez
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
ICATME: Hospital Universitario Dexeus
Barcelona, España
Samuel Antuña Antuña
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Ismael Auñon Martín
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario 12 de Octubre
Madrid, España
Juan José Ballester Alfaro
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario de Puerto Real
Cádiz, España
Rafael Ballesteros Massó
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario de Fuenlabrada
Fuenlabrada, Madrid, España
M.ª Luisa Bertrand García
Jefe de Unidad
Unidad de Gestión Clínica de Cirugía Ortopédica
y Traumatología
Hospital Universitario Costa del Sol
Marbella, Málaga, España
Estrella Borrego Paredes
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital de Écija
Écija, Sevilla, España
Pedro Caba Doussoux
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario 12 de Octubre
Madrid, España
Enric Cáceres Palou
Catedrático
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Facultad de Medicina
Universitat Autònoma de Barcelona
Barcelona, España
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
ICATME: Hospital Universitario Dexeus
Barcelona, España
Raúl Barco Laakso
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
XI
ERRNVPHGLFRVRUJ
XII
Colaboradores
José R. Caeiro Rey
Juan Antonio Constantino Cabrera
Jefe de Servicio
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Complejo Hospitalario Universitario de Santiago
de Compostela
Santiago de Compostela, La Coruña, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Complejo Hospitalario Universitario Infanta Cristina
Badajoz, España
Fernando Corella Montoya
Emilio Calvo Crespo
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Infanta Leonor
Madrid, España
Jefe de Servicio
Servicio de Reumatología
Fundación Jiménez Díaz
Madrid, España
Pablo S. Coron Pérez-Cardona
Esther Carbó Laso
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario Vall d’Hebron
Barcelona, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital General Universitario Gregorio Marañón
Madrid, España
Hortensia de la Corte Rodríguez
Pedro Carpintero Benítez
Especialista
Servicio de Medicina Física y Rehabilitación
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario Reina Sofía
Córdoba, España
Ana Cruz Pardos
Paula Casas Ramos
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica. Unidad de Cadera
IdiPAZ-Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario de León
León, España
Alberto D. Delgado Martínez
Santos Castañeda Millán
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Complejo Hospitalario de Jaén
Jaén, España
Jefe de Unidad
Unidad de Reumatología
Hospital Universitario de La Princesa
Madrid, España
Pedro J. Delgado Serrano
Miguel Castro Torre
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología Infantil
Hospital Teresa Herrera-Complexo Hospitalario
Universitario A Coruña
La Coruña, España
Juan de la Cerda Sánchez
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Francisco Chana Rodríguez
Jefe de Servicio
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario HM Montepríncipe
Boadilla del Monte, Madrid, España
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía de la Mano y Microcirugía
Hospital Universitario HM Montepríncipe
Boadilla del Monte, Madrid, España
Andrés Díaz Martín
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario 12 de Octubre
Madrid, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital General Universitario Gregorio Marañón
Madrid, España
ERRNVPHGLFRVRUJ
XIII
Colaboradores
Francisco Javier Downey Carmona
Miguel García Cancho
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología Infantil
Hospital Virgen del Rocío
Sevilla, España
Residente
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Complejo Hospitalario Universitario Infanta Cristina
Badajoz, España
David Durán Manrique
Javier García Coiradas
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Clínico San Carlos
Madrid, España
Íñigo Etxebarría Foronda
Eduardo García Rey
Jefe de Servicio
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Alto Deba
Arrasate-Mondragón, Guipúzcoa, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
IdiPAZ-Hospital La Paz
Madrid, España
David Farrington Rueda
Enrique Gómez Barrena
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología Infantil
Hospital Virgen del Rocío
Sevilla, España
Catedrático
Departamento de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Facultad de Medicina
Universidad Autónoma de Madrid
Madrid, España
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
IdiPAZ-Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Mariano Fernández-Fairen
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Instituto de Cirugía Ortopédica y Traumatología de Barcelona
Barcelona, España
David Gómez Garrido
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología infantil
Hospital General de Villalba
Villalba, Madrid, España
Luis Ferrández Portal
Catedrático emérito
Facultad de Medicina
Universidad Complutense de Madrid
Madrid, España
Pedro González Herranz
Francisco Forriol Campos
Catedrático
Departamento de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Facultad de Medicina
Universidad San Pablo CEU
Boadilla del Monte, Madrid, España
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología infantil
Hospital Teresa Herrera-Complexo Hospitalario
Universitario A Coruña
La Coruña, España
Enrique Guerado Parra
Felicito García-Álvarez García
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Clínico Universitario Lozano Blesa
Zaragoza, España
Raúl García Bógalo
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Infanta Leonor
Madrid, España
Catedrático
Departamento de Ortopedia y Traumatología
Universidad de Málaga
Málaga, España
Director
Unidad de Gestión Clínica de Cirugía Ortopédica,
Traumatología y Rehabilitación
Hospital Universitario Costa del Sol
Marbella, Málaga, España
ERRNVPHGLFRVRUJ
XIV
Colaboradores
Gabriela Guerado Romero
Luis López-Durán Stern
Máster en Ingeniería
Grand École d’Ingénieurs. Paris Polytech. UPMC. Paris VI
París, Francia
Máster en Proyectos e Innovación
Université Paris I. Panthéon. Sorbonne
París, Francia
Exjefe vinculado
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Clínico San Carlos
Madrid, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario 12 de Octubre
Madrid, España
Gema Guerado Romero
Máster en Economía Internacional y en Comercio
Internacional
Université Paris I. Panthéon. Sorbonne
París, Francia
Fernando Marco Martínez
Jefe de Servicio
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Clínico San Carlos
Madrid, España
Darío Rodrigo Guizado Elme
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Complejo Hospitalario de Toledo
Toledo, España
Oliver Marín Peña
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Infanta Leonor
Madrid, España
Julio de las Heras Sánchez-Heredero
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital General Universitario Gregorio Marañón
Madrid, España
Marta Martín Millán
Especialista
Servicio de Medicina Interna
Hospital Universitario Marqués de Valdecilla
Santander, Cantabria, España
Jorge de las Heras Soto
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Javier Martínez Martín
Pablo Hernández Esteban
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología Infantil
Hospital Universitario Santa Cristina
Madrid, España
Amalia Lamana Domínguez
Postdoctoral Fellow
Laboratorio de Reumatología
Hospital Universitario de La Princesa
Madrid, España
Ricardo Larraínzar Garijo
Jefe de Servicio
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Infanta Leonor
Madrid, España
Luis Fernando Llanos Alcázar
Javier López Goenaga
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario Fundación Alcorcón
Alcorcón, Madrid, España
Gabriel Ángel Martos Moreno
Especialista
Servicio de Endocrinología
Hospital Infantil Universitario Niño Jesús
Madrid, España
Investigador
CIBER Fisiopatología de la Obesidad y Nutrición. Instituto
de Salud Carlos III
Madrid, España
Ángel Masferrer Pino
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
ICATME: Hospital Universitario Dexeus
Barcelona, España
Profesor titular
Departamento de Cirugía
Facultad de Medicina
Universidad Complutense de Madrid
Madrid, España
ERRNVPHGLFRVRUJ
XV
Colaboradores
María Ángela Mellado Romero
Eduardo Ortiz Cruz
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario 12 de Octubre
Madrid, España
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica Oncológica
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Manuel Mesa Ramos
Norma Padilla Eguiluz
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Valle de los Pedroches
Pozoblanco, Córdoba, España
Investigadora
IdiPAZ-Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Joan Carles Monllau García
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica Oncológica
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
ICATME: Hospital Universitario Dexeus
Barcelona, España
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Parc de Salut Mar
Barcelona, España
Daniel Moya Guijarro
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario Fundación Alcorcón
Alcorcón, Madrid, España
Josep María Muñoz Vives
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Nostra Senyora de Meritxell
Escaldes, Andorra
Cristina Ojeda Thies
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario 12 de Octubre
Madrid, España
Carlos Olaya González
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario 12 de Octubre
Madrid, España
Otto Olivas Vergara
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Fundación Jiménez Díaz
Madrid, España
Miguel Ortega Andreu
Manuel Peleteiro Pensado
Natalia Penelas Abelleira
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología Infantil
Hospital Teresa Herrera-Complexo Hospitalario
Universitario A Coruña
La Coruña, España
Hanna Pérez Chrzanowska
Especialista
Servicio de Anestesia y Reanimación
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Daniel Pérez Prieto
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital del Mar
Barcelona, España
María Eugenia Portillo Bordonabe
Investigadora
Servicio de Microbiología Clínica
Hospital Universitario de Navarra
Pamplona, Navarra, España
Alfonso Prada Cañizares
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología Infantil
Hospital General de Villalba
Villalba, Madrid, España
Lluís Puig Verdié
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital del Mar
Barcelona, España
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
ERRNVPHGLFRVRUJ
XVI
Colaboradores
Ana Ramírez Barragán
José Sueiro Fernández
Especialista
Servicio de Ortopedia
Hospital Infantil Universitario Niño Jesús
Madrid, España
Director
Departamento de Cirugía
Facultad de Medicina
Hospital Universitario de Puerto Real
Cádiz, España
Luis Rafael Ramos Pascua
Gloria Talavera Buedo
Jefe de Servicio
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario 12 de Octubre
Madrid, España
Residente
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Arancha Rodríguez de Gortázar
Profesora adjunta
Departamento de Ciencias Médicas Básicas
Facultad de Medicina
Universidad San Pablo CEU
Madrid, España
Ana Torres Pérez
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Complejo Hospitalario Universitario Santa Lucía
Cartagena, Murcia, España
Emérito Carlos Rodríguez-Merchán
Homero Valencia García
Jefe de Unidad
Unidad de Cirugía Ortopédica y Traumatología
IdiPAZ-Hospital Universitario La Paz
Madrid, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital Universitario Fundación Alcorcón
Alcorcón, Madrid, España
María de los Llanos Rodríguez Rodríguez
Javier Vaquero Martín
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología Infantil
Hospital Teresa Herrera-Complexo Hospitalario
Universitario A Coruña
La Coruña, España
Jefe de Servicio
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital General Universitario Gregorio Marañón
Madrid, España
Marta Vecino López
José Antonio Rodríguez Yuste
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Complejo Hospitalario Universitario Infanta Cristina
Badajoz, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Hospital General de Villalba
Villalba, Madrid, España
Sonia Vidal Rodríguez
Juan Manuel Román Belmonte
Especialista
Servicio de Medicina Física y Rehabilitación
Hospital Cruz Roja
Madrid, España
Coordinadora
Unidad Investigación Biomédica y Clínica
Hospital Monográfico de Traumatología, Cirugía Ortopédica
y Rehabilitación, ASEPEYO
Coslada, Madrid, España
Gonzalo Samitier Solís
Gemma Vila Canet
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología Infantil
Hospital General de Villalba
Villalba, Madrid, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
ICATME: Hospital Universitario Dexeus
Barcelona, España
José Ángel Santos Sánchez
José Antonio Villalba Tejero
Especialista
Servicio de Radiodiagnóstico
Hospital Universitario de Salamanca
Salamanca, España
Especialista
Servicio de Cirugía Ortopédica y Traumatología
Complejo Hospitalario de Jaén
Jaén, España
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Capítulo 1
Evolución de la cirugía ortopédica:
de la prehistoria a las células madre
Luis Ferrández Portal
Introducc ón
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Conviene que antes de entrar de lleno, y de una manera concreta, en cómo se han desarrollado cronológicamente los acontecimientos que han marcado la evolución de nuestra especialidad,
consideremos cómo ha sido el desarrollo de la ciencia en general durante los últimos años. De esta forma, comprenderemos
mejor las diferentes etapas de este desarrollo y lo que en cada
una de ellas se ha conseguido.
Durante la segunda mitad del siglo xx, hemos sido testigos
de cambios y avances extraordinarios en el campo de las ciencias, pudiendo decir que 150 años de ciencia han resultado más
explosivos que 5.000 años de cultura precientífica. Más de los
dos tercios de todos los descubrimientos científicos han tenido
lugar después de la Segunda Guerra Mundial. A comienzos del
siglo xx, el horizonte intelectual del hombre se vio ensanchado
hasta límites inimaginables hasta entonces. Los últimos 50 años
del siglo xx (y lo siguen experimentando los primeros del siglo
xxi) se han caracterizado por una excesiva tecnificación y una
constante lucha contra el factor tiempo. Además, hemos sido
testigos del espectacular desarrollo de las comunicaciones, lo
que ha servido para que el hombre trate de alcanzar sus logros
de la manera más rápida posible a costa de aumentar su angustia vital. Estamos en la época de la velocidad, de los ordenadores y de la cibernética. Hoy en día, con Internet y un pequeño
aparato conocido como «móvil» podemos enterarnos al instante de todo lo que sucede en el mundo, comunicarnos con cualquiera y en cualquier lugar, y recibir información inmediata de
lo que precisemos. Ciertamente, estos dispositivos se están
transformando en verdaderos apéndices del hombre, que, paradójicamente, se está viendo dominado y convertido en adicto a
ellos. Umberto Eco habla de una «alineación solitaria» que
lleva a un aislamiento progresivo de las personas y conduce a
un deterioro de sus relaciones. Hasta la deshumanización e,
incluso, el deterioro de los valores morales. Podríamos decir
que estamos inmersos en una época de auge del materialismo
y de crisis ética y religiosa.
La ciencia, en la actualidad, representa el papel de religión
dominante y, valiéndose de ella, el hombre se ve capaz de los
mayores logros. Incluso quiere llegar a conocer el origen del
universo y de la vida, y, por eso, reacciona muchas veces con
indiferencia hacia la mayor parte de los descubrimientos que
se van realizando. Incluso los ignora. ¿Cuántos se acuerdan hoy
de la fecha de la llegada del hombre a la luna o de la del primer
trasplante de corazón, así como de los nombres de los que realizaron tales hazañas? Sobre este telón de fondo se han venido
desarrollando los principales acontecimientos que han permitido el espectacular desarrollo de la medicina en general y, de
manera particular, de la cirugía ortopédica, cuyos avances principales y hechos fundamentales han tenido lugar a partir de los
últimos años del siglo xix. Desde entonces, de la mano de
los avances experimentados por la ciencia y la técnica, nuestra
especialidad ha estado en permanente evolución, muchas veces
ligada a otras especialidades médicas; sobre todo, a la cirugía
general.
Los dolorosos acontecimientos de las dos guerras mundiales
contribuyeron, sin embargo, a impulsar el desarrollo y a facilitar
la adquisición de nuevos conocimientos tanto clínicos como de
gestión en el campo de la cirugía ortopédica y traumatología.
Así, durante la Primera Guerra (1914-1918), Robert Jones puso
las bases para lo que después serían los modernos centros ortopédicos de la posguerra, cuyos hospitales sirvieron posteriormente como modelo de otros más modernos. Un ejemplo de
ellos fue el creado por Lorenz Böhler en Viena. Robert Jones fue,
además, un acérrimo defensor de la unión de la traumatología
con la ortopedia, actividades que hasta entonces permanecían
separadas. Durante la Segunda Guerra Mundial (1939-1945), se
lograron avances importantes en el tratamiento de las fracturas
del raquis y de los miembros, así como en las técnicas de la osteosíntesis. De todo ello se beneficiaron después los pacientes
traumatizados en los ambientes de los accidentes industriales y
de tráfico. También nuestra Guerra Civil sirvió como campo experimental: Josep Trueta popularizó el llamado «método español» para el tratamiento de las fracturas abiertas de los heridos
en el campo de batalla. Fue lo que entonces se consideró como
«cura cerrada de las heridas», cuyo método estaba basado en los
principios aplicados anteriormente por Ollier y Örr.
Todos los acontecimientos referidos hasta ahora han servido para modular el carácter y marcar la forma profesional de
actuar de la generación que vivió su madurez a lo largo de la
segunda mitad del pasado siglo, generación a la que pertenezco
y que ha sido testigo del desarrollo extraordinario de la ciencia
médica y de la cirugía ortopédica. A continuación, nos referiremos a cómo esta especialidad ha venido desarrollándose desde los albores de la humanidad hasta la actualidad, influida por
el mundo de la biotecnología y la medicina regenerativa.
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© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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Parte I Principios generales
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pócrates: el com enzo
de la traumatología c entíf ca
Con el apogeo de la cultura griega, se empezó a tener cierta idea
científica de la medicina y sería Hipócrates (460-370 a. C.), en
su Corpus Hippocraticum y, dentro de él, en los escritos sobre
las fracturas y las articulaciones, quien da detalles sobre técnicas quirúrgicas, inmovilización de fracturas, reducción de luxaciones y técnicas de tracción continua. Con Hipócrates la
medicina y la cirugía empiezan a dejar de tener connotaciones
mágico-religiosas y se empiezan a notar los albores del método
científico. Muchas de las ideas que aparecen en sus obras se
extendieron por el mundo a lo largo de los siguientes siglos,
llegando parte de su contenido hasta nuestros días.
Durante la época del Imperio romano, destacaron las figuras de Celso (25 a. C.-50 d. C.) y Galeno (129-199 d. C.). El
primero, posiblemente más enciclopedista que médico, describió en su obra De re medica diferentes tipos de férulas y de
vendajes, así como de materiales quirúrgicos. Galeno, que vivió un siglo después, fue un personaje clave en la medicina
romana. Poseedor de profundos conocimientos anatómicos,
consiguió gran experiencia en el tratamiento de las heridas y
diferentes traumatismos tanto durante las guerras como en las
luchas de gladiadores. En sus tratados hizo referencia a distintas deformidades del aparato locomotor, sugiriendo su corrección con diversos aparatos.
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e Ilustrac ón: el método c entíf co
se enlentece
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Ya desde los tiempos prehistóricos se han podido recoger datos
a través de estudios paleopatológicos y de restos arqueológicos
sobre la existencia de huesos fracturados sobre los que se había
actuado con procedimientos de inmovilización, así como la presencia de callos óseos bien desarrollados o con diferentes defectos de consolidación. También se han encontrado esqueletos con
signos claros de diferentes patologías, como malformaciones,
procesos degenerativos, tumorales, infecciosos o displásicos.
Durante el paleolítico, se utilizaban ya procedimientos para la reducción e inmovilización de fracturas. Sin embargo, en
aquella época predominaba la magia y el empirismo, estando
ausente en las actuaciones de aquellos antepasados cualquier
intervención con una mínima base científica.
Hasta la civilización mesopotámica, se venía haciendo una
medicina y una cirugía absolutamente primitivas y, solo a partir de esta época, empiezan a aparecer escritos sobre la práctica
médica recogidos en tablillas de arcilla. No obstante, todo lo
relacionado con la medicina seguía sobrecargado de influencias
religiosas y, en muchos casos, atribuían a los propios dioses la
causa de las enfermedades. Por estos motivos, los encargados
de su tratamiento solían ser médicos-sacerdotes.
De la antigua civilización egipcia, nos han llegado datos
referentes a lesiones traumáticas recogidos en los papiros de
Ebers (1500 a. C.) y de Edwin Smith (1600 a. C.), donde se
describen actuaciones sobre fracturas y luxaciones, y sistemas
de inmovilización y vendaje de las mismas.
La medicina árabe asumió y difundió los conocimientos
médicos de la civilización griega. Cabe destacar aquí al médico
persa Rhazes (850-923 d. C.), al que se atribuyen los primeros
trabajos sobre la utilización del yeso para la inmovilización de
las fracturas mezclando polvo de sulfato cálcico con agua. Para nosotros, tiene interés sobre el resto de los médicos árabes
Abulcasis (963-1013 d. C.), que en sus escritos habla sobre
distintos procedimientos para el tratamiento de las fracturas y
luxaciones, refiriéndose también al yeso como método de inmovilización. Avicena (980-1073 d. C.), quizás más destacado
que el anterior, mostró más interés por lo médico que por lo
quirúrgico, como en general el resto de los médicos árabes.
En la Edad Media se inició un período de oscurantismo y de
cierto retroceso científico, donde dominó el oscurantismo, la superstición, lo sobrenatural y el dogmatismo, y salvo Guy de
Chauliac (1230-1268), que aportó datos sobre la tracción continua, hasta bien entrado el Renacimiento no se encuentran hechos
significativos en la historia de la cirugía ortopédica. Estos fueron
los trabajos de Ambrosio Paré (1510-1590), en los que se encuentran referencias al tratamiento de las fracturas abiertas, a las fracturas de cadera y a la reducción de las luxaciones del hombro,
además de a una serie de aparatos con intención correctora de
diversas deformidades y a distintos tipos de prótesis externas. En
España, en la misma época, destacaron Luis Mercado (15251606) y, como cirujano, Dionisio Daza (1513-1596).
Aunque durante el siglo xvii se producen ciertos cambios
y se dice que durante este tiene lugar una revolución científica,
la cirugía ortopédica apenas muestra progresos. El siglo xviii,
a pesar de ser llamado el siglo de la Ilustración, no significó
tampoco para la especialidad un siglo de excesivas luces, aunque sí destacaron hombres como Astley Cooper (1768-1841) y
John Hunter (1728-1793), que en sus publicaciones y tratados
no pasaron por alto referencias al tratamiento de las fracturas
y a su consolidación.
Hay quien considera como punto de partida de la cirugía
ortopédica moderna el año 1741, en el que el francés Nicolas
Andry (1658-1742) publica una obra que lleva por título
Orthopedia o el arte de corregir y prevenir en los niños las
deformidades del cuerpo, creando el emblema de la cirugía ortopédica que es conocido como «el árbol de Andry», que ha
sido admitido universalmente como símbolo de nuestra especialidad y, particularmente, por las sociedades científicas. Pero
Andry fue un crítico de la cirugía y de los cirujanos, y su obra
no aportó prácticamente nada a nuestro mundo. Conviene decir
que, a partir de entonces, va a existir un vacío de más de 100
años, vacío que, por tanto, se prolongará hasta mediados del
siglo xix sin que existan apenas avances significativos en la
especialidad. Todavía en el siglo xviii dominaban los llamados
«algebristas», que venían dedicándose en nuestro país desde la
época de los Reyes Católicos al tratamiento de las fracturas y
dislocaciones de los huesos. A estos «algebristas» se les llegó a
valorar socialmente por debajo de los «cirujanos barberos». A lo
largo de estos 100 años, la ortopedia era una actividad poco o
nada quirúrgica que se valía de tracciones, corsés, lechos y de
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esde la preh stor a
hasta la c v l zac ón
heleníst ca: la traumatología
mág co-rel g osa
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todo tipo de aparatos de metal y madera aplicados para reducir
fracturas y luxaciones o para corregir deformidades.
glo x x: los albores de la c rugía
ortopéd ca moderna
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© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
5
apítulo 1 Evolución de la cirugía ortopédica: de la prehistoria a las células madre
En realidad, la verdadera historia de la cirugía ortopédica moderna comienza a mediados del siglo xix, siendo en 1852 cuando se produce la primera inflexión en el campo de nuestra especialidad. Aquel hito fue la introducción del vendaje de yeso
convencional por un cirujano holandés, también médico militar,
llamado Antonius Mathijsen (1805-1878). Este cirujano, formando parte de la guarnición de Harlem y no estando conforme
con los métodos usados hasta entonces para la inmovilización
de los huesos fracturados, recomendó el uso de «un tejido arrollado entre cuyas vendas se debía colocar cierta cantidad de
yeso en polvo». El yeso que utilizó Mathijsen fue el llamado
«yeso de París», que era una variante de yeso que se encontraba en gran cantidad en los subsuelos de la capital francesa. El
famoso escritor Émile Zola llegó a decir y escribir en 1876 que
«gracias a Pasteur, Lister y Mathijsen se habían podido salvar
gran cantidad de vidas y evitar infecciones y amputaciones en
fracturas de los miembros». Mathijsen no tuvo el reconocimiento a nivel del mundo científico que alcanzaron Pasteur y Lister,
pero a él le corresponde el mérito de haber creado un método
racional para el tratamiento de las fracturas. Un método que se
sigue utilizando en la actualidad resistiendo a importantes innovaciones y avances.
En efecto, el vendaje de yeso sigue siendo una técnica fundamental en el trabajo cotidiano del cirujano ortopédico tanto
para la inmovilización de fracturas como para el tratamiento de
esguinces, lesiones traumáticas de tejidos blandos, lesiones inflamatorias como tendinitis y tenosinovitis, heridas que necesitan reposo y vigilancia, y también para corregir y mantener
corregidas deformidades (escoliosis, cifosis, espondilolistesis,
pies equinovaros, caderas displásicas, etc.), fabricación de moldes y de lechos, teniendo además un efecto analgésico, antiinflamatorio y, por supuesto, estabilizador. Para nuestra generación, el vendaje enyesado fue de uso cotidiano en el quehacer
de la traumatología y ortopedia, y los que vivimos con intensidad esta técnica adquirimos un dominio bastante preciso de la
misma, haciendo con ella también algo de arte. Por este motivo,
no comparto la afirmación de Vittorio Putti de que «la venda de
yeso nada tiene de ciencia ni de arte, pero desde luego es un
instrumento de incalculable significado», y sí la de Lorenz Heister, que ya en 1739 destacaba la importancia de los vendajes en
general (faltaban todavía 100 años para la aparición del vendaje enyesado de Mathijsen): «Si un médico conociese y dominase todo lo concerniente a su profesión, pero ignorara la técnica
del vendaje, su saber de nada le serviría». En la actualidad, recayendo la técnica del vendaje de yeso en manos del personal
auxiliar y teniendo el cirujano ortopédico cada vez menos experiencia con ella, podríamos decir que la época romántica del
enyesado en nuestra especialidad está a punto de desaparecer.
También a lo largo del siglo xix, tuvieron lugar acontecimientos que, sin estar relacionados directamente con la cirugía
ortopédica, fueron claves para el progreso de la misma. En
primer lugar, hay que referirse a la introducción de la anestesia
moderna, que tuvo como su máximo representante a William
Morton (1819-1868). Este autor, el 17 de octubre de 1846, en
el Massachusetts General Hospital de Boston, permitió con su
técnica anestésica la extirpación de un tumor del maxilar en un
paciente sin que sintiera dolor alguno. El segundo acontecimiento transcendental se llevó a cabo el 22 de diciembre de
1896. Este día, Willian Conrad Roentgen realizó la primera
radiografía utilizando una de las manos de su esposa. Este descubrimiento provocó una auténtica revolución en el mundo de
la ortopedia y traumatología.
glo xx: la c rugía ortopéd ca
se tecn f ca
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La tracción continua ha sido otro procedimiento muy utilizado
durante la segunda mitad del siglo xx como tratamiento definitivo o provisional de muchas fracturas. Como se sabe, es un
método corrector y, fundamentalmente, inmovilizador. No era
infrecuente, hasta pasados los años sesenta, ver varias camas
hospitalarias ocupadas por enfermos con distintas fracturas de
miembros inferiores sometidos a distintos procedimientos
de tracción o verla utilizada como método de tratamiento de
muchas fracturas de la región trocantérea del fémur en ancianos.
En la actualidad, la tracción continua transesquelética, apenas
se utiliza como método de tratamiento de fracturas y, cuando
se hace, se suele aplicar sobre partes blandas durante corto
tiempo y como método de espera de un tratamiento definitivo.
Los métodos de ostesíntesis que hoy ocupan una gran parte del trabajo de cualquier cirujano ortopédico comenzaron a
ponerse en práctica a partir de finales del siglo xix y, sobre
todo, a lo largo de la primera mitad del xx. Con ellos, se vino
a producir un cambio definitivo en la manera de tratar las fracturas. Entre los muchos cirujanos que contribuyeron a este
cambio, cabe destacar, en principio, a tres: William Arbuthnot
Lane (1856-1938), Albin Lambotte (1865-1955) y Robert Danis (1880-1962). Lane fue pionero en el método de fijación
interna de las fracturas, utilizando, primero, alambres de plata
y, luego, tornillos de acero y placas fuertes ensanchadas a la
altura de los orificios por donde se introducían los mismos,
diseñando así una placa que lleva su nombre. Fue un acérrimo
defensor de la reducción quirúrgica abierta y de la estabilización interna, así como de la cirugía aséptica, por lo que esterilizaba en seco los campos quirúrgicos y el instrumental, evitando el contacto de sus manos con los tejidos, lo que supuso la
introducción de la técnica del «no tocar». Lambotte, cirujano
belga que también fue ingeniero, utilizó por primera vez el
término osteosíntesis y algunos le reconocen como uno de los
iniciadores de la fijación externa. A partir de sus ideas, se empezó a dar gran importancia a la estabilidad para lograr la curación de las fracturas, pues de esta manera se trataba de evitar
la rigidez articular, la atrofia muscular y los trastornos de la
circulación provocados por inmovilizaciones prolongadas.
A Robert Danis se le considera el padre de la osteosíntesis moderna, dando importancia a la compresión del foco de fractura
y a la fijación rígida. Su obra Teoría y práctica de la ostesíntesis marcó un hito en su época.
En 1930, un cirujano ortopédico de Boston llamado Marius
Smith-Petersen diseñó un clavo con tres aletas que se conoció
como «clavo trilaminar» para la osteosíntesis de las fracturas
cervicales femorales. El clavo fue modificado posteriormente
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Parte I Principios generales
foco, como se hacía inicialmente, empezándose a hacer el enclavado a «cielo cerrado». La consecuencia de ello fue una
importante disminución de las tasas de infección, que llegaron
a ser mínimas con el uso de los antibióticos. Poco a poco se
fueron introduciendo modificaciones a los primeros diseños,
destacando la introducción de los clavos «encerrojados» mediante tornillos transversales y distales para dar una mayor
estabilidad al sistema.
El clavo de Küntscher perdió protagonismo entre los años
sesenta y ochenta del pasado siglo en favor de los métodos de
osteosíntesis con placa atornillada debido a la gran aceptación
que tuvieron los trabajos de la escuela de Müller, aunque en la
actualidad ha vuelto a recobrar interés y el enclavado endomedular se considera el sistema de tratamiento ideal de las fracturas diafisarias de los grandes huesos largos de los miembros.
Con su uso se consigue una rápida recuperación y una temprana reincorporación del paciente a sus actividades habituales.
Entre otros sistemas de enclavado endomedular utilizados,
no con tanto éxito como el clavo de Küntscher, destacaron el
clavo de Rush y el clavo de Ender. Este último, diseñado a
mediados de los años setenta, era un clavo delgado y flexible
que se colocaba a través de un mínimo abordaje desde la cara
interna de la rodilla para tratar fracturas pertrocantéreas del
fémur. La técnica no era tan sencilla como aparentaba y requería de cierta habilidad para su colocación. Además, no era infrecuente el descenso de los clavos y la penetración articular de
los mismos. Por estas razones, se fue abandonando su uso a
partir de finales de los años ochenta, quedando su indicación
reducida a casos muy concretos y con ciertos efectos paliativos.
La fijación externa de las fracturas tuvo sus primeros precedentes dentro ya de la época moderna de la cirugía ortopédica
en un primitivo diseño que hizo Malgaigne en 1849. Se trataba
de un aparato metálico rudimentario que tenía forma de «grifa»
con dobles ganchos en sus extremos y que se utilizó para tratar
una fractura de rótula con gran desplazamiento. En 1938, Raoul
Hoffman, cirujano ortopédico suizo, creó la primera generación
de fijadores externos, introduciendo el término osteotaxis para
dar nombre a la técnica. El fijador de Hoffman, que estaba compuesto de acero inoxidable rígido, se utilizó mucho a partir de
1970 para el tratamiento de las fracturas de los huesos de las
extremidades y de la pelvis, introduciéndose después mejoras
por otros cirujanos. A finales de los años setenta, Gavriil Ilizarov, cirujano de la antigua Unión Soviética, marcó un hito en la
historia de la fijación externa construyendo un sistema de fijación que utilizaba múltiples agujas finas transóseas similares a
los radios de una bicicleta mantenidas a tensión con una serie
de aros circunferenciales dispuestos alrededor del miembro
fracturado y formando un cuadro circular. Este método fue
adoptado por los cirujanos ortopédicos americanos y, enseguida,
por muchos de otros países. En España, dos prestigiosos colegas, Cañadell y Lazo, construyeron un modelo de fijador que
permitía ciertos micromovimientos continuos a nivel del foco
de fractura, donde se creaba un efecto de «biocompresión».
Otro modelo fue el de Wagner, que tuvo también difusión entre
los años setenta y noventa.
Implantes art culares
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por Sven Johansson, cirujano sueco y contemporáneo del anterior, dotándolo de un canal central que permitía colocarlo a través
de una aguja guía previamente introducida a través del cuello del
fémur mediante control radiológico que obligaba a la realización
de varias placas de control hasta lograr una correcta situación.
Teniendo en cuenta que todavía no se manejaban los modernos
amplificadores de imagen, con este sistema la radiación de los
profesionales era muy elevada. El clavo trilaminar, primero aislado y después combinado con placa de tipo móvil o fijo (clavoplaca monobloque), se utilizó hasta mediados de los años sesenta del pasado siglo, aunque con complicaciones frecuentes del
tipo de la expulsión del clavo, el desprendimiento entre el clavo
y la placa, y fallos del material. En la actualidad, los modernos
métodos de osteosíntesis con sistemas de fijación de tipo tornillo-placa y clavo endomedular-placa, con o sin métodos complementarios, han supuesto prácticamente la resolución técnica del
tratamiento de las fracturas del extremo superior del fémur, que
no del problema asistencial ortogeriátrico general.
Basándose en las observaciones e ideas de Danis, un cirujano suizo, Maurice Müller (1918-2009), sentó los principios biológicos y biomecánicos de la osteosíntesis y dio una base científica a la fijación interna. Junto con sus colegas Robe Schneider,
Martin Allgöwer y Hans Vilenegger, creó, en 1958, la llamada
Asociación para la Osteosíntesis, conocida en el mundo de la
cirugía ortopédica como la AO. Más tarde, en la ciudad suiza
de Davos, puso en marcha un laboratorio experimental para
realizar estudios basados en la anatomía, la biomecánica, la
biología y la estabilidad, comenzando a trabajar sobre nuevos
diseños de placas con el objetivo de preservar la circulación
perióstica y evitar trastornos en la interfaz entre hueso e implante. Todo ello sirvió para diseñar una instrumentación adecuada dirigida fundamentalmente a los distintos modelos de
placas atornilladas y a una estandarización de las técnicas. La
escuela de Müller también elaboró una clasificación de las fracturas que sirve de base para las indicaciones y técnicas terapéuticas a utilizar en cada una de ellas. Actualmente, el centro
experimental de Davos sigue acogiendo periódicamente a un
gran número de jóvenes cirujanos ortopédicos para ser instruidos en los principios de la ostesíntesis moderna, realizando así
una importante labor de formación.
Un punto importante de inflexión en el mundo de la osteosíntesis tuvo lugar en 1939, cuando el cirujano alemán Gerhard
Küntscher (1900-1972), que trabajaba en el Hospital Universitario de Kiel (Alemania), colocó su modelo de clavo intramedular, diseñado junto con el ingeniero Ernst Pohl. Este clavo
era de acero inoxidable con sección en forma de trébol y se
introducía a lo largo del conducto medular. La invención llegó
a ser considerada como la más importante realizada en Alemania después del descubrimiento de las sulfonamidas. En 1940,
Küntscher empezó a intervenir pacientes, incrementando su
número a partir de la Segunda Guerra Mundial al aplicar la
técnica en prisioneros de los ejércitos aliados con fracturas de
los miembros. Este hecho hizo que algunos llegasen a considerar esta actitud como un «crimen de guerra». Los colegas americanos, sin embargo, pronto se dieron cuenta de que el procedimiento era bueno y que presentaba muchas ventajas, y
empezaron a utilizarlo con profusión una vez acabada la guerra. Así, en poco tiempo, se extendió a otros países. Después,
con la mejora de los métodos de radioscopia y el manejo de los
amplificadores de imagen, dejó de ser necesaria la apertura del
La historia de los implantes articulares es tan extensa que aquí
solamente podemos referirnos a los acontecimientos más rele-
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vantes. Hasta los años cincuenta del pasado siglo, los procedimientos quirúrgicos que se llevaban a cabo para tratar algunos
procesos articulares, como procesos infecciosos, inflamatorios,
degenerativos y fracasos del tratamiento de las fracturas, fueron
las artrodesis, las artroplastias de resección y las plastias de
interposición con materiales blandos. Por aquella época, empezaron a utilizarse implantes articulares para la articulación
de la cadera. Prótesis pioneras fueron la cúpula de SmithPetersen y las prótesis de Aufranc y Judet, que pronto mostraron
sus fracasos. A. Thompson y Austin Moore diseñaron en 1950
y 1952, respectivamente, sendos modelos que fueron manejados
por entonces y hasta pasados los años sesenta por muchos cirujanos ortopédicos. Ambas eran prótesis parciales fabricadas
con acero inoxidable o Vitalio y que solo sustituían a la cabeza
femoral, fijándose al fémur mediante un vástago introducido en
el canal medular, con o sin cementación. Su gran inconveniente era que el cotilo sufría pronto los efectos de la erosión. A partir de 1950, G. K. McKee creó un modelo de artroplastia total
bicompartimental, convirtiéndose en uno de los primeros sistemas de fricción metal-metal, mejorado más tarde, junto con
J. Farrar, con la modificación de la longitud del cuello. Años
después, P. A. Ring diseñó un cotilo metálico que se fijaba a la
pelvis mediante un tornillo largo y fuerte, mientras que el vástago era bastante semejante al modelo de Moore. Todos estos
tipos de prótesis fueron utilizados en nuestro país por algunos
colegas, pero debido a que los resultados eran poco satisfactorios enseguida se abandonaron.
El año 1960 marcó un punto de inflexión muy importante
en el mundo de los implantes articulares, cuando el cirujano
ortopédico británico John Charnley (1911-1982) introdujo el
concepto de «artroplastia de baja fricción» y diseñó un modelo
de prótesis con un vástago de acero inoxidable que encajaba en
una pieza acetabular fabricada en polietileno de ultra-alta densidad. Además, utilizó como método de fijación del implante al
hueso el polimetil-metacrilato, que ya estaba siendo utilizado
por los odontólogos. Charnley disminuyó el tamaño de la cabeza femoral (que pasó de 40 a 22 mm), así como el grosor de
la pieza acetabular, consiguiendo con ello una importante disminución del coeficiente de fricción del par. A este modelo se
le considera como el «patrón oro» de los implantes articulares
por haber significado un hecho transcendental en el mundo de
las modernas artroplastias. El problema de todas las prótesis
cementadas era la aparición de zonas de osteolisis, de la fragmentación del cemento y de su aflojamiento. Estudios posteriores llevados a cabo por Harris y su escuela demostraron que,
en realidad, el aflojamiento era debido más al desprendimiento
de partículas causado por abrasión como consecuencia del roce
entre las distintas superficies.
Con las innovaciones introducidas en los modelos de prótesis cementadas y el comienzo de la era de las prótesis totales
no cementadas, empezó a trabajarse sobre los materiales y los
componentes de los pares de fricción, apareciendo aleaciones
de cromo-cobalto-molibdeno, titanio-aluminio-vanadio y hierro-cromo-níquel, así como sistemas de pares metal-metal y
cerámica-cerámica que pretendían disminuir el desgaste de las
prótesis. Un gran adelanto ha sido la utilización del polietileno
crosslink, que también ha contribuido a mejorar el par de fricción y a que sea mayor la supervivencia de las prótesis.
El revestimiento de los vástagos con hidroxiapatita favoreció en gran medida la incorporación de la superficie protésica
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apítulo 1 Evolución de la cirugía ortopédica: de la prehistoria a las células madre
al hueso cortical diafisario, disminuyendo las tasas de aflojamiento. También las piezas cotiloideas han ido mejorando y
han ido apareciendo nuevos modelos que pueden ser fijados
con o sin tornillos, así como cotilos metálicos porosos que,
mediante un mecanismo de press-fit, pueden fijarse a la superficie del acetábulo previamente cruentada. Desde hace pocos
años, se han empezado a utilizar como nuevos modelos las
prótesis de «resuperficialización» con el objetivo de conservar
un mayor volumen de stock óseo en el paciente. Estas prótesis,
de las que ya existieron precedentes, tuvieron bastante aceptación inicial, pero no han llegado a demostrar del todo su eficacia y su uso, lejos de generalizarse, está decayendo. Otro hecho
a destacar es la posibilidad de fabricar «prótesis personalizadas» para casos concretos y muy seleccionados.
En la actualidad, con los modelos existentes de prótesis de
cadera, se logran casi perfectas tolerancias a sus materiales e
importantes grados de fijación, con supervivencias de los implantes que superan los 20 años o más.
Los implantes articulares de rodilla fueron en un principio
a la zaga de los de cadera, con casi un retraso de 20 años. Los
primeros modelos que empezaron a utilizarse fueron los de
bisagra o charnela y otros como el de Attenborough, dotado
de un pivote central. Unos y otros solían fracasar por movilizaciones e infecciones. El panorama cambió con el modelo de
Insall, conocido como «prótesis total condilar». A partir de él,
empezaron a aparecer nuevos modelos que cada vez se iban
acercando más a la anatomía y a las complejas características
biomecánicas de la articulación de la rodilla, hasta llegar a
completar series con diferentes aleaciones semejantes a las que
se utilizaban para la cadera. Como el implante de una prótesis
de rodilla requiere una mayor precisión que el de la cadera, se
están manejando sistemas de navegación para conseguir este
objetivo; también en España, donde es defendido por algunos
prestigiosos colegas.
Actualmente, el número de implantes de rodilla ha superado al de cadera en muchos hospitales, cosa impensable hace
pocos años. Además, la supervivencia de estas prótesis con
los nuevos modelos y técnicas también puede llegar hasta los
20 años.
La articulación del hombro se ha beneficiado también de
los implantes, sobre todo, en el caso de traumatismos complejos del tipo de las fracturas con tres y cuatro fragmentos, y de
las fracturas-luxaciones y sus secuelas. Para otras articulaciones como son las del tobillo y las intersomáticas vertebrales,
los implantes se están utilizando con relativo éxito, publicándose series largas en los últimos años.
¿ ac a la superespec al zac ón?
H
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i
La columna vertebral es uno de los segmentos de nuestro aparato locomotor que más se ha visto beneficiado por los progresos técnicos de los últimos años, sobre todo, en lo concerniente al tratamiento de las deformidades y de la patología discal y
degenerativa. La técnica de Harrington fue una gran novedad
como sistema de corrección de las escoliosis, pero el método
fue superado por otros de fijación segmentaria que prevalecen
en la actualidad. Las técnicas de microcirugía también han dejado en el cajón de los recuerdos a los amplios abordajes con
laminectomías extensas, y se han abandonado técnicas como,
en los años setenta, la quimionucleolisis, de dudosa eficacia en
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8
Parte I Principios generales
el seno de la cirugía general hace aproximadamente unos
40 años, con las ventajas y desventajas subsiguientes.
Se dice que, de todas las técnicas que se han venido practicando en los últimos 50 años, solo algo menos del 20% de ellas
se siguen utilizando, lo que quiere decir que un 80% se han
quedado obsoletas. No obstante, en la actualidad, más de un
70% de la actividad de un cirujano ortopédico generalista queda prácticamente centrada en los métodos de osteosíntesis, en
los implantes articulares y, en un menor porcentaje, en la artroscopia. El vendaje enyesado, con el que consideramos que
comenzó la época moderna de la especialidad, habría quedado
como un simple método complementario de inmovilización,
cada vez menos utilizado.
i
i
i
glo xx : presente y futuro
de la c rugía ortopéd ca
Si
el tratamiento de las hernias discales y con la posibilidad de
generar reacciones anafilácticas.
La utilización de cementos inyectados en el interior de los
somas vertebrales permite la corrección de aplastamientos vertebrales de origen tanto osteoporótico como tumoral y es una
técnica que, bien indicada y practicada por manos expertas, es
eficaz.
En cuanto se refiere a la patología tumoral del aparato locomotor, se ha pasado de la cirugía mutilante a la cirugía conservadora de los miembros en los sarcomas musculoesqueléticos, consiguiéndose supervivencias prolongadas (de hasta el
80% a los 5 años) e, incluso, situaciones de curación clínica.
A ello han colaborado de manera importante las mejoras en la
tecnología de la imagen, el uso de los modernos agentes quimioterápicos y sus protocolos (quimioterapia neoadyuvante y
adyuvante), la radioterapia, el perfeccionamiento de las técnicas quirúrgicas y de los materiales de los implantes, etc. También ha contribuido la popularización de los homoinjertos gracias a la puesta en marcha de los bancos de tejidos, así como
de las «prótesis tumorales», que parece que fueran ganando
terreno a los anteriores. Hoy en día, la cirugía de los tumores
del esqueleto es, junto con la de los grandes recambios protésicos, la más difícil y arriesgada del campo de la cirugía ortopédica, requiriendo una gran habilidad quirúrgica y la colaboración de diferentes especialistas en centros reconocidos y con
equipos multidisciplinares bien formados.
La artroscopia es una de las técnicas que más han revolucionado el mundo de la cirugía ortopédica, siendo actualmente
un método imprescindible para el tratamiento de gran parte de
las patologías articulares. Su historia es bastante reciente y los
primeros trabajos parten de los realizados por Tagaki en 1918,
que logró la visión articular de una rodilla en un cadáver manejando un cistoscopio. En 1955, Watanabe, al que hay que
considerar como el padre de la artroscopia moderna, extirpó
por primera vez bajo esta técnica un tumor xantomatoso. En
1962, realizó la primera cirugía artroscópica meniscal, consistente en una meniscectomía parcial. Los trabajos de Herning
en 1980 sirvieron para darle un empuje definitivo a la reparación meniscal por vía artroscópica. Así, se pasó de una cirugía
meniscal «mutilante» a una cirugía conservadora de los meniscos, pero también a una más fácil y menos agresiva reparación
de las lesiones ligamentosas que permitía una más rápida recuperación de los pacientes con un corto período postoperatorio.
La artroscopia ha terminado extendiéndose a otras articulaciones, habiendo sido la del hombro una de las más beneficiadas, así como la de la cadera, donde la cirugía artroscópica
se usa actualmente para tratar lesiones del labrum y patologías
novedosas, como el llamado «choque femoroacetabular». Algunas lesiones del tobillo y de pequeñas articulaciones también
se benefician de ella. Sin embargo, la artroscopia ha obligado
a muchos cirujanos ortopédicos a tener que centrarse casi exclusivamente en el manejo de la técnica, que requiere un tiempo determinado de aprendizaje. También ha dado pie a la creación de sociedades científicas y grupos de trabajo específicos,
constituyéndose en una verdadera superespecialización, de la
misma manera a como está sucediendo en otros campos de
nuestra especialidad. Es el caso de la columna vertebral, de la
cirugía de la mano, de la cirugía ortopédica infantil y de la cirugía oncológica osteoarticular, entre otras, que nos están abocando a una etapa de atomización similar a la que tuvo lugar en
En los albores del siglo xxi, se confirmó el triunfo de la cirugía
miniinvasiva, casi se logró la perfección en las prótesis articulares, se introdujo la cirugía robótica y por navegación, y se
produjo un boom en el mundo de la investigación, destacando
los avances en biotecnología y en el terreno de la medicina
regenerativa, con énfasis en los biomateriales, en la ingeniería
genética y en las células madre.
En lo que concierne a la medicina regenerativa, tenemos que
decir que es un tema apasionante en el que se integran todos los
aspectos que forman parte de la llamada «ingeniería de tejidos»
y que reúne campos tan importantes como el de los biomateriales, las terapias génicas, la nanotecnología, la farmacología, etc.
Conviene recordar, no obstante, que los cirujanos ortopédicos ya
venían utilizando factores de crecimiento, como las BMP, para
acelerar el proceso de consolidación de las fracturas y favorecer
la artrodesis en la cirugía de la columna vertebral.
El manejo de las células madre mesenquimales es una de
las estrategias más innovadoras a considerar dentro de la medicina regenerativa, teniendo en cuenta que pueden aportar
soluciones para lesiones concretas del aparato locomotor. Esta
idea viene de lejos, ya que en 1869 Ernst Haeckel observó por
vez primera la capacidad pluripotencial de las células embrionarias. Desde entonces y gracias al esfuerzo de grupos de investigación, se ha venido progresando y se han podido conocer mucho mejor las características y el comportamiento de
estas células, que ya fueron descritas por Friedenstein en 1968,
100 años después de los trabajos de Haeckel.
Se sabe que las células madre troncales adultas, ante señales específicas del medio en el que actúan, pueden generar nuevas células o diferenciarse hacia otra estirpe celular. El microambiente en el que actúan es muy importante en cuanto a su
línea de diferenciación. Las células madre adultas, aunque se
obtienen básicamente de la médula ósea, se encuentran también en tejidos como la córnea, la piel, los músculos, el periostio, los nervios y el intestino; pudiéndose también obtener a
partir de adipocitos del tejido graso subcutáneo. Una vez obtenidas, se pueden aportar a los distintos tejidos mediante inyección o valiéndose de diferentes biomateriales transportadores.
El campo de acción de las células madre se extiende actualmente al tratamiento de lesiones musculotendinosas, diversas
enfermedades óseas, necrosis isquémicas, osteogénesis imperfecta, osteopetrosis, procesos degenerativos discales, lesiones
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C
apítulo 1 Evolución de la cirugía ortopédica: de la prehistoria a las células madre
quísticas, fracturas, pseudoartrosis, artrosis, así como al tratamiento de lesiones medulares, existiendo trabajos en este terreno que han mostrado que se consiguen ciertas recuperaciones
motoras y el control de esfínteres en algunos pacientes. Experimentalmente, se ha logrado revertir el envejecimiento en
ratones con progeria y se pretende que estos éxitos puedan extenderse en el futuro a los humanos para conseguir así el rejuvenecimiento de determinados órganos. Pero todavía no existe
evidencia científica suficiente como para poder decir que su uso
sea completamente efectivo, y pudiera correrse el riesgo de un
manejo abusivo. Habrá que seguir investigando en este apasionante campo con la convicción de que en los próximos años la
utilización de las células madre ocupará un lugar muy importante como método innovador en nuestra especialidad, contribuyendo al tratamiento de muchas patologías del aparato locomotor.
­
I
CONCLUS
ONES
solidación rápida del foco de fractura. Suponiendo que solo
fueran necesarias previamente las maniobras de reducción,
¿resultarían inútiles tanto el vendaje de yeso como la osteosíntesis para su estabilización? Si se consigue que con la utilización de células madre se logre una correcta reparación del cartílago articular, ¿sufrirá el mundo de los implantes articulares
un duro golpe?
Hay quien dice que aventurarse a predecir el futuro puede
resultar peligroso. Yo me atrevo a hacerlo: teniendo en cuenta
el ritmo desenfrenado con el que se van produciendo los avances en el mundo de la ciencia, no creo que esté excesivamente
lejos (en contra de la opinión de algunos) el día en que los cirujanos comiencen a abandonar sus utensilios habituales de
trabajo. Los jóvenes cirujanos ortopédicos de la próxima generación y, más aún, los de las venideras, tendrán otro perfil y
hábitos profesionales. Lo biológico primará sobre lo quirúrgico
y nos aproximaremos a la idea de Marquardt y Reynold, que
decían que «nos estamos moviendo desde una época de manofactura a otra de mentofactura; desde una sociedad básicamente productora de bienes a otra en la que va a dominar la
información y el conocimiento». Se entrará en un mundo en el
que se tendrá que trabajar mucho más con el cerebro que con
las manos, que hasta ahora son los órganos de expresión del
hacer quirúrgico y las herramientas principales de cualquier
cirujano. El traumatólogo del futuro tendrá que pasar de manejar las tijeras y el bisturí a emplear más la pipeta, el tubo de
ensayo, las placas de cultivo y el microscopio, y se irá introduciendo cada vez más en el mundo de la investigación. Se dice
que un siglo de historia de la humanidad no es más que un
parpadeo y hemos podido ver que a lo largo del último medio
siglo (lo que sería medio parpadeo) se han logrado innovaciones espectaculares en el campo de la medicina y, de manera
particular, en el de nuestra especialidad. Posiblemente durante
los próximos 25 años (solamente un cuarto de parpadeo) los
avances sean inimaginables y tan importantes que dejen obsoletos los conseguidos hasta ahora. Fue precisamente un cirujano ortopédico italiano de gran prestigio, Mario Campanacci, en
el Instituto Ortopédico Rizzoli de Bolonia, quien, en 1996 y al
finalizar una conferencia, dijo y profetizó que «si un buen cirujano ortopédico que, como la bella durmiente, se hubiera
dormido en 1966 y despertara hoy, no sabría hacer casi nada».
Pues bien, yo diría, remedando al colega italiano, lo siguiente:
«Si un buen cirujano ortopédico que, como la bella durmiente,
se quedase dormido ahora y despertara dentro de 20 años, posiblemente no podría hacer absolutamente nada».
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Los que, como yo, han tenido que ejercer la profesión sobre
todo durante la segunda mitad del pasado siglo han sido testigos
de los cambios espectaculares que la cirugía ortopédica ha experimentado a lo largo de este período. Hemos visto pasar del
vendaje de yeso y la tracción continua como procedimientos de
inmovilización a la osteosíntesis con base científica y técnica
depurada; de la amputación a la conservación de los miembros;
de la artrodesis y plastias de resección a los implantes articulares; de los grandes abordajes a la cirugía miniinvasiva; de las
amplias artrotomías a las artroscopias; de la imprecisión quirúrgica a la precisión con técnicas de navegación, y de la cirugía ortopédica general a la especialización. Y seguimos siendo
testigos de los nuevos tiempos que se avecinan: el mundo de
los biomateriales, de la medicina regenerativa, de la robótica y
de la impresión tridimensional (3D).
Es posible, por tanto, que en el futuro y sobre la base de
estos adelantos se logre curar los sarcomas, que se llegue a
encontrar la solución para la patología degenerativa del cartílago articular y que, por manipulación genética, se evite la aparición de procesos congénitos y displásicos y de muchas deformidades del aparato locomotor. Si esto se hace realidad en
algún momento, la medicina en su conjunto será una medicina,
y, sobre todo, una cirugía, muy diferente a la que nuestra generación conoció, estudió y tuvo que practicar. Posiblemente en
el futuro se logre que la inyección de un componente con las
mismas características biológicas del hueso dé lugar a una con-
9
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Capítulo 2
Bases de epidemiología
Norma Padilla Eguiluz, Enrique Gómez Barrena
esumen
R
Las lesiones musculoesqueléticas son un problema de salud
pública global debido a su gran prevalencia que, además,
asocia un elevado coste tanto social como en servicios de
salud. Un mejor conocimiento sobre el impacto de dichos
problemas musculoesqueléticos es del mayor interés para
los especialistas en cirugía ortopédica y traumatología. Dicho conocimiento puede orientar medidas preventivas y de
tratamiento, incluyendo la identificación de intervenciones
coste-efectivas y el impulso de terapias innovadoras, a la vez
que refrendar o no las que están actualmente en uso. Por
ello, son muy necesarios los conocimientos básicos de epidemiología aplicada a las patologías que tratamos, y algunas
claves de interés se revisan en este capítulo. Por otra parte,
las artroplastias son quizás el paradigma de la cirugía reconstructiva actual en la especialidad, y la epidemiología de
las artroplastias de cadera y rodilla en nuestro país permite
una mejor comprensión del alcance y evolución de la cirugía ortopédica nacional y puede servir como ejemplo de la
aplicación de la epidemiología en nuestro campo.
Introducc ón
i
De acuerdo con la Organización Mundial de la Salud (OMS),
la salud es el completo estado de bienestar físico, mental y
social, y no solamente la ausencia de enfermedad o dolencia.
La investigación en salud pública pretende aplicar las ciencias
biológicas, sociales y de conducta al estudio de los fenómenos
de salud en poblaciones humanas1 y, para ello, utiliza dos niveles de análisis: el nivel individual o subindividual, donde se
encuadra la investigación biomédica y la epidemiología clínica,
y el nivel poblacional, que incluye la investigación epidemiológica y la investigación en sistemas de salud.
La epidemiología es la ciencia que, apoyada en la bioestadística, se encarga del estudio de la frecuencia, distribución y
determinantes de las condiciones de salud en una población, así
como de la respuesta social para mejorarlas.2 La ciencia epidemiológica configura la metodología de base para diseñar y ejecutar un estudio de investigación que permita generar o contrastar una hipótesis por medio del análisis de las medidas de
frecuencia, asociación y de impacto (cuadro 2-1). En el nivel
de análisis individual, se ubican los ensayos clínicos o experimentales, y en el nivel de análisis poblacional, los estudios
observacionales transversales, de cohortes, de casos y controles, o los estudios ecológicos.
Los determinantes de salud son factores que participan en
la relación causa-efecto de la enfermedad, aumentando o disminuyendo el riesgo de presentar la enfermedad o evento en
salud. Pueden ser desde un agente etiológico, un rasgo o característica poblacional, la exposición a un agente, o el medio
ambiente físico y social, entre otros. En epidemiología clínica,
se conocen los determinantes en salud como factores pronósticos, mientras que, en la epidemiología en salud pública, como
factores de riesgo o protección.3
Por distribución entenderemos la localización geográfica
de los eventos en salud, lo que resulta especialmente interesante para comparar los datos a través del tiempo o estimar la variabilidad entre dos poblaciones (p. ej., estudios de utilización
de servicios o de variaciones en la práctica médica). Sin embargo, el término distribución también hace referencia a la categorización del evento de interés en sus posibles determinantes. Esta caracterización permite identificar aquellos factores
de riesgo que realmente contribuyen a la relación causal y
permite medir la fuerza de asociación.
Todos estos factores son, a veces, de difícil análisis por las
inherentes diferencias que se encuentran a lo ancho del mundo.
Por eso, es necesario contar con datos de referencia para establecer una aproximación a la situación en estudio. A este respecto, destaca el proyecto de la OMS sobre la carga global de
la enfermedad (GBD, global burden of disease) como un proyecto multinacional que ofrece la posibilidad de medir y comparar el impacto de enfermedades, lesiones y factores de riesgo
en la salud de las poblaciones combinando aspectos biológicos
y sociales en una medida resumen. Un ejemplo que combina la
mortalidad prematura debida a una enfermedad y los años de
vida perdidos por la discapacidad de la enfermedad son los
años de vida ajustados por discapacidad (AVAD, o DALY, disability-adjusted life years).4 La suma de los DALY en la población equivale a la diferencia en años entre la población enferma
y una población ideal que vive una edad avanzada en perfecta
salud (libre de enfermedades y libre de discapacidades), es decir, los años de vida sana perdidos debido a la enfermedad o
evento.
Para estudiar el impacto que tienen las enfermedades en la
población, así como sus factores determinantes, en muchas
ocasiones nos valemos del análisis de fuentes de datos secundarias. Dichas fuentes de datos son creadas y gestionadas por
organismos gubernamentales y se nutren de fuentes oficiales,
tal es el caso de la GBD gestionada por la OMS que recopila
información de todo el mundo. A escala nacional, destaca la
fuente del conjunto mínimo básico de datos (CMBD) gestiona-
10
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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11
apítulo 2 Bases de epidemiología
uadro 2-1 Principales medidas utilizadas en epidemiología
C
Medidas de frecuencia
Indican la magnitud de la enfermedad en relación con el tamaño de la población en riesgo.
Razón de momios (RM) o razón de odds (OR)*
Indica cuántas veces más o menos ocurre el evento o enfermedad en el grupo expuesto en comparación con el no expuesto.
Proporción
Expresa la frecuencia con que ocurre un evento en la población
total de estudio.
Riesgo relativo (RR)*
Indica cuántas veces aumenta o disminuye el riesgo del grupo
expuesto frente al no expuesto.
Razón
Expresa la relación entre dos eventos independientes (p. ej.,
casos enfermos/casos sanos).
Medidas de impacto
Indican el efecto que tiene en una población el cambio o la
eliminación de uno o más factores de riesgo, o la implantación
de medidas preventivas.
Tasa
Indica la probabilidad de que ocurra un evento en una población
determinada a lo largo del tiempo. El resultado se multiplica por
un factor (100, 1.000, 100.000) para su mejor interpretación.
Indicadores de mortalidad
Expresan la magnitud con que se presenta la muerte en una
población. Puede calcularse de forma global usando como denominador toda la población de estudio (tasa de mortalidad
general) o de forma específica usando solo una fracción de la
población (tasa de mortalidad específica).
Indicadores de morbilidad
Miden la frecuencia de una enfermedad o evento en una población:
• Prevalencia (P): indica la proporción de individuos que tienen la enfermedad o evento en un momento de tiempo determinado; puede ser puntual (hoy) o lápsica (p. ej., en los
últimos «x» meses).
• Incidencia (I): indica el número de casos nuevos de una enfermedad durante un período de tiempo determinado en relación con la población expuesta durante el mismo período.
• Incidencia acumulada (IA): es la razón del número de
casos nuevos de enfermedad y el número de casos libres
de enfermedad (población expuesta) en el mismo período; se interpreta como la probabilidad que tiene una
persona de desarrollar la enfermedad.
• Tasa de incidencia (TI): es la razón del número de casos
nuevos de una enfermedad durante el seguimiento y la
suma de todos los tiempos de cada individuo participante.
Medidas de asociación o efecto
Estiman la magnitud de la asociación estadística entre un factor
(variable independiente) y una enfermedad (variable dependiente).
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Diferencias de prevalencia (DP)
Indican la diferencia entre expuestos (E) y no expuestos (nE):
DP = PE – PnE
Riesgo atribuible (RA)
Es el porcentaje que se puede atribuir a un factor como causa
de una enfermedad o evento:
RA = TIE – TInE
Fracción atribuible poblacional (FAP)
Indica la reducción proporcional de una enfermedad o de la
mortalidad en una población si se eliminara la exposición o el
factor de riesgo:
FAP = (∑PE RRE – ∑PnE RRE)/∑PE RRE
Medidas de impacto sobre la carga de la enfermedad
Son indicadores que miden la asociación de una enfermedad
específica con la mortalidad, la discapacidad y/o la calidad de
vida en una población de estudio. Estos indicadores agregan
tanto factores biológicos de la enfermedad como factores sociales.
Años de vida ajustados por discapacidad (AVAD, o DALY,
disability-adjusted life years)
Indica los años de vida de salud perdidos por la presencia de
discapacidad. Un DALY representa la pérdida de 1 año de completa salud por causa de la enfermedad estudiada. Para calcular
los años vividos con discapacidad, se utiliza la siguiente fórmula:
DALY = YLL + YLD = (N × L1) + (I × DW × L2)
donde YLL son los años de vida perdidos (years of life lost)
debido a la mortalidad prematura en la población (N, número
de muertes; L1, esperanza de vida media a la edad en la que
ocurre la muerte) y YLD son los años de vida perdidos por la
discapacidad (years lost due to disability) de las personas que
viven con una enfermedad o con las consecuencias de una
enfermedad (I, número de casos nuevos en el período; DW,
peso por discapacidad; L2, duración media de la enfermedad, en años, hasta su cese o muerte). Más información en
http://www.who.int/healthinfo/global_burden_disease/metrics_
daly/en/.
Años de vida ajustados a calidad (AVAC, o QALY, quality
adjusted life years)
Es una medida resumen que indica los años de vida ajustados
por calidad de vida. Para su cálculo, se combinan dos variables:
calidad de vida y cantidad de vida. Actualmente se pueden
utilizar formularios validados, como el EuroQol (EQ-5D) o el
índice de utilidades de salud (HUI).
*Tanto la OR como el RR se calculan utilizando el número de casos (C) o no casos (nC) de enfermedad en la población expuesta (E) y no expuesta (nE) siguiendo
las siguientes fórmulas:
OR = (CE × nCnE)/(nCE × CnE)
RR = (CE/CE + CnE)/[nCnE/(nCE + nCnE)]
Para su interpretación, se considera que un resultado igual a 1 indica ausencia de asociación; < 1, asociación negativa (factor protector), y > 1, asociación
positiva (factor de riesgo). La validez estadística se debe probar con el test de Mantel-Haenszel.
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12
Parte I Principios generales
do por el Ministerio de Sanidad en España. Dichas bases de
datos tienen como principal inconveniente el trabajar con datos
agregados de pacientes, ya que, en caso de problemas con el
envío de la información a la central, los resultados pueden estar
sobreestimados o subestimados. Otro problema identificado en
las bases de datos a gran escala es que la clasificación utilizada
para las enfermedades en las diferentes regiones o países que
nutren de datos puede no ser la más adecuada o la más comúnmente utilizada en el conjunto de las regiones o países participantes.5 Otras fuentes de información provienen de centros de
investigación y asociaciones médicas que, en ocasiones, logran
realizar potentes encuestas poblacionales o estudios de cohorte
a gran escala para conocer un problema determinado en una
población específica. Así, destacan las encuestas realizadas por
la American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS) para
conocer la carga de la enfermedad musculoesquelética en
EE. UU., que sirven como referencia del problema para otros
países desarrollados.6
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Estado actual d las l s on s
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El interés de la epidemiología en la cirugía ortopédica y traumatología se ha acentuado al constatar el impacto en la sociedad actual de enfermedades osteoarticulares crónicas y traumatismos graves. Ambas áreas de patología tienen diferente
distribución geográfica y diferentes consecuencias según el
país estudiado, pero, tanto en España como en Europa, su
alta prevalencia implica a grandes segmentos de población y
la derivada utilización de servicios de salud modula decisiones
de gestión que afectan a los recursos humanos disponibles en
la especialidad. Por otra parte, tanto las secuelas y la discapacidad que se producen como la demanda de calidad de vida
por parte de pacientes y de la sociedad en conjunto hacen que
el conocimiento epidemiológico de la patología musculoesquelética sea capital para sustentar el presente y el futuro de
la especialidad.
Globalmente, 18.000 personas por cada 100.000 habitantes viven afectadas por alguna lesión (o enfermedad) musculoesquelética (LM), el 57% de las cuales son mujeres y,
anualmente, se registra una tasa de incidencia de problemas
musculoesqueléticos de 8 por cada 1.000 habitantes. Los datos de 2016 del Institute for Health Metrics and Evaluation
(http://www.healthdata.org/data-visualization/gbd-compare)
indican que las enfermedades musculoesqueléticas son la séptima causa global de incapacidad, con una pérdida aproximada de 1.894,28 años de vida sana por 100.000 habitantes,
equivalente al 6% del total de los DALY de la población mundial (7,4% en el caso de las mujeres y 4,5% en el caso de los
varones). La prevalencia en Europa es relativamente mayor
que la media global, con tasas de 30.400 casos/100.000 habitantes y una tasa de incidencia anual de 15 casos/1.000 ha
bitantes. En este grupo poblacional, se estima que el 13,6%
de los años perdidos por discapacidad se asocian a las LM.
Los países europeos que más DALY pierden por estas enfermedades son Austria (17,2%) y Bélgica (15,4%). España, con
el 13,2%, ocupa el puesto 19 y se ubica debajo de Portugal,
con un 13,8%.
En EE. UU., las LM duplican en frecuencia (48%) los problemas circulatorios y las enfermedades respiratorias, y se consideran la principal causa de discapacidad afectando al 14% de
la población. La AAOS informó que cerca del 17% de las ausencias laborales y el 21% de los días en cama de la población
mayor de 18 años tenían como factor común una LM, superior
a los ocasionados por enfermedad circulatoria crónica (8%) y
enfermedades respiratorias (9%). Las principales causas de
ausencia laboral por LM fueron dolor crónico de las articulaciones (49%), artritis (27%), dolor cervical (14%), dolor lumbar (27%) y dolor por debajo de las rodillas (9%).6 La pirámide
poblacional de este país prevé que dentro de 25 años la población de más de 65 años se habrá duplicado y, dado que las LM
afectan al 75% de este grupo poblacional y que existe una correlación positiva con la obesidad que afecta a cerca del 79%
de la población, el impacto en términos de discapacidad, pérdida de productividad, utilización de servicios y pérdida de
calidad de vida se espera importante.7
En Europa, el envejecimiento poblacional no es más alentador, ya que para 2045 se estima que el 40% de la población
tendrá más de 55 años, equivalente a 285 millones de personas,
y otro 40% estará entre los 20 y los 55 años.8 La edad como
factor de riesgo, para las enfermedades de hueso y articulaciones está presente en más de la mitad de los procesos crónicos
en personas con edad superior a 50 años, en países desarrollados.
Las LM tienen un componente multicausal, y otra fuente
importante de casos son los accidentes de tráfico (AT), que,
mundialmente, ocupan la novena causa de mortalidad con cerca de 1,2 millones de muertes al año y 50 millones de personas
más que sufren traumatismos no mortales, de las cuales el 13%
presentan algún tipo de discapacidad permanente con un coste
de 300 millones de años de vida sana (causan el 11% de los
DALY mundiales) y un coste económico medio en Europa de
180.000 millones de euros anuales. La OMS pronostica un incremento del 65% en las tasas de mortalidad en países desarrollados y hasta un 80% en países en desarrollo para 2020. Esta
situación coloca a los traumatismos por AT en primer lugar
como causantes de muerte y discapacidad en todo el mundo,
por encima de las lesiones de guerra y las muertes por el VIH.9
Aproximadamente el 25% de las lesiones no mortales corresponden a lesiones intracraneales; el 23%, a fracturas de huesos
largos (tibia, húmero y fémur) de corta y larga duración; el
10%, a heridas abiertas; el 7,5%, a heridas internas; el 5,5%, a
fracturas de radio; el 3%, a fracturas de huesos de la cara; el
3%, a fracturas de pelvis; el 4%, a fracturas de hueso de pies o
manos, y el 2%, a fracturas de vértebras.7 Las fracturas, además, son responsables del 32% de los casos de discapacidad
permanente.10 Estos pacientes representan cerca del 31% de
todas las personas atendidas por traumatismos y el 48% de la
ocupación de camas en plantas quirúrgicas. Además, son los
usuarios más frecuentes de los quirófanos, de las unidades de
cuidados intensivos, de los servicios de radiología, fisioterapia
y rehabilitación.
Las acciones preventivas son, por tanto, de vital importancia y tanto la OMS como la comunidad internacional se han
propuesto el objetivo de salvar 5 millones de vidas en la
próxima década implementado intervenciones de seguridad
vial.11 Desde el punto de vista del tratamiento oportuno, se
busca identificar intervenciones que utilizadas correctamente
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C
13
apítulo 2 Bases de epidemiología
contribuyan a disminuir la mortalidad y discapacidad. Un
ejemplo es el estudio CRASH-2, que informó de un total de
100.000 muertes evitables al año previniendo hemorragias en
pacientes traumatizados con el uso de ácido tranexámico y
antifibrinolíticos,12 y, aunque los resultados fueron inicialmente criticados, el estudio es un ejemplo de posibles formas
de actuación.13
La magnitud del problema de las LM desencadenó, finalmente, que en 1998 se declararan los años 2000-2010 como
la década del hueso y las articulaciones. La misión de esta
iniciativa fue mejorar la salud relacionada con la calidad de
vida de los pacientes afectados con LM en todo el mundo.
Los principales objetivos fueron incrementar la difusión del
crecimiento de las LM y la carga social que supone a los
sistemas sanitarios; involucrar a los pacientes a participar
activamente en su tratamiento; prevenir lesiones con intervenciones coste-efectivas, y promover la investigación para
mejorar la prevención y el tratamiento.14 Las áreas de acción
se clasificaron en cuatro grandes grupos: los traumatismos
musculoesqueléticos graves, las lesiones articulares, los trastornos del raquis, la osteoporosis y las fracturas de fragilidad
relacionadas.15
El European Bone and Joint Health Strategies Project
encontró en Europa que la incidencia anual de los traumatismos musculoesqueléticos es de 10 por cada 1.000 habitantes, de los cuales el 5-10% corresponden a no uniones o
pseudoartrosis. Sobre las fracturas relacionadas con la osteoporosis, pronostica que el 40% de las mujeres mayores
de 65 años tendrán una fractura de fragilidad (fémur proximal, húmero proximal, radio distal, cuerpos vertebrales) con
un limitado potencial de curación. Del total de procedimientos quirúrgicos vertebrales, se espera que el 34% sean artrodesis y reartrodesis. Y sobre las enfermedades articulares,
se encontró que el 50% de las personas de más de 65 años
tienen problemas o lesiones articulares y, de estas, el 25%
precisan tratamiento.13
Estado actual d las artro last as
d cad ra y rod lla n Es aña
e
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
e
e
i
p
e
i
p
En el área de la cirugía ortopédica, una fuente de datos importante son los registros sanitarios que permiten identificar las
principales intervenciones quirúrgicas y los dispositivos médicos implantados como parte del tratamiento de las LM, y también evaluar su efectividad y supervivencia en el tiempo. En
Europa existen varios ejemplos de registros de artroplastias,
como el Registro Sueco de Artroplastias de Cadera o de Rodilla,16 el National Joint Registry o Registro Nacional de Articulaciones de Inglaterra, Gales e Irlanda del Norte,17 o el Registro
Italiano de Implantes Protésicos en Ortopedia,18 por mencionar
algunos. En España no se cuenta con un registro de artroplastias
desarrollado. Para el desarrollo de la segunda parte de este capítulo, se consultaron los datos de procedimientos del CMBD,
proveniente del Instituto de Información Sanitaria del Ministerio de Sanidad, correspondientes a las artroplastias de cadera y
rodilla, junto con su diagnóstico principal en España desde 1997
hasta 2015, desagregado por comunidad autónoma, edad y sexo (varón, mujer). Los datos fueron posteriormente agrupados
según la novena edición de la Clasificación Internacional de
Enfermedades modificada (CIE9-CM). Los datos poblacionales
se obtuvieron del Instituto Nacional de Estadística a través de
las cifras de población y censos demográficos de la población
española. Los objetivos aquí han sido estimar la prevalencia de
las artroplastias en España, describir su distribución por edad,
sexo y comunidades autónomas, y analizar la evolución de los
procedimientos en España en el tiempo de estudio. Para el análisis descriptivo, se utilizaron las tasas crudas de los procedimientos. Para el procedimiento analítico, se generó un modelo
de regresión binomial negativa para cada una de las artroplastias,
utilizando como variables independientes el tiempo, la región
(comunidades autónomas, España), los grupos de edad (> 74
años, 65-74 años, 45-64 años y 15-44 años) y el sexo (varón,
mujer). Los datos de población se utilizaron para ajustar los
modelos.
El número total de artroplastias de cadera y rodilla realizadas en España en los 19 años incluidos (1997-2015) es de
1.426.900, de las cuales el 31% corresponden a artroplastia
total de cadera (ATC); el 17%, a artroplastia parcial de cadera
(APC); el 5%, a recambios de cadera (RC); el 45%, a artroplastia total de rodilla (ATR), y el 3%, a recambios de rodilla (RR).
La tasa cruda media anual por cada 100.000 habitantes es de
52 para ATC, de 28 para APC, de 8 para RC, de 75 para ATR y
de 5 para RR (tabla 2-1).
El diagnóstico principal descrito como causa de ATC y
ATR es la artrosis, con el 73 y el 94%, respectivamente; el
93% de las APC son debidas a fracturas, y más del 70% de
las RC y RR se originan por complicaciones mecánicas y no
mecánicas de los implantes primarios. A nivel de los servicios
de salud, la media de la estancia hospitalaria de los pacientes
con artroplastia primaria es de entre 9 ± 6 y 11 ± 9 días, cifras
que se duplican en el caso de artroplastia de revisión. Llama
la atención la variabilidad que existe entre las RC, las RR y
las APC.
En el análisis temporal de la figura 2-1, observamos que,
en general, todos los tipos de artroplastias tienen una tendencia positiva, aunque la velocidad de crecimiento es distinta.
Comparando las tasas crudas de las artroplastias de 1997 con
las de 2015, observamos que las ATC han aumentado a un
ritmo de 111.000 artroplastias anuales, lo que se traduce en
un crecimiento acumulado del 50%, pasando de una tasa cruda de 40 × 105 a una de 60 × 105 habitantes/año. Las APC han
aumentado un 66% a un ritmo de 78.000 artroplastias por año,
pasando de una tasa cruda de 21 × 105 a una de 35 × 105 habitantes/año. Las ATR han aumentado un 114% a un ritmo de
267.000 artroplastias anuales, pasando de una tasa cruda de
42 × 105 a 90 × 105 habitantes/año (con una máxima en 2011
de 100 × 105). Finalmente, las RC han pasado de una tasa de
9 × 105 a 10 × 105 habitantes/año, lo que representa un crecimiento porcentual del 11% a un ritmo de más de 5.000 artroplastias por año, mientras que las RR muestran un crecimiento de un 80%, pasando las tasas crudas de 5 × 105 a 9 × 105
habitantes/año a una velocidad de 22.000 artroplastias anuales.
Si bien estos datos descriptivos sugieren un incremento en
el número de procedimientos, los modelos de regresión de la
tabla 2-2 indican que en los casos de ATC y APC no parece
haber diferencias en el número de procedimientos desde 2008
y que las RC parecen haber frenado su crecimiento entre 2012
y 2015. En el caso de las artroplastias de rodilla, los modelos
ERRNVPHGLFRVRUJ
14
T
Parte I Principios generales
abla 2-1 Características generales de las artroplastias de cadera y rodilla en España (1997-2015)
ATC
APC
RC
ATR
RR
N.º de procedimientos (1997-2015)
435.875
238.933
67.683
638.542
45.869
Tasa cruda (× 100.000 habitantes/año)
52
28
8
75
5
Sexo, mujer (%)
53,4
76,3
57,7
72
73,5
Edad en años (media ± DE)
67,6 ± 12,4
82,3 ± 8,6
69,7 ± 12,2
70,6 ± 7,7
70,7 ± 8,4
73,5
0,7
3,1
94,9
2,5
Causa de artroplastia (%)
Osteoartrosis
Fractura
14,5
93,2
3,1
—
—
Osteonecrosis
4,6
0,2
0,3
0,2
—
Aflojamiento aséptico
0,5
—
13,3
—
19,3
Infección
0,3
—
0,7
0,2
1,5
Complicación mecánica
0,8
1,1
73,1
0,3
37
Complicaciones (otras)
—
—
—
—
32,4
Otros
5,9
4,7
6,5
4,3
7,3
Media ± DE
10,6 ± 9,2
13,9 ± 10,8
18,6 ± 19,6
8,9 ± 6,4
14,8 ± 16,9
Rango intercuartílico
5
8
13
4
9
Tiempo de estancia (días)
APC, artroplastia parcial de cadera; ATC, artroplastia total de cadera; ATR, artroplastia total de rodilla; DE, desviación estándar; RC, revisión
de cadera; RR, revisión de rodilla.
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
2000
1999
1998
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1997
Tasa cruda* (× 100.000 habitantes/año)
de la tabla 2-3 sugieren que también el crecimiento de estos
procedimientos se ha frenado a partir de 2013, nuevamente en
relación con 2015.
Sobre la distribución por sexos, en el análisis descriptivo
(fig. 2-2) de las artroplastias encontramos que la mayoría
Año
ATC
APC
RC
ATR
RR
i
F gura 2-1 Tasa de prevalencia de las artroplastias de cadera y
rodilla en España de 1997 a 2015. APC, artroplastia parcial de cadera;
ATC, artroplastia total de cadera; ATR, artroplastia total de rodilla; RC, revisión de cadera; RR, revisión de rodilla. *Datos suavizados usando un
modelo de regresión lineal. (Fuente: Elaboración propia a partir de la base
de datos del Sistema Nacional de Salud.)
(> 50%) de los procedimientos se realizan en mujeres. Sin embargo, el RR de la tabla 2-2 indica que los varones tienen un
16% más de riesgo de ser intervenidos por ATC, un 45% menos
de probabilidad de recibir una APC, y no hay diferencias por
sexos en el caso de RC, riesgos ajustados por el resto de variables del modelo. Los datos de rodilla (v. tabla 2-3) confirman
la tendencia descriptiva, ya que los varones tienen un 48% menos de posibilidad de recibir una ATR y un 54% menos de riesgo
de recibir una RR.
En relación con la distribución por grupos de edad, de la
figura 2-3 se puede deducir que la población con más de 65
años es la más afectada por cualquier tipo de artroplastia,
aunque se aprecia un incremento de retrasar la edad para
realizar los procedimientos hacia el subgrupo de más de 74
años. En el análisis detallado encontramos que, en comparación con el grupo de más de 74 años, la población de entre
65 y 74 años tiene un 5% más de posibilidades de recibir una
ATC, 90 veces menos riesgo de recibir una APC, 20 veces
menos riesgo de recibir una RC, un 43% más de posibilidades de recibir una ATR y un 27% más de posibilidades de
recibir una RR.
Finalmente, en el análisis regional por comunidades autónomas encontramos que en las comunidades de Asturias, Cantabria, Navarra y el País Vasco se realizan anualmente entre un 30
y un 80% más de ATC respecto de la media española, mientras
que comunidades como Extremadura y Andalucía realizan entre
un 25 y un 30% menos. Esta variabilidad se repite en prácticamente todos los tipos de artroplastia y se pueden observar gráfi-
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
15
apítulo 2 Bases de epidemiología
abla 2-2 Análisis de los determinantes del número de artroplastias de cadera en España
T
ATC
RR
APC
Valor P
Intervalo
confianza, 95%
RR
RC
Valor P
Intervalo
confianza, 95%
RR
Valor P
Intervalo
confianza, 95%
ño
A
2015
1,000
1997
0,653
0,000
(0,613-0,695)
1,000
0,985
0,740
(0,899-1,079)
0,702
1,000
0,000
(0,640-0,769)
1998
0,685
0,000
(0,644-0,730)
0,923
0,088
(0,842-1,012)
0,769
0,000
(0,703-0,842)
1999
0,652
0,000
(0,613-0,694)
0,853
0,001
(0,778-0,935)
0,792
0,000
(0,724-0,867)
2000
0,695
0,000
(0,653-0,740)
0,824
0,000
(0,752-0,903)
0,875
0,003
(0,801-0,957)
2001
0,759
0,000
(0,713-0,807)
0,869
0,002
(0,793-0,952)
0,954
0,298
(0,874-1,042)
2002
0,790
0,000
(0,743-0,841)
0,886
0,010
(0,809-0,971)
0,976
0,594
(0,894-1,066)
2003
0,805
0,000
(0,757-0,857)
0,860
0,001
(0,785-0,942)
0,996
0,933
(0,913-1,087)
2004
0,794
0,000
(0,746-0,845)
0,873
0,003
(0,797-0,956)
0,982
0,682
(0,900-1,072)
2005
0,868
0,000
(0,816-0,923)
0,879
0,005
(0,803-0,962)
1,028
0,535
(0,942-1,121)
2006
0,916
0,005
(0,861-0,974)
0,865
0,002
(0,790-0,947)
1,106
0,022
(1,014-1,206)
2007
0,922
0,010
(0,867-0,981)
0,943
0,201
(0,861-1,032)
1,080
0,080
(0,991-1,178)
2008
0,967
0,277
(0,909-1,028)
0,953
0,296
(0,870-1,043)
0,556
0,000
(0,507-0,610)
2009
1,006
0,859
(0,946-1,069)
0,963
0,412
(0,880-1,054)
0,448
0,000
(0,408-0,493)
2010
1,060
0,062
(0,997-1,127)
1,001
0,974
(0,915-1,096)
0,436
0,000
(0,396-0,480)
2011
1,073
0,023
(1,010-1,141)
1,133
0,007
(1,035-1,240)
0,415
0,000
(0,377-0,457)
2012
0,919
0,007
(0,864-0,977)
0,904
0,027
(0,826-0,989)
0,976
0,591
(0,895-1,065)
2013
0,979
0,489
(0,921-1,040)
0,886
0,008
(0,810-0,969)
1,040
0,370
(0,954-1,134)
2014
1,003
0,912
(0,944-1,067)
0,983
0,707
(0,899-1,075)
1,091
0,048
(1,001-1,189)
omunidad autónoma
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
C
Madrid
1,000
1,000
1,000
Andalucía
0,736
0,000
(0,697-0,777)
1,098
0,013
(1,020-1,181)
0,588
0,000
(0,547-0,631)
Aragón
1,039
0,192
(0,981-1,100)
0,904
0,017
(0,832-0,982)
0,709
0,000
(0,652-0,771)
Asturias
1,892
0,000
(1,788-2,002)
0,861
0,001
(0,791-0,938)
1,471
0,000
(1,360-1,592)
Islas Baleares
0,872
0,000
(0,822-0,925)
0,722
0,000
(0,661-0,790)
0,793
0,000
(0,725-0,868)
Islas Canarias
0,624
0,000
(0,588-0,661)
0,805
0,000
(0,741-0,875)
0,575
0,000
(0,528-0,626)
Cantabria
1,708
0,000
(1,611-1,811)
0,898
0,020
(0,820-0,983)
1,388
0,000
(1,272-1,514)
Castilla y León
1,249
0,000
(1,182-1,320)
0,862
0,000
(0,796-0,933)
0,891
0,003
(0,827-0,961)
CastillaLa Mancha
0,813
0,000
(0,768-0,860)
0,993
0,868
(0,917-1,076)
0,655
0,000
(0,604-0,710)
Cataluña
1,215
0,000
(1,151-1,283)
1,050
0,197
(0,975-1,130)
1,121
0,001
(1,046-1,202)
Comunidad
Valenciana
0,921
0,003
(0,872-0,973)
0,958
0,268
(0,889-1,033)
0,816
0,000
(0,759-0,878)
Extremadura
0,588
0,000
(0,554-0,624)
0,985
0,721
(0,904-1,072)
0,551
0,000
(0,502-0,604)
Galicia
1,153
0,000
(1,091-1,218)
0,699
0,000
(0,646-0,758)
0,717
0,000
(0,665-0,774)
Murcia
0,779
0,000
(0,735-0,826)
0,901
0,016
(0,828-0,981)
0,967
0,424
(0,897-1,050)
Navarra
1,718
0,000
(1,621-1,821)
0,891
0,013
(0,814-0,976)
1,113
0,022
(1,016-1,219)
País Vasco
1,542
0,000
(1,459-1,629)
0,915
0,030
(0,845-0,991)
1,218
0,000
(1,130-1,312)
La Rioja
1,373
0,000
(1,289-1,463)
1,033
0,519
(0,937-1,138)
2,180
0,000
(1,991-2,387)
(Continúa)
ERRNVPHGLFRVRUJ
16
T
Parte I Principios generales
abla 2-2 Análisis de los determinantes del número de artroplastias de cadera en España (cont.)
ATC
G
RR
APC
Valor P
Intervalo
confianza, 95%
RR
RC
Valor P
Intervalo
confianza, 95%
RR
Valor P
Intervalo
confianza, 95%
rupo edad (años)
1,000
65-74
1,057
0,000
(1,028-1,086)
0,113
0,000
(0,109-0,117)
0,813
0,000
(0,783-0,843)
45-64
0,109
0,000
(0,106-0,112)
0,004
0,000
(0,004-0,005)
0,069
0,000
(0,066-0,072)
15-44
0,098
0,000
(0,095-0,101)
0,003
0,000
(0,003-0,003)
0,069
0,000
(0,065-0,072)
0,365
(0,984-1,044)
S
> 74
1,000
exo
Varones
1,000
Mujeres
0,861
A
1,000
1,000
0,000
(0,844-0,879)
1,840
1,000
0,000
(1,784-1,898)
1,014
nálisis del modelo
psd.R2 (valor P)
0,247 (0,000)
0,331 (0,000)
0,275 (0,000)
Ji2(alfa)
0,000
0,000
0,000
T
APC, artroplastia parcial de cadera; ATC, artroplastia total de cadera; RC, revisión de cadera; RR, riesgo relativo.
Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos del Sistema Nacional de Salud usando un modelo de regresión binomial negativa.
abla 2-3 Análisis de los determinantes del número de artroplastias de rodilla en España
ATR
A
IRR
RR
Valor P
Intervalo
confianza, 95%
IRR
0,000
(0,283-0,333)
0,230
Valor P
Intervalo
confianza, 95%
0,000
(0,204-0,260)
ño
2015
1,000
1997
0,307
1,000
1998
0,375
0,000
(0,346-0,406)
0,308
0,000
(0,274-0,345)
1999
0,397
0,000
(0,367-0,431)
0,341
0,000
(0,305-0,382)
2000
0,459
0,000
(0,424-0,498)
0,458
0,000
(0,411-0,510)
2001
0,527
0,000
(0,487-0,570)
0,524
0,000
(0,472-0,581)
2002
0,614
0,000
(0,568-0,664)
0,598
0,000
(0,540-0,663)
2003
0,669
0,000
(0,619-0,723)
0,724
0,000
(0,655-0,800)
2004
0,729
0,000
(0,674-0,788)
0,783
0,000
(0,709-0,864)
2005
0,795
0,000
(0,735-0,859)
0,861
0,003
(0,781-0,950)
2006
0,904
0,010
(0,837-0,976)
0,929
0,135
(0,843-1,023)
2007
0,941
0,124
(0,872-1,017)
1,026
0,603
(0,932-1,129)
2008
1,039
0,329
(0,962-1,122)
0,714
0,000
(0,646-0,789)
2009
1,083
0,042
(1,003-1,169)
0,675
0,000
(0,611-0,746)
2010
1,148
0,000
(1,064-1,239)
0,625
0,000
(0,565-0,691)
2011
1,265
0,000
(1,172-1,365)
0,639
0,000
(0,578-0,707)
2012
0,880
0,001
(0,815-0,915)
0,842
0,001
(0,764-0,929)
2013
0,972
0,466
(0,900-1,049)
1,008
0,873
(0,915-1,110)
2014
0,990
0,804
(0,917-1,070)
1,011
0,821
(0,918-1,113)
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
17
apítulo 2 Bases de epidemiología
abla 2-3 Análisis de los determinantes del número de artroplastias de rodilla en España (cont.)
T
ATR
IRR
RR
Valor P
Intervalo
confianza, 95%
IRR
0,802
(0,925-1,062)
0,844
Valor P
Intervalo
confianza, 95%
0,000
(0,779-0,914)
omunidad autónoma
C
Madrid
1,000
Andalucía
0,991
1,000
Aragón
1,108
0,005
(1,031-1,192)
0,831
0,000
(0,754-0,916)
Asturias
1,142
0,000
(1,061-1,229)
1,188
0,000
(1,081-1,306)
Islas Baleares
0,797
0,000
(0,740-0,859)
0,872
0,012
(0,783-0,971)
Islas Canarias
0,658
0,000
(0,611-0,708)
0,813
0,000
(0,738-0,895)
Cantabria
0,902
0,008
(0,836-0,974)
0,642
0,000
(0,564-0,730)
Castilla y León
0,921
0,024
(0,857-0,989)
0,802
0,000
(0,734-0,875)
Castilla-La Mancha
1,063
0,092
(0,990-1,142)
1,021
0,640
(0,935-1,116)
Cataluña
1,454
0,000
(1,358-1,558)
1,541
0,000
(1,426-1,665)
Comunidad Valenciana
0,984
0,656
(0,917-1,056)
1,227
0,000
(1,132-1,330)
Extremadura
0,855
0,000
(0,794-0,920)
0,880
0,012
(0,796-0,973)
Galicia
0,610
0,000
(0,567-0,655)
0,636
0,000
(0,582-0,696)
Murcia
0,950
0,168
(0,884-1,022)
1,204
0,000
(1,096-1,322)
Navarra
1,336
0,000
(1,240-1,439)
0,855
0,010
(0,759-0,963)
País Vasco
1,062
0,097
(0,989-1,141)
1,158
0,001
(1,061-1,264)
La Rioja
1,173
0,000
(1,084-1,269)
2,077
0,000
(1,858-2,322)
rupo edad (años)
G
> 74
1,000
65-74
1,438
0,000
(1,392-1,486)
1,283
1,000
0,000
(1,232-1,336)
45-64
0,076
0,000
(0,073-0,078)
0,071
0,000
(0,068-0,074)
15-44
0,010
0,000
(0,010-0,011)
0,017
0,000
(0,016-0,019)
0,000
(2,112-2,266)
exo
S
Varones
1,000
Mujeres
1,928
1,000
0,000
(1,879-1,979)
2,188
nálisis del modelo
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
A
psd.R2 (valor P)
0,267(0,000)
0,321 (0,000)
Ji2(alfa)
0,000
0,000
ATR, artroplastia total de rodilla; IRR, incremento del riesgo relativo; RR, revisión de rodilla.
Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos del Sistema Nacional de Salud usando un modelo de regresión binomial negativa.
camente en las figuras 2-4 y 2-5. El análisis espacial permite
apreciar cómo la tasa cruda de las artroplastias se incrementó de
1997 a 2010 y, a partir de entonces, se mantiene estable o incluso ha llegado a disminuir en algunas comunidades autónomas.
Según los datos anteriores, hay que destacar que, estudiando
los procedimientos de artroplastia de cadera y rodilla realizados
en España entre 1997 y 2015 en el CMBD, se puede constatar la
evolución de cada tipo de procedimiento en comparación con los
demás y se puede observar la evolución de las artroplastias de
cadera y rodilla por sexo y por grupos de edad, con claras tendencias tanto en cirugía primaria como de revisión. Si comparamos la relación entre artroplastias primarias y artroplastias de
revisión en España con la del National Joint Registry de Inglaterra, Gales e Irlanda del Norte, encontramos que la razón es 2,55
veces menor para las caderas y 2,21 menor para las rodillas.19
Comparando los datos de rodilla en el estudio de Kurtz et al.,20
ERRNVPHGLFRVRUJ
18
ATC
APC
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
100
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Parte I Principios generales
RC
90
80
70
%
60
50
40
30
20
0
Varones
100
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
10
Mujeres
ATR
RR
90
80
70
%
60
50
40
30
20
Varones
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
0
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
10
Mujeres
i
F gura 2-2 Distribución de las artroplastias en España (1997-2015) por sexo. APC, artroplastia parcial de cadera; ATC, artroplastia total de cadera; ATR, artroplastia total de rodilla; RC, revisión de cadera; RR, revisión de rodilla. (Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos del Sistema
Nacional de Salud.)
observamos que en 2008 la tasa cruda (TC) de ATR primaria en
España era de 82,9 × 100.000 habitantes/año, superior a la de
Portugal (TC = 55,4), similar a la de Italia (TC = 94,7) y Francia
(TC = 98,1), y bastante inferior a las de Inglaterra (TC = 144,6),
Australia (TC = 165,5), Suiza (TC = 176,8), Alemania (TC =
188,3) y EE. UU. (TC = 213,3). Notamos, entonces, que España
está en rango equivalente a países de nuestro entorno, aunque
otros superan ampliamente nuestra tasa de implantación. Faltaría
ajustar el análisis por edad y sexo, puesto que cada país tiene una
distribución poblacional diferente.
Si bien el número de las artroplastias totales de cadera y de
las artroplastias totales de rodilla se ha incrementado desde que
se inició el registro de los procedimientos quirúrgicos, no podemos concluir que la tendencia sea a crecer en los próximos
años. La distribución de las tasas crudas muestra en ambos
casos un posible estancamiento y se requiere un análisis especializado para conocer las proyecciones de futuro. Merece la
pena comparar dicha tendencia entre comunidades autónomas,
ya que llama la atención la marcada variabilidad en las técnicas
quirúrgicas entre las diferentes regiones. La variabilidad detectada llega a observar un riesgo de RR en algunas comunidades
de hasta 20 veces más que la media, donde se sitúa Madrid,
mientras que en otras la posibilidad es de la cuarta parte de la
media. A día de hoy, se desconoce el motivo, posiblemente
multifactorial, de la variable implantación de artroplastias en
nuestro país, aunque algunos estudios han encontrado una in-
fluencia moderada del número de cirujanos ortopédicos
(5-10%), la renta en salud per cápita y el índice de envejecimiento en la variabilidad de las tasas ajustadas por edad y sexo.21 Son necesarios otros estudios sobre la utilización de los
servicios de salud y el uso apropiado de las intervenciones
para poder identificar los factores que influyen en la variabilidad de los procedimientos entre las regiones, aunque los límites
de potencia instalada para la intervención y la demanda de la
población se han considerado posibles factores.
Para la realización de este estudio, se utilizaron bases de
datos secundarias provenientes de los informes anuales de cada
comunidad autónoma. Esto tiene una limitación metodológica,
ya que los datos se reciben anónimos y agregados por regiones,
y, a nivel de análisis, impide distribuir los datos por tipo de
hospital, tipo de entorno (urbano/rural), etc. Tampoco nos es
posible conocer los pormenores de las intervenciones, como el
tipo de fijación o el tipo de par de fricción.
Pese a las limitaciones, dichas bases de datos nos permiten
evaluar la utilización de la tecnología a escala nacional y compararla con la de otros países,20 y, especialmente, comprender la
distribución regional de los procedimientos en nuestro país y su
evolución temporal, como hemos verificado en la cadera21 y en
la rodilla.22 Pero la utilización conjunta de bases de datos permite también análisis poblacionales de mayor calado, como el análisis de la utilización de medicación en el tratamiento de la osteoporosis y su efecto en la incidencia de fracturas de cadera.23
ERRNVPHGLFRVRUJ
APC
RC
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
ATC
100
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
C
19
apítulo 2 Bases de epidemiología
90
80
70
%
60
50
40
30
20
0
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
10
RR
ATR
100
90
80
70
%
60
50
40
30
20
Grupos de edad en años:
< 15
15-44
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
0
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
10
45-54
55-64
65-74
> 74
F gura 2-3 Distribución de las artroplastias en España (1997-2015) por grupos de edad. APC, artroplastia parcial de cadera; ATC, artroplastia
total de cadera; ATR, artroplastia total de rodilla; RC, revisión de cadera; RR, revisión de rodilla. (Fuente: Elaboración propia a partir de la base de
datos del Sistema Nacional de Salud.)
i
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
ATC
> 90
71-90
51-70
30-50
< 30
1997
2010
2015
1997
2010
2015
1997
2010
2015
APC
> 45
31-45
16-30
5-15
RC
> 30
21-30
11-20
5-10
<5
F gura 2-4 Evolución de la distribución espacial de las artroplastias de cadera en España (tasas crudas × 100.000 habitantes/año). APC, artroplastia parcial de cadera; ATC, artroplastia total de cadera; RC, revisión de cadera. (Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos del Sistema Nacional de Salud.)
i
ERRNVPHGLFRVRUJ
20
Parte I Principios generales
ATR
> 110
91-110
71-90
50-70
< 50
1997
2010
2015
1997
2010
2015
RR
>9
8-9
6-7
3-5
<3
i
F gura 2-5 Evolución de la distribución espacial de las artroplastias de rodilla en España (tasas crudas × 100.000 habitantes/año). ATR, artroplastia total de rodilla; RR, revisión de rodilla. (Fuente: Elaboración propia a partir de la base de datos del Sistema Nacional de Salud.)
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European country: bisphosphonates sales and observed turning point
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430-6.
­
f
bl ogra ía
i
Bi
Otros muchos análisis de base epidemiológica a escala nacional
e internacional son necesarios para obtener un mejor conocimiento de la situación actual y, sobre todo, de la previsión futura
de la patología que tratamos y trataremos en cirugía ortopédica
y traumatología. Urge la formación de nuestros especialistas en
estas técnicas de estudio para una adecuada comprensión del
campo de acción de nuestros servicios, lo que permitirá el mejor
diseño de la especialidad del futuro basado en las necesidades de
la población y el rendimiento de nuestras técnicas.
ERRNVPHGLFRVRUJ
Capítulo 3
Cirugía ortopédica y traumatología
basada en la evidencia
Ricardo Larraínzar Garijo, Fernando Corella Montoya, Olivier Marín-Peña,
Raúl García Bógalo, José María Martínez Gómiz
Resumen
El ejercicio profesional de la cirugía ortopédica y traumatología en el siglo xxi trae consigo un desarrollo tecnológico sin
precedentes: nuevos conocimientos, nuevas técnicas, nuevos fármacos, nuevas tecnologías, pero también el gran reto
de manejar este ingente volumen de información y realizar
un proceso de toma de decisiones de forma sistemática y
objetiva. La medicina basada en la evidencia proporciona al
clínico las herramientas necesarias para conseguir este objetivo y, en el ámbito de nuestra especialidad, ha permitido un
avance de la calidad de la producción científica.
Int oducc ón
r
i
En pleno siglo xxi, la proliferación de datos e información
clínica disponibles en revistas biomédicas ha crecido de tal
manera que resulta del todo imposible «estar al día» y, sobre
todo, poder discernir lo que es útil y relevante de lo que no lo
es. Hace ya casi tres décadas que Guyatt1 publicó en 1991 un
editorial en el ACP Journal Club en el que definía la medicina
basada en la evidencia (MBE) como «una actitud de escepticismo ilustrado respecto a la aplicación de tecnologías diagnósticas, terapéuticas y pronósticas al manejo cotidiano del paciente». Desde entonces, son muchos los clínicos, gestores y
profesionales sanitarios que han incorporado la MBE a la práctica asistencial. El principal valor que aporta esta actitud de
escepticismo ilustrado es sistematizar2 y, por tanto, parametrizar
la forma de tomar esa decisión.3
Sin lugar a dudas, este enfoque ha cambiado la forma en la
que los clínicos, organizaciones y autoridades sanitarias toman
las decisiones que afectan a los cuidados en salud y la MBE se
ha consolidado definitivamente hasta el punto de condicionar
el pensamiento científico y, sobre todo, su aplicación asistencial.2,4 Es difícil que cuestiones relevantes en el día a día no
tengan en la actualidad un análisis de la evidencia disponible
en alguna de las organizaciones en Internet, como COCHRANE
(www.cochrane.org) o NICE (www.nice.org.uk). La difusión
de acceso a Internet en las instituciones sanitarias y el empleo
de dispositivos móviles hace que sea fácil para el clínico consultar las guías de práctica clínica y las respuestas clínicas que
se buscan. De hecho, es posible descargar podcasts en castellano para escuchar estas revisiones clínicas sobre las intervenciones (www.cochrane.org/es/search/site/podcasts).
La cirugía ortopédica y traumatología no es ajena a este
movimiento y existen multitud de recursos docentes en forma
de libros y publicaciones en la red que abordan aspectos más
concretos de la especialidad. El verdadero valor que ha tenido
la ortopedia basada en la evidencia es que ha conseguido mejorar la calidad de los trabajos publicados a través del interés
de los autores en conseguir trabajos clínicamente relevantes
con validez externa e interna. La principal actividad de un traumatólogo es la cirugía y la dificultad de llevar a cabo estudios
aleatorizados con grupo control es muy alta, pero esto no es
excusa para conseguir avanzar en el conocimiento real de la
especialidad, alejándonos de sesgos y otros factores de confusión, y centrándonos en el enfermo.
Es precisamente este enfoque el que ha creado una nueva
corriente de generar evidencia en la cirugía ortopédica y es
conocida como los manuscritos «POEM» (patient oriented evidence that matters). El objetivo no es publicar por publicar,
sino conseguir información clínica veraz que realmente influya
en los resultados y, a través de un ciclo continuo de mejora,
conseguir el desarrollo de la especialidad y los tratamientos
disponibles (fig. 3-1).
Resolución de problemas
Mejora de resultados
Investigación
básica
y desarrollo
de producto
Ortopedia
basada
en la evidencia
POEM
F gu a 3-1
i
r
Necesidades clínicas
Método científico
Ensayo clínico
Revisión
sistemática
Publicación
Comunicación
Lectura crítica
Ciclo continuo de mejora en la evidencia científica.
21
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
ERRNVPHGLFRVRUJ
22
Parte I Principios generales
• ¿Tengo que prescribir una heparina de bajo peso molecular
•
•
Los problemas que surgen de la relación médico-paciente son,
como todo buen clínico sabe, infinitos y cada uno sabe las inquietudes que desea resolver. El problema clínico es lo que nos
debe llevar a formular la pregunta clínica y es el punto de partida. Cuanto más identificado esté el problema clínico, más
fácil será conseguir una pregunta relevante y, cuanto más relevante sea la pregunta clínica, mayor validez externa va a tener
nuestro trabajo.
i
r
como profilaxis (esta es la medida que me estoy cuestionando).
Intervención con la que comparar: frente a la evolución
natural tromboembólica tras meniscectomía simple artroscópica (quiero saber qué ocurre cuando no se realiza profilaxis antitrombótica).
Resultado clínico que se valora: es suficientemente positivo como para obviar sus efectos secundarios (quiero conocer qué tiene más beneficios para mi paciente, si prevenir y
asumir los posibles efectos secundarios de las HBPM, o no
prevenir y asumir los riesgos de la trombosis en lugar de los
farmacológicos).
En la lectura crítica de un trabajo científico, la primera criba
siempre se realiza a partir de la pregunta inicial, pues esta determina la validez interna («¿Utilizaron los autores el diseño adecuado para contestar a la pregunta?») y la validez externa («¿Intenta el estudio contestar a una pregunta claramente definida, útil
y relevante?»). Formular bien la pregunta clínica es un paso
fundamental en la calidad científica de las publicaciones.
úsqueda de la ev denc a
Buscar la evidencia es la suma de dos acciones: por un lado,
definir claramente una estrategia de búsqueda a partir de los
elementos simplificados en nuestra pregunta clínica y, por otro,
elegir la base de datos biomédica donde vamos a realizar la
búsqueda.
ir
r
•
i
r
i
r
r
r
Fo mulac ón de mane a p ec sa
de una p egunta a pa t de
un p oblema clín co
•
Formular una pregunta de forma relevante consiste en dividir
los elementos principales del problema clínico y descomponerlo para poder sistematizar la información disponible. Una forma
E
•
(HBPM) a este paciente al que le he hecho una meniscectomía simple artroscópica?
¿Qué tratamiento prescribo para la osteoporosis en esta paciente con DMO (densidad mineral ósea) > 3 DE y alto
riesgo de fractura vertebral?
Tras la resección oncológica masiva, ¿reconstruyo con un
homoinjerto o con una megaprótesis?
¿Puedo mejorar la supervivencia de mis prótesis de rodilla si
empleo un navegador quirúrgico como elemento de apoyo?
se ha realizado una meniscectomía artroscópica simple.
• Intervención que se quiere considerar: el empleo de HBPM
i
Saber qué es lo que queremos buscar es el primer paso para
encontrar. Del modo más básico, podemos entender el problema clínico como la inquietud que nos lleva a cuestionar nuestros
conocimientos sobre un hecho concreto asistencial:
• Paciente o problema de interés: en un paciente sano al que
i
r
i
i
ifi
Ident cac ón de un p oblema
clín co
de recordarlo es seguir el acrónimo PICO (paciente descrito,
intervención que se quiere realizar, comparación y resultado
[outcome]). Con la experiencia se mejora la capacidad de formular preguntas relevantes, pero todas tienen elementos comunes:6 1) identificación del paciente y/o problema: tratar de describirnos a nosotros mismos el grupo de pacientes que son
similares al que nos interesa; 2) intervención: hay que descubrir
la principal acción que quiero llevar a cabo, ya sea diagnóstica,
terapéutica, etc., y es crucial ser específico; 3) intervención que
se quiere comparar: cuestionarnos cuáles son las alternativas
u opciones que existen de forma muy específica, y 4) resultado:
buscar qué esperamos que le suceda al paciente, preguntarnos
por cuál es el beneficio más específico deseado.
Imaginemos que nuestro problema clínico sea: «¿Tengo que
prescribir una HBPM a este paciente al que le he hecho una
meniscectomía simple artroscópica?». En este caso, podemos
formular la pregunta así: «En un paciente sano al que se ha realizado una meniscectomía artroscópica simple, ¿el empleo de
HBPM como profilaxis frente a la evolución natural tromboembólica tras el procedimiento es suficientemente positivo como
para obviar sus posibles efectos secundarios?». Esta pregunta
contiene los elementos que caracterizan mi problema clínico:
B
Siguiendo este esquema, la Asociación Británica de Ortopedia comenzó en 2015 un programa que ha denominado
«GIRFT» (getting it right first time, «haciéndolo bien a la primera») con un programa que se marca unos objetivos al corto
(reducción de costes de implantes, reducción de estancias, reducción de infecciones quirúrgicas), medio (reducción de complicaciones quirúrgicas, protocolos y registros nacionales) y
largo plazo (disminución en cirugía protésica de revisión, disminución de demandas judiciales).
Está claro que la ortopedia basada en la evidencia no es una
moda pasajera, sino que trata de incorporar a nuestra práctica
clínica la sistemática aprendida de otras disciplinas adaptándola y orientándola hacia la resolución de problemas de la forma
más eficiente en nuestro campo.
El objetivo de este capítulo no es recopilar y procesar toda
la información clínica disponible en cirugía ortopédica, sino
facilitar al lector la comprensión de los pasos sucesivos y secuenciales5 de la MBE, la lectura crítica de los artículos y su
impacto económico sanitario para que adquiera los conocimientos y habilidades que le permitan mejorar el diseño de sus
estudios y adquirir una opinión propia de la veracidad y validez
de los datos que le sean presentados.
strategia de búsqueda
Para obtener una información de calidad, es muy importante
que desarrollemos una estrategia sistemática y tratar de limitar
al máximo la búsqueda.
ERRNVPHGLFRVRUJ
23
C
apítulo 3 Cirugía ortopédica y traumatología basada en la evidencia
Elección de los términos de búsqueda
• Reducción de la búsqueda: 1) emplear términos más pre
­
Una vez definida claramente nuestra pregunta, deberíamos realizar una «tormenta de ideas» para tratar de conocer los términos que mejor identifican nuestra búsqueda. En nuestro ejemplo,
podrían establecerse como «adulto», «artroscopia», «rodilla»,
«trombosis», «adulto», «factores de riesgo», etc.
Estos términos libres se conocen como keywords y son
aquellos que nosotros elegimos para definir nuestra pregunta.
El principal problema de realizar la búsqueda empleando términos libres es que se realiza exactamente por la palabra y
podemos perder información por motivos como emplear escrituras incorrectas del inglés (p. ej., «arthroscopi» en lugar de
«arthroscopy») o sinónimos («flebitis»).
Para obviar este tipo de problemas, se desarrolló en Medline una herramienta de búsqueda mediante el empleo de términos MeSH. Estos constituyen una serie de términos predefinidos y actualizados constantemente que los editores de Medline
emplean para clasificar las referencias bibliográficas. Están
organizados en forma jerárquica en varios niveles.
Combinación de los términos de búsqueda
Para poder combinar los términos elegidos, deberíamos tratar
de agruparlos por afinidades o por grupos que expresen la misma idea. En nuestro ejemplo, podemos utilizar un término libre,
«meniscal», y dos MeSH por cada grupo, «adult/arthroscopy»
y «thrombophlebitis/postoperative complication», y agruparlos
por afinidad. Una vez agrupados, podemos empezar la búsqueda, para lo cual emplearemos los operadores booleanos que
sirven para expresar las relaciones entre los distintos grupos:
• And: da como resultado de la combinación aquellos que se
encuentran en todos los grupos que estamos comparando.
• Or: da como resultado de la combinación aquellos que se
cisos; 2) añadir más términos y usar el operador and, y
3) emplear términos MeSH muy específicos.
jemplo de una búsqueda
E
En nuestro caso práctico sobre la necesidad de realizar profilaxis
con HBPM, habíamos identificado dos grupos: uno compuesto
por el sujeto sano que se somete a cirugía meniscal mediante
un término libre, «meniscal», y dos MeSH, «adult/arthroscopy»,
y otro de complicaciones asociadas a la cirugía mediante dos
términos MeSH, «thrombophlebitis/postoperative complication». Combinando los dos grupos con el operador booleano
and, obtenemos cuatro artículos relevantes:
1. Demers C, Marcoux S, Ginsberg JS, Laroche F, Cloutier R,
Poulin J. Incidence of venographically proved deep vein
thrombosis after knee. Arthroscopy. Arch Intern Med
1998;158(1):47-50.
2. Delis KT, Hunt N, Strachan RK, Nicolaides AN. Incidence,
natural history and risk factors of deep vein thrombosis in
elective knee arthroscopy. Thromb Haemost 2001;86(3):
817-21.
3. Michot M, Conen D, Hotlz D. Prevention of deep-vein
thrombosis in ambulatory arthroscopic knee surgery. A randomized trial of prophylaxis with low weight molecular
heparin. Arthroscopy 2002;18(3):257-63.
4. Ilahi OA, Reddy J, Ahmad I. Deep venous thrombosis after
knee arthroscopy: a meta-analysis. Arthroscopy 2005;21(6):
727-30.
Encontrada la evidencia que buscábamos, a continuación debemos hacer una lectura crítica de la misma.
encuentran en alguno de los grupos que estamos comparando.
• Not: da como resultado de la combinación aquellos que se
encuentran en el primero de todos los grupos que estamos
comparando (elimina los que tengan en común).
ectu a c ít ca de la n o mac ón
c entí ca
L
r
i
lección de una base de datos
E
Las fuentes donde debemos buscar son Medline (PubMed),
Cochrane (Bandolera), NICE, UpToDate, Scottish Intercollegiate Guidelines Network, EMBASE, Current Concepts, etc.
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Revisión de los resultados de una búsqueda
El resultado de una búsqueda bibliográfica depende del número de referencias bibliográficas que existan en la base de datos.
Si queremos una búsqueda muy sensible que contenga todos
los artículos posibles, debemos tratar de ensanchar la búsqueda
lo máximo posible; si, por el contrario, queremos realizar una
búsqueda muy específica, debemos tratar de estrechar la búsqueda:
• Ampliación de la búsqueda: 1) emplear sinónimos; 2) usar
caracteres comodines al final de cada palabra para localizar
todas las palabras que empiecen de esa manera; 3) utilizar términos MeSH muy genéricos; 4) comprobar el correcto empleo de operadores booleanos, y 5) cambiar de
base de datos.
r
i
i
f
r
i
fi
Para que un artículo aporte valor a una decisión clínica, debemos
saber y, por tanto, buscar tres aspectos esenciales: su validez,
la magnitud de los resultados y la aplicabilidad de los mismos.
Es decir, hacer una lectura crítica.5
alidez interna
V
Hace referencia directamente al diseño del estudio, a la ejecución del mismo y, sobre todo, a la posibilidad de contener sesgos, es decir, al grado en el que las conclusiones del investigador describen correctamente lo que verdaderamente ocurre en
el estudio. Una diferencia entre dos intervenciones puede estar
causada por la propia intervención (lo que se investiga), por el
azar (lo medimos con la p = error a), por terceras variables
(modifican la relación entre la exposición y el resultado, ya sea
porque aumentan o disminuyen el efecto de la exposición) o
por sesgos (un desequilibrio entre los grupos en algo que condiciona el resultado). Los sesgos de selección y de desgaste de
la muestra se minimizan mediante la aleatorización. Los sesgos
de evaluación o actuación se minimizan mediante el enmascaramiento. Los sesgos disminuyen cuando los investigadores
realizan estudios experimentales, es decir, controlan el escena-
ERRNVPHGLFRVRUJ
24
Parte I Principios generales
rio de ejecución (ensayo laboratorio, ensayo clínico, ensayo
comunitario), frente a los estudios observacionales, en los que
el investigador describe un escenario. En estos últimos, hablamos de estudios analíticos cuando hay un grupo control (cohortes, casos y controles, transversal) y descriptivos cuando no lo
hay (series de casos) (fig. 3-2).
Podemos afirmar que el menor sesgo se produce en los ensayos clínicos aleatorizados (ECA) y el mayor en las series
de casos (ECA < casos y controles < transversales < series de
casos). No obstante, no debemos rechazar los estudios observacionales,7 ya que aportan mucha información útil que nos
permite estimar el espectro clínico de una enfermedad (las causas de una enfermedad no se pueden ver en ensayos experimentales), aparte de requerir menos recursos y dinero en su ejecución.
Es importante conocer el valor que cada diseño aporta. Para que las agencias sanitarias aprueben un medicamento, requieren un nivel de evidencia I (ECA) y retiran medicamentos
del mercado con un nivel de evidencia II-III primando la seguridad frente a la eficacia. No es que haya mejores o peores diseños, sino que hay diseños para cada momento y circunstancia.
En ocasiones, se confunden entre sí los estudios observacionales y grupo control. La diferencia viene marcada por la
dirección temporal entre la exposición y los resultados:
¿Asigna el investigador
la exposición?
Sí. Estudio
experimental
No. Estudio
observacional
¿Asignación
aleatoria?
¿Grupo
control?
Sí. ECA
No. Ensayo
no aleatorizado
Otro aspecto importante es prestar atención sobre cómo se han
tratado los abandonos y pérdidas durante el período de estudio.
El abandono es inevitable en la investigación clínica: el paciente retira el consentimiento, presenta efectos adversos, se traslada geográficamente, etc.
Si los investigadores solo consideran a aquellos durante el
período que han recibido tratamiento, hablamos de análisis por
protocolo. Si los investigadores han considerado que, a pesar
del abandono, el paciente figurará como si hubiese recibido la
intervención, nos referimos al análisis por intención de tratar.
Este enfoque por intención de tratar es el más exigente, mantiene la homogeneidad del grupo y tiene más valor en el caso
de demostrarse efecto beneficioso que el análisis por protocolo.
Cada situación específica requerirá un tipo de estudio u otro, y
lo que variará será el nivel de evidencia en función de los posibles sesgos.8
Resultados
Los resultados de un trabajo de investigación son el fin en sí
mismo. Investigamos para poder estimar y conocer el efecto de
un tratamiento y debemos cuestionarnos cuán precisa fue la
estimación del efecto, así como su magnitud. Nos interesa saber
cómo se ha medido ese efecto para posteriormente poder conocer la magnitud y fortaleza de la asociación estadística.9 En
este sentido, es muy importante destacar que el valor de p no
F gu a 3-2
r
•
i
•
No. Estudio
descriptivo
Dirección temporal
entre exposición
y resultado
• Estudio de cohorte: se selecciona por aquellos que han es-
tado expuestos (de la exposición al resultado).
Estudio de casos y controles: se selecciona por el resultado
(del resultado a la exposición).
Estudio transversal: simultanea el resultado y la exposición, por lo que no puede establecer relaciones de causa-efecto sino de asociación.
Sí. Estudio
analítico
Estudio
de cohorte
Exposición
Resultado
Estudio
de casos
y controles
Exposición
Resultado
Estudio
transversal
Exposición
Resultado
Distintos diseños de estudios.
tiene nada que ver con la magnitud del efecto. La p estadística
solo viene a representar la probabilidad de que lo que se afirma
es debido al azar y no al efecto encontrado. Un ejemplo nos
puede ayudar a entenderlo mejor: imaginemos que un tratamiento A tiene un efecto adverso de un 15%, y el fármaco B,
del 14,5%, y esta diferencia es estadísticamente significativa
con una p < 0,0000001. Lo que nos quiere decir es que la posibilidad de que esa diferencia sea debida al azar es de una
millonésima, pero la diferencia de efectos secundarios es solo
del 0,5%.
Lo que nos marca la verdadera dimensión del efecto son las
medidas de asociación o, lo que es igual, la medida de la magnitud de las asociaciones. Vamos a trabajar sobre uno de los
artículos que hemos encontrado.10 Michot et al. presentan un
trabajo sobre 130 pacientes que tras cirugía ambulatoria artroscópica han sido divididos en dos grupos de forma aleatoria:
66 reciben profilaxis y 64 no (los resultados se muestran en la
tabla 3-1):
• Riesgo absoluto (RA): viene a representar la probabilidad
de que un determinado resultado o evento ocurra en el grupo en cuestión. El riesgo absoluto de trombosis venosa
profunda (TVP) en el grupo que recibe profilaxis es del
1,5% (1 de 66) y en el grupo que no recibe HBPM es
del 15,6% (10 de 64).
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
25
apítulo 3 Cirugía ortopédica y traumatología basada en la evidencia
abla 3-1 Matriz de información. Resultados
del trabajo de Michot sobre 130 pacientes
tras cirugía ambulatoria artroscópica
T
TVP +
TVP –
Total
Profilaxis con HBPM: sí
1
65
66
Profilaxis con HBPM: no
10
54
64
Total
11
119
130
siempre menor del 100% y que el efecto que esperamos
alcanzar oscila entre el 25 y el 99%.
Odds ratio: riesgo y probabilidad no son lo mismo, el riesgo de intervenir mediante prótesis total de cadera (PTC) a
una paciente con un aneurisma aórtico es alto a pesar de
que la probabilidad de la rotura del mismo durante la PTC
sea baja. Hasta ahora, a través del trabajo de Michot hemos
estimado el riesgo de desarrollar TVP en función de si realizamos profilaxis con HBPM; podemos, además, estimar
la probabilidad de presentar la TVP dependiendo de si hacemos profilaxis o no. El parámetro de asociación que lo
representa es el odds ratio, que se calcula dividendo entre
sí las probabilidades de tener el evento o no. En este caso,
la posibilidad de desarrollar una TVP en el grupo que recibe HBPM es de 1/65 y la probabilidad de TVP en el grupo
control es de 10/54. El cociente entre ambas es de 0,083 y
nos indica que, al ser menor de la unidad, la medida terapéutica es válida. Si hubiese salido de 1, querría decir que
no hay efecto y, si sale mayor de la unidad, que es un efecto adverso. Lógicamente, la odds ratio también debe valorarse con su intervalo de confianza.
Number needed to harm (NNH): representa otro parámetro
clínico, que nos indica el número de tratamientos que deben
prescribirse para desarrollar un efecto adverso. Cuanto mayor sea el NNH, tanto más seguro será un tratamiento. Hasta ahora, no se solía incluir esta información en los trabajos,
pero día a día va adquiriendo importancia.
•
HBPM, heparina de bajo peso molecular; TVP, trombosis venosa
profunda.
­
• Reducción del riesgo absoluto (RRA): el efecto terapéutico
•
•
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
•
•
se puede calcular hallando la diferencia entre los dos grupos (15,6 – 1,5 = 14,1%) y viene a representar la proporción de pacientes que no presentarían TVP si recibiesen
HBPM.
Riesgo relativo (RR): para poder comprender la magnitud
del riesgo de desarrollar TVP, debemos compararla con otra
situación y estimar el riesgo relativo dividiendo entre sí
el valor del riesgo absoluto de cada grupo. En este caso, el
riesgo relativo es del 9,7% (1,5/15,6) y viene a representar
la proporción de riesgo que sigue presente cuando los pacientes reciben HBPM.
Reducción del riesgo relativo (RRR): es el inverso del RR
(RRA = 1 – RR) y viene a representar la proporción de
riesgo eliminado por la acción del experimentador; en este
caso, la HBPM. Dicho con otras palabras, cuanto mayor sea
la reducción del riesgo relativo, tanto más eficaz será la
acción del investigador. En nuestro ejemplo, la RRR es del
90,3% (1 – 0,097).
Número necesario de tratamientos (NNT): el valor de la
reducción del riesgo relativo nos orienta sobre la magnitud
del efecto, pero, como ocurría con la p estadística, puede
ser que no tenga repercusión sobre la práctica clínica. En
nuestro ejemplo, se obtenía una espectacular RRR del
90,3%, pero que puede representar una situación en la que
el fármaco reduzca el riesgo de trombosis del 31,1 al 3,1%
o del 1 al 0,1%. En este último caso, el efecto es espectacular: ¡un 90,3%!… pero sin casi relevancia clínica (0,9%).
Para rellenar este vacío se utiliza el NNT, que es un parámetro clínico que nos indica el número de tratamientos a
prescribir para evitar, en este caso, una TVP. Se calcula
dividiendo la unidad por el valor de la reducción del riesgo
absoluto (NNT = 1/RRA): 7 en nuestro caso (1/14,1). Nos
indica que debemos realizar profilaxis en siete pacientes
para evitar en uno la aparición de TVP.
Intervalo de confianza: de todos es conocido que las cifras
de resultados en medicina se presentan con un intervalo de
confianza, generalmente, del 95%, que viene a representar
el margen de cifras donde se encuentra en realidad el potencial terapéutico. En el trabajo de Michot et al. obteníamos una RRR del 90,3, con un intervalo de confianza del
95% de entre el 26,4 y el 98,7%. Lo que nos representa es
que con casi total seguridad podemos afirmar que las HBPM tienen un efecto terapéutico, ya que el intervalo es
•
plicabilidad de los resultados.
alidez externa
A
V
La aplicabilidad de los resultados o validez externa representa
el grado de aplicación de las conclusiones fuera del marco ideal
del investigador. Para ello, debemos ver si los sujetos de estudio
están suficientemente bien caracterizados y los datos clínicos
relevantes bien detallados para que pueda comparar a esos pacientes con los de mi estudio; si se tuvieron en consideración
todos los resultados clínicamente relevantes; si la intervención es consistente con los valores y preferencias de los pacientes, y si los beneficios son mayores que los daños o costes. Un
trabajo puede ser excelente desde el punto de vista de diseño y
ejecución, y no poder utilizarlo para la toma de decisiones clínicas, por ejemplo, si no dispongo de la herramienta diagnóstica o terapéutica que se ha utilizado.
La validez externa analiza los beneficios, riesgos, costes
económicos y sociosanitarios de los resultados obtenidos en el
trabajo antes de emplearlos en la práctica diaria, y presta especial atención al marco terapéutico del estudio, la selección de
los pacientes, sus características y aleatorización, las diferencias entre los procedimientos del protocolo y los de la práctica
clínica, las medidas del resultado y seguimiento, así como los
efectos adversos del tratamiento.
pl cac ón de la ev denc a
A
i
i
i
i
Tras la lectura crítica de los trabajos encontrados y su aceptación, ya tenemos la información necesaria para responder a
nuestra pregunta clínica: «En un paciente sano en el que se ha
realizado una meniscectomía artroscópica simple, ¿el empleo
de HBPM como profilaxis frente a la evolución natural trom-
ERRNVPHGLFRVRUJ
26
Parte I Principios generales
Cuando los autores realizan un análisis estadístico de un conjunto de estudios comparables, hablamos de un metaanálisis.
Cuando es una descripción de las series que componen los distintos trabajos, hablamos de una revisión sistemática. Del modo más básico, podemos decir que el metaanálisis es el ensayo
sumatorio de los ensayos similares entre sí y que, por tanto,
todos los aspectos que hemos comentado de validez interna y
externa, resultados y aplicabilidad, son aplicables. Con la misma importancia con que destacamos que la p es una medida de
significación estadística y no de relevancia clínica, debemos
incidir en que un metaanálisis no es por sí solo garantía de
calidad y veracidad del mismo, sino que dependerá directamente de la calidad de la búsqueda de información realizada y de
la calidad de los trabajos que se analizan.
A la hora de enfrentarse a un metaanálisis, debemos prestar
atención a la forma en la que se han obtenido los trabajos, a cómo
ha sido la ruta de búsqueda y a cuáles han sido las bases de datos
consultadas. Es igualmente importante fijarse en los criterios de
inclusión/exclusión de los estudios encontrados, así como en el
número de enfermos y sus características demográficas.
Supongamos que unos autores quieren conocer la incidencia
de tromboembolismo tras cirugía meniscal artroscópica y, para
ello, inician un metaanálisis que finalmente está compuesto por
tres trabajos: uno sueco que aporta 30 enfermos, uno americano
que aporta 40 enfermos y uno chino que aporta 450 enfermos.
Este metaanálisis tendría como población de estudio a 520 enfermos (30 + 40 + 450), pero difícilmente podría representar a la
raza caucásica o africana por el alto predominio de la asiática.
ri
i
E
conomía san ta a
La comunidad médica en general, y, en especial, la ortopédica,
no puede ser ajena al aspecto económico en la toma de decisiones clínicas.12 Ya no se trata de encontrar la medida más eficaz,
sino de encontrar aquella que produzca los mayores beneficios
con el menor coste permitiendo, así, la universalidad y el sostenimiento de los sistemas sanitarios, en especial, de aquellos
que se financian a través del erario público. En este sentido, es
pertinente aclarar tres conceptos:
1. Eficacia: hace referencia al impacto o efecto de una acción
llevada a cabo en las mejores condiciones posibles o experimentales. Es el resultado del ensayo clínico.
2. Efectividad: hace referencia al impacto o efecto de una acción llevada a cabo en condiciones reales. Es el resultado
de la práctica clínica.
3. Eficiencia: hace referencia a alcanzar el mayor efecto con
el menor coste social.
En nuestro conocimiento, debemos ser eficaces (conocemos lo
que se sabe); en nuestra práctica clínica, efectivos (conocemos
cómo funciona), y en la toma de decisiones debemos ser eficientes (elegimos lo que es mejor en términos globales).
Favorable
Desfavorable
F gu a 3-3 Ejemplo de diagrama de bosque que muestra los resultados
de un metaanálisis.
r
i
r
r
i
i
i
r
i
M
etaanál s s e nte p etac ón
de un d ag ama de bosque
Casi todos los metaanálisis se expresan en forma de diagrama de bosque (forest plot), por lo que es importante estar familiarizado con este tipo de información gráfica (fig. 3-3). El
diagrama suele estar dividido en dos zonas: una con resultado
favorable a la intervención y otra con resultado desfavorable.
Cada trabajo viene representado por una barra que será más o
menos ancha según la dispersión de los resultados. El punto
medio de esta barra es la media de la variable analizada. No es
infrecuente que un trabajo comparta ambas zonas en su intervalo de confianza y que su valor medio esté en zona favorable,
pero la cola de la serie total (intervalo de confianza del 95%)
esté en la zona contraria. Los resultados de la serie global se
suelen representar con un diamante. Su anchura es el intervalo
de confianza, y su centro, el valor medio.
i
boembólica tras este procedimiento es suficientemente positivo
como para obviar sus posibles efectos secundarios?».
El metaanálisis encontrado en nuestra búsqueda, firmado
por Ilahi,11 nos muestra la evolución natural de la TVP tras
artroscopia de rodilla. El trabajo recoge la experiencia acumulada en seis ECA respecto al riesgo de TVP tras una artroscopia
simple con una incidencia del 9,9% y un rango de confianza del
95% entre el 8,1 y el 11,7%. El trabajo de Michot nos había
enseñado que el empleo de HBPM conseguía una reducción del
90,3% del riesgo con un NNT razonablemente bajo de 7, aunque en su trabajo el riesgo absoluto era mayor (15,6%) (¿más
sensibilidad en las pruebas realizadas?), y que conseguíamos
una reducción de este riesgo absoluto en un 14,1% hasta quedarse en el grupo de intervención en torno al 1%. Por otro lado,
sabemos que existe un riesgo del 1% de trombocitopenia y
hemorragia en pacientes que reciben HBPM como efecto adverso.5 Conociendo el valor de la intervención que quiero comparar, que si no se realiza profilaxis el riesgo de TVP es de
aproximadamente el 10% y que si empleo estas medidas el
riesgo se reduce casi en un 90% para quedarse en valores en
torno al 1%, se llega a la conclusión de que la cifra es similar
a la de los riesgos de sufrir un efecto adverso por la utilización
de HBPM tras meniscectomía artroscópica. Por tanto, puedo
aconsejar a mi paciente que, sobre la base de las evidencias/
hechos disponibles, parece aconsejable prescribirle un tratamiento preventivo con HBPM para evitar una complicación
posquirúrgica con un desenlace potencialmente fatal.
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
27
apítulo 3 Cirugía ortopédica y traumatología basada en la evidencia
Muchas veces se confunde eficiencia con barato, y nada
más lejos de la realidad. No se trata de elegir lo más barato,
sino de elegir lo más eficiente; y esta decisión se basa en el
desarrollo de trabajos de economía sanitaria que siguen una
metodología muy concreta. Si no se tienen en cuenta los costes
ni las consecuencias de las distintas alternativas, es un simple
análisis de costes.
Existen diferentes métodos para construir el marco económico, pero el más extendido es el de Markov. Consiste en un
modelo matemático de probabilidad de los distintos sucesos
que pueden acontecer de forma secuencial (se opera y se puede
infectar; si se infecta, se puede recambiar; si se recambia, puede fracasar, etc.). La información clínica que se da al modelo
se nutre de los estudios publicados en relación con estos sucesos. Los datos económicos se obtienen de los servicios centrales de los hospitales u organizaciones sanitarias.
Del modo más simple, podemos distinguir tres tipos de estudios económicos. Todos tienen en común que se tienen en
cuenta las consecuencias de comparar dos o más alternativas
(p. ej., a través de un modelo de Markov) y el coste (directo e
indirecto) de las opciones a analizar, y en lo que difieren es en
la medida del resultado:
está directamente relacionado con la economía de cada país y
su producto interior bruto. En España no existe un valor establecido, pero se suele considerar una ratio de coste-efectividad
por AVAC de 25.000 euros. El sistema nacional de salud británico tiene establecido esta ratio de coste-efectividad por QALY
en 30.000 libras esterlinas (39.500 euros). Conocer el punto de
corte es muy importante, ya que los resultados de un estudio
económico comparativo entre dos opciones se suelen representar en una matriz de dos por dos:
1. Coste-eficacia: compara el resultado de la opción A y su
coste frente al resultado de la opción B y su coste. La medida de comparación es la misma que la de la variable
(p. ej., coste del descenso en mg/dl de la colesterolemia) o
estado salud (los valores obtenidos de un cuestionario de
estado de salud [SF-36] son un resultado). Hay multitud
de escalas generales (SF-36) y específicas de cada patología.
2. Coste-beneficio: compara el beneficio social de la opción A
y su coste frente al beneficio social de la opción B y su coste.
3. Coste-utilidad: compara la ganancia en calidad de vida de la
opción A y su coste frente a la ganancia en calidad de vida
de la opción B y su coste. La medida de comparación es años
de vida ajustados a calidad (AVAC, o QALY, quality adjusted
life year). Es una herramienta que transforma en valor (0-1)
una situación clínica concreta y se basa en cinco dimensiones
de la vida de las personas. El valor se obtiene a través de unos
formularios EQ-5D-5L (www.euroqol.org).
1. Guyatt GH. Evidence-Based Medicine [Editorial]. ACP Journal Club
1991;112(2):A16.
2. Evidence-Based Medicine Working Group. Evidence-based medicine. A new approach to teaching the practice of medicine. JAMA
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12. Hurwits S. Evidence-based medicine in orthopaedic surgery–a way
to the future. Iowa Orthop J 2003;23:61-5.
Es importante comprender el significado de la QALY/AVAC,
ya que representa cuánto gana en calidad de vida un enfermo o
cuánto gana en años de vida ese mismo enfermo. Corresponde
a cada país determinar cuántos recursos está dispuesto a emplear
en esa ganancia de calidad de vida; es decir, el punto de corte
• Opción A es peor que B y más cara: desechada.
• Opción A es mejor que B y más barata: aceptada.
• Opción A es peor que B, pero más barata: decidir por
QALY.
• Opción A es mejor que B, pero más cara: decidir por QALY.
Sin lugar a dudas, no se puede concebir un ejercicio profesional
eficiente si no se está familiarizado con estos términos de gestión sanitaria.
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Capítulo 4
Gestión clínica en cirugía
ortopédica y traumatología
Enrique Guerado Parra, Gabriela Guerado Romero, Gema Guerado Romero
Resumen
La gestión clínica consiste en la administración de capital
humano y tecnología para cumplir unos objetivos de salud
dentro de un contexto geopolítico concreto. Para ello, son
necesarios conocimientos profundos de la especialidad,
además de otros complementarios de inglés, economía básica, informática o investigación.
En este capítulo se presenta una introducción a los principios básicos de la economía: los recursos son limitados, el
coste de oportunidad, las decisiones marginales y las personas
se mueven por incentivos. Se realiza un análisis de la cadena
de producción, desde el mercado macro-, meso- y microeconómico hasta los indicadores clínicos, de costes y de calidad
de una unidad de gestión clínica de cirugía ortopédica y traumatología (UGCCOT), y se establece una secuencia clara
(proceso) partiendo de unos factores de producción (estructura) constituidos por capital humano (personas con alta cualificación) y tecnología para conseguir unos objetivos (resultados) fijados de antemano. Esta secuencia se establece en el
orden: facultativos, diagnósticos, ingresos hospitalarios/hospital de día, tratamientos, investigación y mercadotecnia. La
eficiencia de cada paso de esta secuencia está expresada en
indicadores clínicos, económicos y de calidad. En este texto,
se propone un algoritmo de funcionamiento de una UGCCOT
y el papel del director de la UGCCOT.
Int oducc ón
r
i
La gestión clínica consiste en la administración de capital humano y tecnología para cumplir unos objetivos de salud dentro
de un espacio geopolítico concreto. Durante los últimos 30 años,
la gestión clínica ha irrumpido en los sistemas nacionales de
salud de los estados occidentales como un concepto que quiere
conciliar la práctica clínica de calidad con una utilización adecuada de los recursos, concepto conocido en economía como
eficiencia (máxima efectividad al mejor coste).1-3
Como cualquier actividad que consista en tutelar personas,
la gestión clínica en un departamento hospitalario —actualmente se suele denominar unidad de gestión clínica (UGC)—
es una labor compleja que transciende el hospital porque este
pertenece a un espacio donde conviven agentes sociales: pacientes, asociaciones, sindicatos, políticos, empresarios, etc.,
que diseñan un marco regulador de relaciones al que podemos
llamar ordenamiento o, mejor, superestructura jurídico-política, dado que este último concepto incluye aspectos sociológicos informales.4
En un sentido práctico, desde la posición del director de
una UGCCOT deben fijarse unos objetivos cuyo fin último debe servir para aumentar y corregir la salud de las personas,
fomentando la especialización profesional y actualizando la
tecnología, en coherencia con un presupuesto que se rige bajo
los principios básicos de la economía.1-3 Generalmente, estos
objetivos suelen estar incluidos en los ya fijados desde la dirección de los hospitales, que, a su vez, los recibe desde el poder
político en el caso de los hospitales públicos, o desde el consejo de administración, en los privados. Por razones de espacio,
escapa de los objetivos de este capítulo la gestión de las emociones del capital humano (personal facultativo, de enfermería,
directivos, etc.), aunque son la base del éxito en la gestión de
cualquier actividad, dado que atañen a la condición humana, y,
junto con la tecnología —incluso más importante que esta—,
los factores de producción esenciales en un hospital, del mismo
modo que excluimos las técnicas de negociación de recursos,
actividades comprendidas todas ellas en la llamada inteligencia
emocional,5 esencial en economía.
Principios básicos de la economía
La economía —base de la gestión— se trata de una ciencia
social que estudia el comportamiento de las personas,1-3 si bien
pretende hacerlo en lo posible midiéndolo de forma objetiva
mediante unos modelos matemáticos y estadísticos que constituyen una disciplina denominada econometría. En economía,
la base de la actividad es la producción de «bienes».1-3 Cuando
producimos un objeto material o una actividad inmaterial beneficiosa para la sociedad, decimos que hemos producido un
bien. Cuando una fábrica manufactura un clavo intramedular,
decimos que ha fabricado un bien, pero también, cuando realizamos un enclavamiento en un paciente, hemos producido un
bien porque este se considera dependiendo del objetivo de su
producción, denominándose insumos a las partes que lo constituyen. Así, para una fábrica de implantes quirúrgicos la producción de un clavo intramedular es el bien y sus insumos el
titanio, la manufactura, etc., mientras que para una UGCCOT
el bien es la curación de una fractura y el clavo es simplemen-
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© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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C
apítulo 4 Gestión clínica en cirugía ortopédica y traumatología
te un insumo que, junto con otros como los fármacos, las camas
hospitalarias, las actividades clínicas, etc., produce el bien referido. Por tanto, lo que para unos es un bien para otros es un
insumo.
El objetivo de la economía consiste en producir bienes para satisfacer las necesidades de todos los miembros de una comunidad y, por ello, se dice que una economía está en equilibrio cuando todos sus miembros tienen satisfechas todas sus
necesidades, objetivo deseable, aunque utópico, hacia el que
debe encaminarse la planificación de cualquier economía. Consecuentemente, diremos que una UGCCOT es una economía
encaminada a producir bienes que satisfagan las necesidades
de salud, en concreto, del aparato locomotor, de una población
determinada, y, por esta razón, en un sistema de salud se le da
una importancia capital a la lista de espera: porque hay personas que aún no han visto satisfechas sus necesidades de salud.
Aunque la economía se rige por diversos principios, hay
cuatro básicos que un director de UGCCOT debe conocer: los
recursos son limitados, el coste de oportunidad, las decisiones
marginales y las personas se mueven por incentivos.1-3
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Los recursos son limitados
En cualquier actividad económica, los recursos están siempre
limitados, siendo necesario hacer un uso eficiente de ellos. Se
entiende que se ha hecho una utilización eficiente de unos recursos cuando se obtienen los mejores resultados con relación
a un objetivo fijado de calidad y coste. Se dice, entonces, que
se ha conseguido una efectividad social. Efectividad se distingue
de eficacia cuando esta se consigue no en condiciones ideales
(eficacia) sino en condiciones reales (efectividad). También
decimos que la actividad es sostenible cuando puede mantenerse en el tiempo en relación con la asunción de sus costes personales y económicos. Si una actividad prevista como parte de
un objetivo no puede mantenerse en el tiempo, es que el objetivo, aunque sea socialmente deseable, es imposible de cumplir
y, por tanto, está mal fijado. Por consiguiente, la eficiencia relaciona consustancialmente la efectividad con el coste e, imprescindiblemente, con la sostenibilidad. Podemos afirmar que
los objetivos deben ser eficientes y sostenibles.
Un ejemplo de estos conceptos aparece en la utilización de
una heparina de bajo peso molecular (HBPM) para evitar una
enfermedad tromboembólica (ETE) tras una artroplastia de cadera. El efecto de la heparina en las personas se estudió bajo
condiciones ideales en unos pacientes con variables seleccionadas (ensayo clínico controlado y aleatorizado: concepto de
eficacia); tras ello, se empleó en todos los pacientes reales (uso
clínico generalizado: concepto de efectividad) para conseguir
una incidencia menor de embolismo en esta población tratada quirúrgicamente durante un año concreto, por ejemplo, el
0,3%.6 Cuando se han administrado las dosis adecuadas de
HBPM fijadas en las mejores evidencias científicas y se ha
conseguido el objetivo, podemos decir que nuestra práctica clínica ha sido eficiente. Si hemos administrado más dosis de las
indicadas y no hemos disminuido la incidencia de embolismo,
habremos malgastado los recursos para no ser más efectivos y
diremos, por tanto, que hemos sido ineficientes. Si, además de
la administración de HBPM, podemos colocar la extremidad
intervenida en un colchón de presión intermitente y, con ello,
disminuir la incidencia de ETE, pero debido al coste de esta
tecnología no podemos aplicarla a todos los pacientes, diremos
29
que este otro objetivo es insostenible para el presupuesto
del que disponemos, es decir, nuestros recursos son limitados.
Coste de oportunidad
Cuando se realiza una actividad concreta, se utilizan unos recursos y, dado que estos son limitados, no se aplican a otra
actividad que podría haberse realizado, aunque fuera beneficiosa. El concepto de coste de oportunidad se relaciona con las
decisiones de rechazar actividades que podrían ser beneficiosas,
pero llevarlas a cabo traería renunciar a otras consideradas más
importantes, y se refiere tanto a lo material como a lo inmaterial,
bienes o acciones que dejaron de hacerse en favor de otros. En
el ejemplo anterior, dado que los recursos son limitados, hemos
tomado como decisión utilizar nuestro presupuesto para administrar la HBPM, pero rechazado el colchón de presión intermitente; diremos que este ha sido el coste de oportunidad. El
coste de oportunidad, si el colchón de presión intermitente no
disminuye el tromboembolismo, diremos que fue cero, pero
si disminuye un 0,2% marginal diremos que este fue nuestro
coste de oportunidad, al cual se le puede dar un valor dinerario
debido al aumento de estancia hospitalaria o de otros fármacos
para tratar esos casos. Nuestra decisión ha conllevado un coste
de oportunidad.
Decisiones marginales
Las decisiones marginales gestionan el coste de oportunidad
debido a que los recursos son limitados. El concepto de decisión
marginal es la base del diseño de un presupuesto. En cualquier
presupuesto, como los recursos son limitados, habrá actividades
o inversiones beneficiosas que rechazaremos, tomando decisiones marginales sobre a qué dedicamos nuestro dinero. Siguiendo el ejemplo anterior, ahora podríamos administrar HBPM a
todos los pacientes, excepto a los de bajo riesgo; así, ahorramos
costes y los aplicamos, junto con los de la presión intermitente,
a los de alto riesgo; mediremos el resultado de nuestra decisión
marginal, que será acertada si disminuimos el tromboembolismo en los pacientes de alto riesgo sin aumentarlo en los de
bajo. Lo ideal sería que ambos grupos de riesgo se beneficiaran
del tratamiento con HBPM y colchón neumático, pero, dado
que nuestros recursos son limitados, debemos asumir el coste
de oportunidades perdidas y tomar la opción de administrar los
recursos mediante decisiones marginales.
Las personas se mueven por incentivos
Tener siempre presente que las personas se mueven por incentivos es el concepto clave de cualquier actividad porque esta no
es posible si no hay personas. La totalidad de las personas se
mueven por conseguir incentivos que las benefician o por evitar
aquellos que las perjudican; estos incentivos pueden ser de orden moral, económico, de prestigio o cualquier otro. La conciliación de una actividad para conseguir un objetivo social
eficiente con un incentivo individual es una habilidad imprescindible en la gestión de las personas de cualquier organización.
Recordemos que en los hospitales públicos durante las sesiones
quirúrgicas extras con pagos por intervención se podía intervenir a más pacientes que en las sesiones corrientes donde la
actividad está incluida en un salario mensual cerrado. De igual
manera se observa en la medicina privada, donde se paga por
actividad, que los tiempos se gestionan con mayor eficiencia.
Cualquier planificación que no tenga en cuenta que las personas
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Parte I Principios generales
oducc ón
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adena de
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se mueven por incentivos está destinada al fracaso, y considerar
este hecho no como un fenómeno normal sino como un fenómeno malévolo por parte de los profesionales es perder una
oportunidad para mover la voluntad de las personas hacia objetivos constructivos. Desgraciadamente, existe una tendencia
generalizada en muchos hospitales públicos a considerar la
gestión como un instrumento de dirigir desde el poder y no de
beneficiar a las personas dirigidas. Se olvida que el capital humano es la base de cualquier economía y, puesto que los recursos son limitados, las decisiones marginales que se deben tomar
para minimizar el coste de oportunidad las llevan a cabo siempre las personas, que se mueven por incentivos.
Mercado
Conocido el concepto de bien y los principios básicos que rigen
la economía, es conveniente saber que las personas intercambian
bienes para vivir y lo hacen atendiendo a los principios básicos
enunciados. En la vida se puede afirmar que existe un espacio
físico y virtual donde hay intercambio de «bienes» entre personas al cual, en economía, se le llama mercado.1-3 El mercado
no es más que un espacio físico, aunque actualmente, debido a
las nuevas tecnologías, también virtual, donde se sitúan las personas que, para poder convivir, intercambian bienes materiales
o inmateriales, movidas por conseguir un beneficio individual.
Un empleado ofrece un bien a una empresa (su trabajo) y recibe otro bien (un sueldo), o compra un bien (p. ej., electricidad)
y lo cambia por otro bien (p. ej., pago de una tarifa de consumo);
un médico ofrece un bien (su trabajo para tratar pacientes) y lo
intercambia por otro bien (su salario e incentivos profesionales).
A este mercado lo rigen unas reglas, la mayoría de ellas no
escritas, que denominamos «leyes del mercado»,1-3 y están reguladas por costumbres afectivas, morales, ideológicas, legislación, etc. —la superestructura jurídico-política4—, haciendo
que, a veces, las decisiones que se tomen puedan parecer irracionales y que van en contra de los intereses de los ciudadanos.
Por ejemplo, muchas omisiones de decisiones por la dirección
de un hospital público o privado están mediatizadas por su aversión al conflicto, aun cuando este fuera necesario para solucionar un problema, pero debido a que podría ocasionar una respuesta sindical que llegaría a los medios de comunicación y una
crítica pública al poder político o al prestigio de la empresa,
que, a su vez, nombra a la dirección del hospital, se evita tomar
algunas decisiones aunque fueran en beneficio de la comunidad.
A este juego no escapa ningún colectivo y, dependiendo del
nivel social, costumbres, instrucción y otras variables incluidas
en la superestructura jurídico-política, la respuesta es diferente.
Aceptar este hecho como algo consustancial a la condición humana es básico para la gestión diaria.7
Más aún, si analizamos nuestra propia actividad, comprobaremos que, como los directivos, muchas veces sacrificamos
objetivos generales en virtud de incentivos personales. A este
conjunto de objetivos personales capaces de anteponerse a los
generales, se le denomina agenda oculta.8 Somos personas y,
como tales, nos movemos por incentivos personales. Por tanto,
todo esto se debe asimilar para dirigir con éxito a un grupo de
personas altamente especializadas (capital humano) que utilizan una tecnología compleja —los dos factores de producción
más importantes— en un asunto tan preciado como la salud de
las personas.
Los pacientes que llegan a un hospital y, por tanto, a la
UGCCOT los provee el mercado sanitario (fig. 4-1A). En los
hospitales públicos en algún modo los proveedores de pacientes, situados en el mercado, forman parte de la propia cadena
productiva.9,10 Por ejemplo, atención primaria dirige a determinados pacientes a un hospital para un tratamiento más especializado o estos se dirigen al hospital por iniciativa propia a
través de las urgencias porque creen que necesitan un diagnóstico o un tratamiento, aunque aún, hasta su posible ingreso,
estén bajo la competencia de su médico de atención primaria,
una vez dados de alta en la urgencia. Los costes de la atención
de estos pacientes los cubre una aseguradora a la que el paciente le ha ido abonando unas tasas y que puede ser de titularidad
pública —en la Seguridad Social, las tasas están incluidas en
los impuestos— o privada. Estas tasas están fijadas por la empresa aseguradora tanto en el caso de que sea pública como en
el de que sea privada y se corresponden con unos derechos
en caso de necesidad.
En la sanidad pública existen los mismos derechos para
todos los pacientes (equidad) con independencia del pago (solidaridad) y se habla de sostenibilidad porque, aunque no existe un objetivo de lucro sino de perpetuación de la efectividad
social, es necesario que los pagadores compensen a los que no
aportan suficiente para sostener el sistema. En la sanidad pública, se considera que la salud de todas las personas es un bien
irrenunciable. En la sanidad privada, los derechos se basan en
el pago previo individual —no hay solidaridad—, bien por póliza, bien por pago directo, y atañen solo a las personas que
estén incluidas en el pago con unos derechos dependientes de
la cuantía de la póliza —no hay equidad—; por tanto, podremos decir que no solo no hay solidaridad ni equidad con el
resto de la población, sino que tampoco las hay entre los propios afiliados a la aseguradora. Dado que esta sí tiene afán de
lucro, su efectividad social no es el objetivo y, además, la sostenibilidad se ve constreñida a un balance económico positivo
entre ingresos y gastos. En economía, los análisis no preconizan modelos, sino que analizan y presentan situaciones, correspondiendo las decisiones al poder político1,2 y, en el caso de los
médicos, conviene conocer esto porque condiciona la actividad
clínica, sea pública o privada.
Puesto que las relaciones de deberes del hospital y derechos
de los pacientes están reguladas por un contrato previo entre el
hospital y la institución —política o mercantil— responsable
de la gestión de la salud (contrato-programa), diremos que estos pacientes son clientes. Este concepto de cliente adquiere
mayor vigor si tenemos en cuenta que los pacientes no suelen
venir solos sino acompañados de sus padres, hijos u otros familiares o amigos, que percibirán el servicio y generarán opinión.11,12 Esta opinión es muy importante porque forjará, a su
vez, un rédito a los titulares de la empresa trayendo fidelidad y
nuevas afiliaciones a la aseguradora o, en el caso de los hospitales públicos, contribuirán a la percepción de eficiencia de la
gestión de un determinado partido político en el poder. La opinión que los clientes tienen del servicio se capta mediante sondeos de opinión y le sirve a la aseguradora para tomar decisiones sobre cómo regular el servicio. En España, un ejemplo de
la implicación de la opinión de los clientes en los intereses que
mueven la gestión política del sistema sanitario público es el
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31
apítulo 4 Gestión clínica en cirugía ortopédica y traumatología
MACROECONOMÍA
Concertaciones
Mercado
Atención
primaria
Departamentos
(UGC) del hospital
Trabajadores
especializados
Clientes
MESOECONOMÍA
Servicios
Trabajadores, bienes y servicios
Producto no elaborado
MICROECONOMÍA
Administración
Comisiones
hospitalarias
Director de la UGCCOT
Producción ambulatoria
y hospital de día
A
Biomateriales
Producción hospitalaria
(cirugía con ingreso)
UGCCOT
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Gestión clínica
Gestión económica
Gestión de la calidad
Práctica clínica
Ingresos
Gastos
Controles
Facultativos
Versatilidad
SNS y Con.
Salarios
Acreditación
Diagnóstico
Valor predictivo
SNS y Con.
Unidades
Coste-efectividad
Ingreso
hospitalario
Protocolos
SNS y Con.
Días
Coste-efectividad
Tratamiento
Efectividad
SNS y Con.
Unidades
Coste-efectividad
Fármacos
Efectividad
SNS y Con.
Unidades
Coste-efectividad
Investigación
Aplicación
clínica
Becas
Becarios
Coste-efectividad
Mercadotecnia
Promoción
de salud
Con. y
patrocinios
Complementos
Coste-efectividad
Producto hospitalario
Según estándares de calidad y costes
B
F gu a 4-1 A. Los niveles macroeconómicos (sociedad civil) y mesoeconómicos (hospital) condicionan la gestión del microeconómico (unidad de gestión
clínica [UGC] de cirugía ortopédica y traumatología [UGCCOT]). El mercado provee los clientes con enfermedad y los insumos para utilizar sobre estos. El
director de la UGCCOT, tras recibir información clínica de las comisiones hospitalarias (médicos y enfermeros) y económico-administrativa de soporte (p. ej.,
economistas, ingenieros), toma las decisiones estratégicas. B. La UGCCOT lleva a cabo la práctica clínica (gestión clínica), que precisa ingresos monetarios
(del Sistema Nacional de Salud) y provoca gastos (gestión económica), lo cual requiere controles de calidad (gestión de la calidad) clínica y económica para
ver la eficiencia de las acciones que llevan al producto hospitalario (cliente sin enfermedad). Tanto la práctica clínica como la económica son mediables
desde indicadores. Por razones didácticas, en este capítulo coste y gasto se asimilan a un mismo concepto. Con., concertaciones.
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32
Parte I Principios generales
N
calendario vacunal distinto según cada comunidad autónoma,
donde se reivindica la superioridad de un determinado partido
político en el poder en la defensa de la salud de sus ciudadanos
en comparación con otros de distinto signo político que gobiernan en otras comunidades, y esto a pesar de la preconización
de los profesionales de contar con un calendario único.13 Se
pretende crear opinión para que, ante unas elecciones, los ciudadanos elijan la opción que supuestamente mejor defiende sus
intereses: ante un libre mercado donde hay varios oferentes
—los partidos políticos—, los demandantes —los ciudadanos— optan por el mejor producto, aunque el mejor producto
no sea el real, pero sí el percibido como mejor.
Además de la transacción entre el mercado y el hospital
—aunque por razones docentes hemos abstraído el hospital del
mercado, el propio hospital forma parte del mercado y sería
deseable la mayor eficiencia en la continuidad de cuidados—,
la hay de pacientes, en menor cuantía, entre UGC del mismo
hospital, por ejemplo, entre cirugía ortopédica y traumatología,
y anestesia o radiología, así como dentro de una misma UGC
cuando se envían pacientes a unidades especializadas (p. ej., de
una unidad de rodilla a una unidad de raquis). Por ello, podemos observar que hay tres niveles de transacciones: entre el
mercado y los hospitales, entre las UGC hospitalarias y entre
las unidades especializadas de cada UGC. En economía diremos que estas transacciones se localizan en una macroeconomía (mercado-hospitales), en una mesoeconomía (entre UGC)
y en una microeconomía (dentro de la misma UGC).1-3 Los límites de estas subeconomías no son siempre precisos, sino que
se definen por convenir un ámbito de estudio.
iveles económicos
Las transacciones entre los agentes de los tres niveles referidos
anteriormente pueden estar acordadas mediante contrato general o por el intercambio de un precio por servicio y funcionan
de forma distinta según sea el nivel macro, meso o micro, o bien
correspondan a empresas públicas o privadas.1-3,9,10
Macroeconómico
Por ejemplo, entre la Seguridad Social y el hospital las transacciones se escriben en un contrato (contrato-programa) que fija
el presupuesto que recibe el hospital por atender a una población
específica asignada previamente de unas prestaciones concretas.
En el caso privado, una póliza da derecho al cliente a un servicio dependiente de la cuantía de la póliza y podemos decir, en
este caso, que sí hay un «mercado competitivo» o una «economía libre de mercado» con, en teoría, una mano invisible14 que
hace que se regule solo: los clientes eligen la aseguradora mejor para sus intereses porque es la que ofrece el servicio —oferente— que quiere recibir el que lo necesita —demandante—.
En el caso público, esto no ocurre así, sino que se rige por un
oferente único y capta a un demandante que no puede elegir
porque no está en condiciones de conseguir el servicio público
de otro oferente público. Esta incapacidad del demandante
—usuario— de comprar el servicio de otro oferente se puede
deber a la inexistencia de este o a la incapacidad del demandante para pagar el servicio de forma privada. Por ello, la asistencia pública decimos que es solidaria, dado que a los demandantes que no pueden pagar el servicio —no cotizan— los
cubre la cotización de otros, pero también monopolística porque
no tiene competencia. Consecuentemente, como en cualquier
monopolio, es el oferente el que fija las condiciones de la prestación sin que tenga una competencia oferente que le fuerce a
mejorarlas. Mientras que entre las aseguradoras privadas existe un mercado competitivo, en la pública decimos que no sigue
las leyes del mercado competitivo porque actúa en régimen de
monopolio: hay un único oferente. Por definición, un monopolio que suministra un bien de consumo imprescindible, como
la salud, no tiene que hacer esfuerzos para contentar y captar
al demandante porque este acudirá a él. Esto que en economía
se denomina fallo del mercado se pensó paliar poniendo a competir a los hospitales públicos, pero ello no es factible porque
no se pueden ir ampliando, reduciendo o cerrando hospitales
en relación con las fluctuaciones de pacientes; es muy ineficiente y generaría aumento y reducciones de plantilla que los trabajadores y sus sindicatos no asumirían; una aproximación a
ello es la concertación con hospitales privados, pero en estos
casos puede ser aún peor si la base del contrato no es la calidad
sino el abaratamiento.
No obstante, sí que se podría argumentar que hay algo de
las leyes del mercado competitivo en la sanidad pública porque
la competitividad en el funcionamiento de los hospitales públicos se traslada al debate político sobre quién los gestionaría
mejor, dado que hay varios oferentes políticos. De este modo,
diremos que la sanidad es monopolística, mientras que la oferta política que puede regir la sanidad lo hace por las leyes del
mercado competitivo, lo que puede beneficiar a los demandantes. Sin embargo, esto puede ser discutido porque en cada país
del mundo occidental con un sistema de salud desarrollado
suele haber dos partidos políticos de acciones similares rigiendo la vida pública en régimen de oligopolio, donde hay muy
pocos oferentes que pueden llegar a acuerdos confidenciales a
espaldas de los demandantes. Cuando los oferentes en régimen
de oligopolio se ponen de acuerdo, incurren en colusión; paradójicamente, aunque la colusión es un delito punible —se ha
multado a las petroleras y a empresas de otros sectores—, los
políticos practican colusión amparados en el «interés general»,
cuando no en acuerdos confidenciales. Además de ello, existen
territorios donde es previsible que gane un partido político con
casi total independencia de cómo gestione la sanidad, debido a
la práctica de marcos políticos en otros campos muy sensibles
para la población y que desde la política se explotan con habilidad.15 Este monopolio macroeconómico también se da en los
niveles meso- y microeconómico, y, así, en un régimen de monopolio la dirección del hospital aceptará el contrato-programa
que se dicte desde el órgano de poder político porque no tiene
capacidad de negociar la «compra de servicios» con quien tiene incluso la potestad de cesar a la propia dirección. En economía, hay frecuentes ejemplos de ello tanto en un partido político que gobierna en monopolio (p. ej., en una dictadura) como
en el suministro de un servicio monopolístico cual es la sanidad
o el ejército. Consecuentemente, lo que ocurre en los hospitales
públicos no debe caer en un análisis de buenos o malos, sino
que no son más que las leyes de la economía monopolística, y
una habilidad importante en un director de una UGCCOT es
saber reconocer los roles de cada uno en este juego, dentro de
su propia institución, y saber mover las emociones de directivos para conseguir recursos con vistas al cumplimiento de los
objetivos, dado que estos son innegociables debido a que entre
el director del hospital y el director de la UGCCOT se da la
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misma relación de potestas explicada. Estas relaciones se extienden con mayor intensidad a los hospitales privados porque
la capacidad coercitiva de la empresa sobre los directivos es
incluso mayor, pero la diferencia está en el manejo de los incentivos que tienen los trabajadores. Esto explica que las relaciones laborales en muchos de estos hospitales se basen en un
contrato de trabajador autónomo —ni siquiera hay una relación amparada por la sindicación—, pero a cambio de mejores
incentivos económicos. La migración de trabajadores especializados de hospitales públicos a privados se debe simplemente
a la diferencia de incentivos económicos o profesionales, e
incluso los que permanecen en el hospital público lo hacen
también por incentivos como la estabilidad, la posibilidad de
investigación u otras razones. En definitiva, en uno u otro caso,
las personas se mueven por incentivos.
Mesoeconómico
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33
apítulo 4 Gestión clínica en cirugía ortopédica y traumatología
En un nivel mesoeconómico, podemos considerar al propio
hospital con un mercado interno constituido por las transacciones que hay entre sus UGC. En este caso, las relaciones laborales definen el marco de este mercado. En un hospital público
las UGC, entre sí, también ofrecen el servicio en régimen de
monopolio. Por ejemplo, para una UGCCOT no es posible comprar servicios a una de anestesia que sea más eficiente, sino que
debe aceptar cuándo y cómo se anestesian los pacientes, porque
la UGC de anestesia suministra el servicio de forma monopolística. Y no solo como tal servicio, sino que los trabajadores lo
suministran también en régimen de monopolio: legalmente, no
es posible que vengan anestesiólogos de otro sitio del mercado,
sino que serán los que pertenezcan a la plantilla del hospital.
Más aún, la posibilidad de establecer colusión interna basada
en la estabilidad laboral y el amparo sindical les da una cierta
fuerza frente a la dirección de su propia UGC. Desde un análisis puramente económico, este es un claro fallo del mercado.
Como en economía cuando hay fallos del mercado es necesario
que intervenga una autoridad superior —lo que en macroeconomía corresponde al Estado,1-3 en mesoeconomía corresponde
a la dirección del hospital— regulando las relaciones, es esperable que la dirección del hospital intervenga con determinación
ante un mal funcionamiento. Pero en un hospital público se da
la paradoja de que el mercado competitivo se sitúa más arriba,
en el plano político y, por las razones anteriormente explicadas,
es frecuente cuando existen estos fallos que desde las direcciones hospitalarias públicas se tienda a negar su existencia, salvo
que se vislumbre que el problema puede alcanzar potencialidades incontrolables y perniciosas para la agenda oculta. En muchas sociedades occidentales, el silencio ante los problemas y
la ausencia de análisis crítico han acabado por convertirse en
un valor —no es infrecuente valorar la capacidad de las personas por su «prudencia» ante los problemas—, circunstancia que
ya analizaban los filósofos presocráticos. Si bien este valor se
está acrecentado en las culturas orientales, la escasa agenda
oculta y el alto sentido de pertenencia a la empresa empleadora compensan este problema; la sociedad japonesa es un ejemplo de ello. Aunque el debate anestesia-UGCCOT cae con excesiva frivolidad en una política de buenos y malos, conviene
conocer que simplemente sigue las leyes de la economía monopolística. Esto es importante recordarlo para dirigir una
UGCCOT, dado que el monopolio técnico también puede estar
dentro de la propia UGCCOT y restar autoridad a su director,
por ejemplo, otorgando la exclusividad de una técnica a una
sola persona o a un número reducido, que llegarán, a su vez, a
colusión.
El régimen de monopolio de las microeconomías que son
las UGC conviene analizarlo porque la posición de una
UGCCOT se sitúa en el extremo de lo que se llaman servicios
finalistas —los más cercanos al tratamiento último del enfermo—, que necesitan de otras UGC intermedias (anestesia, radiología, laboratorio) para realizar su labor. Cuanto más finalista sea una UGC, más sufrirá las externalidades (acciones de
otras UGC que benefician o perjudican a terceros) de otros y
menor capacidad de negociación tendrá. Por ejemplo, la
UGCCOT depende de radiología, anestesia, medicina interna,
etc., pero de ella no depende ninguna UGC, al menos de forma
significativa, salvo que estableciera acciones perversas de ocupar camas innecesarias para bloquear el hospital y propiciar
una negociación. Por ello, en los hospitales privados se enfoca
la compra de servicios intentando también salvar el problema
de tener varios servicios de una misma especialidad que atomicen las políticas profesionales y las decisiones de gestión, pero
obviando el régimen monopolístico: los contratos a los grupos
de profesionales que prestan su servicio tienen un límite de
tiempo muy corto hasta su renovación, con cláusulas de cese
inmediato; también los propios médicos tienen un contrato como trabajadores autónomos, porque habiendo otros profesionales en el mercado se pueden recambiar con tremenda facilidad, lo que no ocurre en los hospitales públicos, donde sus
profesionales están amparados por mayores derechos laborales.
Por ello, en el algoritmo (v. fig. 4-1A) hemos situado el suministro de los trabajadores en el nivel macroeconómico, porque
está regulado por leyes macroeconómicas —negociadas a nivel
macro por los sindicatos—, así como los precios de biomateriales, medicamentos y otros servicios concertados. Aunque
haya convenios colectivos en hospitales públicos en régimen
de empresa privada o se negocien los concursos de implantes
localmente, los derechos y precios están fuertemente influenciados por el entorno macroeconómico. Del mismo modo ocurre en los privados.
­
Microeconómico
El nivel microeconómico es el de la propia UGCCOT. En este
ejercemos nuestra actividad directa, aunque con importante
repercusión sobre los niveles mesoeconómico, sobre todo, y
macroeconómico. La actividad realizada debe tener unos objetivos medibles y, para ello, a lo largo de un ejercicio económico —tiempo concreto en que se desarrolla una actividad mediante un presupuesto previo (generalmente, 1 año)— se debe
tener un conjunto de indicadores (cuadro de mando) que vaya
informando si la actividad está teniendo los resultados esperados (p. ej., tasa de infección o de reingresos, u otro indicador)
conforme al dinero gastado hasta ese momento (balance económico). Por tanto, para gestionar es imprescindible, secuencialmente, tener objetivos claros, presupuesto e informes con
indicadores de actividad clínica y económica donde se vea si
hay una correlación sostenible entre uno y otro a lo largo del
ejercicio económico, el año presupuestado. Lo explicado quiere afirmar rotundamente que sin información no es posible la
gestión porque no se pueden tomar decisiones con una razonable certeza de que sean las adecuadas. Para diseñar y seguir el
cuadro de mando, puede establecerse una secuencia de acon-
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34
Parte I Principios generales
Como se ha explicado, la gestión de una UGCCOT consiste en
tomar decisiones basadas en información cuantificada, de tal
modo que pueda evaluarse periódicamente el impacto de esta
toma de decisiones. La información se recibe como expresión
de medidas de frecuencia,16 como, por ejemplo, número de pacientes que se han infectado con respecto al total, expresado en
un valor absoluto (p. ej., 23 de 2.000) o en porcentaje de pacientes con respecto a ese total (p. ej., 1,15%). La frecuencia
puede medirse en un momento determinado y lo llamaremos
prevalencia, o tras el seguimiento durante un tiempo y, entonces,
lo llamaremos incidencia acumulada o simplemente incidencia.
Cuando se obtiene el mismo valor en cada medición concreta de una misma actividad, decimos que el método de medida tiene reproductibilidad o precisión, mientras que cuando
expresa el valor real decimos que el método de medida tiene
validez o exactitud. Un ejemplo fácil para comprender estas
cualidades es el de un reloj: si tiene la hora correcta y funciona
de forma infalible, diremos que las mediciones de la hora son
exactas, mientras que si, funcionando bien, está adelantado
15 min, diremos que el reloj tiene precisión (reproduce bien)
pero no exactitud (proporciona un valor irreal). En medicina
hay muchas mediciones que tienen precisión pero no exactitud.
En nuestro ejemplo de las infecciones, el análisis anual de los
cultivos de herida quirúrgica suele tener precisión porque sistemáticamente suelen crecer las bacterias que traía la muestra,
pero no exactitud de diagnóstico porque se suman falsos positivos (muestras contaminadas) o falsos negativos (muestras
tomadas en sitios donde no estaban las bacterias o el paciente tomaba antibióticos). La visión retrospectiva de la historia
clínica sí tiene precisión y exactitud porque una infección que
evoluciona suele dar unos síntomas y signos clínicos tales
que se acaban por detectar y recoger en la historia clínica,17
aunque la inmediatez de la información provista por la historia
clínica, y necesaria para tomar decisiones, no exista. Por consiguiente, el indicador de infecciones se basará en la retrospección de la historia clínica y no en el análisis de los cultivos.
Puesto que la media de un número de mediciones efectuadas en el tiempo (incidencia) se acerca más al valor real que
una toma única (prevalencia), la incidencia (p. ej., datos tomados una vez a la semana) tiene mayor exactitud o validez que
la prevalencia (p. ej., datos tomados una única vez). El concepto de que cuantas más veces repitamos una medición más nos
acercamos al valor real lo denominamos regresión a la media.
Por ello, registramos gráficas de comportamiento de una variable (p. ej., la evolución de la proteína C reactiva en el seguimiento de una infección) a lo largo de un número de medicio-
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r
eneralidades
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G
i
Ind cado es
nes tomadas durante un tiempo. De este modo, ya sabemos si
la calidad de un dato que proporciona un valor de información
(p. ej., sobre la infección) tiene validez (es real o no). Es fácil
deducir, por tanto, que interesan indicadores exactos basados
en incidencia.
En gestión, a cada valor de información se le denomina
indicador y podemos, en general, clasificarlos en tres grupos
como anteriormente se ha explicado: clínicos, económicos y de
calidad9,10,16-18 (v. fig. 4-1B), si bien podemos utilizar cualquier
otra clasificación, como indicadores secuenciados de estructura (p. ej., número de médicos), de proceso (recursos y métodos
utilizados) y de resultados (curación, mejoría, complicaciones
o fallecimiento)18,19 (v. fig. 4-1B).
En cualquier caso, los indicadores están encadenados. Así,
un indicador clínico (p. ej., incidencia de infecciones) genera un indicador económico (los pacientes estarán un tiempo
esperado en el hospital generando unos costes también esperados) y un indicador de calidad (infecciones [obtenidas] comparándolas con un rango internacional [esperadas o estándares] y
costes esperados o estándares). Al conjunto de indicadores, en
número variable, que sirven para gestionar la UGCCOT lo hemos llamado cuadro de mando. El cuadro de mando puede —y
debe— presentar los datos agregados y desagregados porque
los primeros sirven de seguimiento cotidiano y llamada de
atención, y los segundos, de análisis meticuloso para toma
de decisiones. Por ejemplo, un dato agregado es la incidencia de
infecciones de nuestra UGCCOT, pero nos interesa también
saberla de forma desagregada: infecciones quirúrgicas, infecciones respiratorias, infecciones urinarias. Y más aún: infecciones quirúrgicas secundarias a cirugía de urgencia o programada, de cadera, de rodilla, de raquis; por edades, en pacientes
con o sin comorbilidades, etc., porque los resultados agregados
pueden enmascarar que unos indicadores con buen comportamiento compensen otros mal comportados.
Para construir un cuadro de mando, puede utilizarse la secuencia mostrada en el algoritmo descrito en la figura 4-1, que
no es más que la aplicación de la secuencia estructura-procesoresultado9,10,18,19 explicada anteriormente.
A priori existen estándares para casi todos los indicadores,
pudiendo fijarse unos objetivos generales como meta alcanzable al final de un período (tasas de indicaciones, incidencia de
infecciones, reingresos, costes, etc.), junto con otros objetivos
más concretos. Efectivamente, en cualquier UGCCOT se tienen unos objetivos finales anuales clínicos, de calidad y de
costes, pudiendo expresarse en valor numérico el porcentaje de
esos objetivos totales que se ha alcanzado, con análisis del valor de cada ítem y un plan de mejora.
Por consiguiente, para la gestión clínica se precisa tener buenos conocimientos de medicina porque es necesario, siguiendo
nuestro ejemplo de la infección, conocer la validez de los indicadores. Por ejemplo, es fácil comprender que pueden ser in
dicadores de poca validez para el diagnóstico de una infección
la fiebre —puede actuar como un falso positivo o un falso negativo; su validez predictiva positiva depende incluso de la magnitud medida en grados—, un cultivo —también sometido a los
falsos positivos y negativos— o la validez de la revisión retrospectiva de la historia clínica —paradójicamente, el indicador de
mayor validez—, pero los buenos conocimientos son imprescindibles para analizar cómo se disminuye la incidencia de una
complicación quirúrgica, porque así se disminuye también la
­
tecimientos microeconómicos en una UGCCOT, cuyas decisiones siempre toman los facultativos y que didácticamente pueden
dividirse en tres aspectos: la práctica clínica (gestión clínica),
el coste que ello genera (gestión económica), y el seguimiento
y control de los estándares de calidad clínica y económica de
la actividad realizada (gestión de la calidad). Para cada paso
que siguen de forma secuencial las decisiones de los facultativos, hay unos indicadores clínicos, económicos (realmente
econométricos, monetarios) y de calidad (fig. 4-1B).
C
apítulo 4 Gestión clínica en cirugía ortopédica y traumatología
estancia hospitalaria y, por ende, los costes. Un cirujano que
sepa prever las complicaciones de una intervención, que la realice con pulcritud técnica, que sepa resolver las posibles complicaciones e interpretar los indicadores de esta cadena, obtendrá
mejores resultados «de gestión» que otro que solo sepa interpretar indicadores. Actualmente, se sabe que el conocimiento es la
base de la buena gestión en cualquier actividad; no en vano, se
dice que vivimos en la sociedad del conocimiento.
Los protagonistas del resultado que muestran los indicadores son los profesionales sanitarios, altamente especializados.
En economía, a las personas con formación especializada las
hemos denominado capital humano y, por razones de espacio,
aquí estudiamos solo el papel de los médicos dentro de una
UGCCOT, aunque la labor de enfermería es también capital en
la ejecución de acciones que modificarán los indicadores, siendo importante en la provisión de información la labor de los
economistas que suministran datos de costes o la de los ingenieros que facilitan las condiciones de trabajo, además de otras
muchas personas no sanitarias que trabajan en un hospital (trabajadores sociales, personal de comunicación, cuerpo de voluntarios, etc.). El algoritmo de la figura 4-1B muestra un flujo
de gestión partiendo solo de las decisiones tomadas por los
facultativos.
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Facultativos
Los indicadores los proporcionan los facultativos cuando utilizan su conocimiento y la tecnología —las dos variables esenciales en economía como factores de producción— para llegar
a un diagnóstico, aunque a veces requieran del conocimiento
de otros facultativos. La eficiencia (efectividad diagnóstica y
de los tratamientos a un coste adecuado) de cada facultativo es
fácil de saber porque con las aplicaciones informáticas actuales
pueden medirse indicadores concretos (p. ej., pruebas diagnósticas pedidas que fueron positivas, tasas de indicaciones quirúrgicas o resultados de intervenciones quirúrgicas y su coste).
Cuando la práctica clínica de un facultativo se rige por los criterios de calidad predefinidos en unos indicadores esperados,
se le puede otorgar una acreditación20 que corresponda a un
nivel de carrera profesional al que se le adjudique una retribución específica. Esto puede incentivar las buenas prácticas,
siendo un claro ejemplo de conciliación entre un incentivo personal —uno de los principios básicos de la economía explicados— y un objetivo institucional. Idealmente, este es un buen
sistema de mejora paulatina de las retribuciones, aunque en la
función pública española sindicalmente se tiende a la igualdad
fundamentada en categorías profesionales, antigüedad y otros
criterios no basados en el mérito sino en la posición administrativa. No obstante, en algunas comunidades autónomas se ha
introducido este modelo con éxito, aunque haya que ir introduciendo modificaciones y profundizando en él.
Métodos diagnósticos
Cuando un facultativo entra en contacto con un paciente por
primera vez, pretende llegar al diagnóstico de su problema. La
efectividad clínica de los métodos diagnósticos utilizados se
puede medir según su capacidad para clasificar a los enfermos
como tales (sensibilidad) y a los sanos como sanos (especificidad), de tal modo que tienen la cualidad de predecir si el pa-
35
ciente tiene o no una enfermedad o anomalía (valor predictivo
positivo o negativo) para un diagnóstico concreto.16 El cálculo
del coste de cada prueba diagnóstica puede ser relativamente
sencillo si se imputa un precio estándar de antemano (p. ej., al
valor de una radiografía se le puede añadir la amortización de
equipos más la del tiempo de las personas que intervienen:
técnicos, administrativos, etc., ajustando todo lo que se quiera,
aunque siempre será un valor aproximado y distinto según la
prueba diagnóstica). La calidad de las acciones diagnósticas se
medirá en virtud de la incidencia de hallazgos patológicos encontrados en el total de las pruebas durante ese año, detrayendo
las que fueron negativas. Estos estudios comparan el coste con
la efectividad y existen muchas variantes de los mismos.
En economía, generalmente las mediciones se hacen de
forma aproximada porque suele ser muy difícil y poco práctico
ajustar cada coste exacto.1-3 Por ejemplo, en este caso estamos
midiendo las radiografías efectuadas (incidencia de las hechas
con hallazgos patológicos menos las que mostraron la normalidad), pero nos dejamos aquellas que no hicimos y deberíamos
haber hecho porque mostrarían un resultado patológico o proporcionarían información valiosa, asumiendo que quien realizó
más aciertos también omitió menos. Por ello, ante la inseguridad diagnóstica se pueden pedir más pruebas, aunque a priori
sean de efectividad incierta para llegar a un diagnóstico, pero
solo si no producen efectos deletéreos en los pacientes o no son
muy costosas. Por ejemplo, las radiografías no son muy costosas, pero producen radiaciones y, en determinados diagnósticos, tienen un valor predictivo exiguo, mientras que una resonancia magnética es aparentemente inocua y tiene mayor valor
predictivo en otros casos, pero es mucho más costosa en amortización de equipos y tiempo. Por ello se están generalizando
pruebas, como en muchos casos la ecografía, que ni producen
efectos secundarios ni son muy costosas, si bien sus valores
predictivos pueden tener un espectro más reducido que la resonancia magnética. Esta estimación de valor predictivo, efecto
secundario y coste debe calcularse durante la planificación de
actividad, basándose en los datos de años anteriores, para poder
fijar un objetivo de mejora. En aquellos pacientes cuyo diagnóstico tiene una cierta gravedad que requiere tratamiento hospitalario, se procede a su ingreso urgente o programado. El
ingreso hospitalario es el paso siguiente en la secuencia del
proceso de la cadena productiva de una UGCCOT (v. fig. 4-1B).
Ingreso hospitalario
El ingreso hospitalario del paciente es motivo de costes importantes y ha cambiado radicalmente en los últimos años.9,10,21-23
No en todos los casos existe una medida clara de si un ingreso
es procedente o podría haberse evitado, pero sí en la mayoría
de ellos, aunque no con certeza absoluta; de hecho, tratamientos realizados antaño con indicación indiscutible de ingreso
hospitalario, actualmente se practican de forma ambulatoria
(artroscopia, cirugía de mano, pie), y estos tratamientos realizados sin ingreso se valoran cada día más porque se disminuye
la exposición del paciente al riesgo y disminuyen el coste drásticamente, lo que es una decisión fundamental, como se expresa en la figura 4-1A, de la dirección de una UGCCOT.
El coste originado por el ingreso hospitalario puede medirse con facilidad en días de estancias, a los cuales se les puede
ponderar un valor monetario (p. ej., una cama 1 día puede cos-
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36
Parte I Principios generales
T
tar 700 euros) como suma del coste de los insumos (coste de
personal, alimentación, lencería, etc.). Para poder gestionar con
ellos y saber si estos días son los adecuados, se agrupan por
diagnósticos —obviamente, el tratamiento de una fractura de
tobillo no requiere la misma estancia que un politraumatizado
pero sí la misma que una fractura de antebrazo— y se comparan con un estándar. Estos grupos relacionados por el diagnóstico (GRD) se caracterizan porque la base de esta relación no
es técnica, sino económica, atendiendo al consumo de días de
estancias.24 Los GRD son, pues, agregaciones de diagnósticos
con su tratamiento para predecir los días de estancia y analizar
si se están consumiendo los esperados tras compararlos con un
estándar. Estas agregaciones deben desagregarse para su análisis tanto como el sistema de información del hospital permita
(urgentes o programados, hombres o mujeres, fin de semana o
día laborable, etc.), de hecho, internacionalmente los GRD se
han ido desagregando por edades, comorbilidades, tipos de tratamiento y otras variables importantes. Las agregaciones son
muy útiles para la gestión habitual; sin embargo, para analizar
más meticulosamente las causas de variaciones con respecto a
las frecuencias esperadas, es necesario trabajar con los datos
desagregados. Un ejemplo especialmente importante en esta
desagregación consiste en sacar de las estancias totales los días
de estancia preoperatoria porque, si un paciente ingresa para un
tratamiento quirúrgico, se considera que la estancia preoperatoria no cumple con los objetivos terapéuticos y debe ser eliminable por ineficiente. El análisis de las causas de estos días es
fundamental. Un ejemplo frecuente de esta ineficiencia son las
estancias preoperatorias en el tratamiento de las fracturas por
no disponibilidad de recursos (p. ej., anestesia, quirófanos),
aunque hay casos justificados, como la estabilización del estado general del paciente afectado de diagnósticos secundarios
(p. ej., insuficiencia cardíaca descompensada) considerando
como diagnóstico primario el que ha originado el ingreso, como, por ejemplo, una fractura de cadera.
ratamiento
En una UGCCOT, el objetivo del ingreso suele ser la aplicación
de un tratamiento quirúrgico. Y la medición de su resultado, la
efectividad, es esencial porque es el objetivo fundamental del
diagnóstico e ingreso hospitalario. La medición de la efectividad
puede ser, no obstante, compleja. Por ejemplo, en el tratamiento de una coxartrosis mediante artroplastia se mide el resultado
en relación con el dolor, la marcha y la movilidad, pero, sobre
todo, la calidad postoperatoria de la vida diaria y la satisfacción
del paciente; para ello, existen escalas diseñadas a las que hay
que añadir los indicadores adversos del curso hospitalario (p. ej.,
infecciones urinarias, tromboembolismo), los cuales no queda
claro si se desarrollaron en el hospital o fuera de él. Por último,
hay que medir el coste y relacionarlo con la efectividad. También una parte del tratamiento, aunque en muchas ocasiones
más como prevención de complicaciones que como tratamiento propiamente dicho, es el uso de fármacos hospitalarios. La
profilaxis antibiótica, antitrombótica, analgésica, etc., tiene
indicadores estandarizados en la bibliografía internacional que
permiten medir con facilidad su efectividad y costes.
Todas estas acciones sobre los pacientes se realizan mediante el conocimiento médico y la tecnología para conseguir
que un individuo enfermo se convierta en un individuo sano.
A este producto final (persona curada o mejorada tras recibir
los bienes provistos en el hospital), lo llamamos producto hospitalario, que será eficiente si se utilizaron las pruebas y tratamientos adecuados según los estándares elegidos de calidad y
costes (v. fig. 4-1B).
Investigación
La investigación al final de todas estas acciones25 es muy importante porque permite conocer la calidad y costes de lo que
se ha hecho, basada en el conocimiento disponible, y también
porque permite aportar conocimiento original sobre nuevos
diagnósticos o tratamientos. A la investigación cuyo objetivo
consiste en aportar conocimiento fundamentado en analizar los
resultados conseguidos en los pacientes atendidos se la denomina investigación clínica, mientras que a aquella que aporta
sobre nuevos diagnósticos o tratamientos basados en métodos
experimentales efectuados fuera del cuerpo humano, previamente a su aplicación, se la denomina actualmente con el neologismo traslacional, después de haberse denominado investigación básica o preclínica.
Los mejores tipos de estudio disponibles para la investigación clínica se basan en la epidemiología clínica y la estadística, y dependen del objetivo y la hipótesis de trabajo.16 La idea
de que los estudios prospectivos son mejores que los retrospectivos no es siempre cierta porque los estudios prospectivos requieren mucho tiempo para obtener conclusiones y, por tanto,
poder tomar decisiones; la indicación del tipo de estudio a elegir depende del objetivo y la premura que la toma de decisiones
requiera. Por ejemplo, para saber si la cirugía de revisión en
una artroplastia infectada es mejor hacerla en uno o dos tiempos, de optarse por un ensayo clínico (prospectivo y experimental) habría que hacer un seguimiento muy largo —probablemente mayor de 10 años— y no podríamos tomar decisiones
con cierta premura, mientras que un estudio retrospectivo de
casos y controles permitiría decisiones rápidas. Los objetivos
a largo plazo, como los ensayos clínicos, son necesarios para
adquirir conocimiento en condiciones de variables controladas
para que los pacientes del futuro se beneficien de los avances
de la medicina, pero es necesario acompañarlos de otros que
permitan decisiones para que se beneficien pacientes contemporáneos al investigador.
La investigación traslacional se realiza sobre modelos biológicos, mecánicos o incluso matemáticos, y presenta mayor
complejidad porque requiere mayor infraestructura, fondos y
alianzas con otras instituciones. Para la investigación traslacional, las alianzas son esenciales porque actualmente ningún
equipo de investigación posee el conocimiento y la infraestructura necesarios para acometer una línea de investigación sólida.
Para que una alianza funcione, hay que hacer un análisis exhaustivo de los posibles asociados. Solvencia científica, posibilidad de conseguir fondos y producción son importantes,
pero empatía, generosidad en las relaciones y posibilidades de
desarrollo profesional y personal están entre las variables esenciales.
Un director de una UGCCOT debe poseer conocimientos
sólidos de epidemiología clínica, partiendo de la gran cantidad
de textos sencillos que hay publicados al respecto16 para ir profundizando en metodología, porque así puede tomar decisiones
tras analizar lo realizado, además de la información que obtie-
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C
apítulo 4 Gestión clínica en cirugía ortopédica y traumatología
ne a través de las comisiones hospitalarias (efectividad clínica
y de calidad) y de la administración del hospital (efectividad de
costes) (v. fig. 4-1A). Las alianzas para investigación traslacional requieren una profundización en equipos de investigación
donde se puede conseguir instrucción sobre la gestión de la
investigación, sobre todo, la orientación hacia la aplicabilidad.
La investigación de calidad debe formar parte de la planificación estratégica de cualquier UGCCOT25 y se caracteriza
por concluir en la aplicabilidad para modificar la práctica clínica, en la publicación de los resultados en forma de artículos
científicos originales en revistas indexadas en bases de datos
reputadas, como PubMed o el Journal Citation Index, incluida
en la Web of Citation Index26,27 y contribuir, así, a la difusión
del conocimiento, o bien por la generación de patentes licitadas
por empresas independientes con la intención de su explotación
productiva. Cualquier investigación requiere la redacción de
un proyecto previo con el objetivo de conseguir financiación ex
profeso, y no detrayendo recursos de la cadena productiva de
la UGCCOT porque con ello se incurre en lo que expresivamente se denomina investigación sumergida. La investigación
sumergida es siempre de mala calidad y supone una ruptura del
compromiso ético de dirigir los recursos al tratamiento de pacientes.
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Mercadotecnia
Como se ha explicado anteriormente, a toda investigación debe
seguirle un plan de comunicación de sus resultados. Los objetivos de este plan suelen ser diferentes según se trate de hospitales públicos o privados. Los públicos suelen tener un objetivo
social, mientras que desde los privados se acercan a la mercadotecnia como conjunto de principios y prácticas que buscan
el aumento del comercio, especialmente, de la demanda.28 Un
volumen de pacientes elevado condiciona, en un hospital público, un problema político porque la lista de espera genera
alarma social, mientras que, por el contrario, en uno privado es
una fuente de ingresos. Sin embargo, en unos y otros hay objetivos de interés general, de interés institucional e incluso individual de los profesionales, como aumentar el currículum para
la carrera profesional, cumplir objetivos, etc. Ciertamente, uno
de los problemas de la producción científica y su difusión altruista o mercadotécnica es la verdadera utilidad social.29-32
Desgraciadamente, que el objetivo de la difusión de la investigación se debe situar en un compromiso ético, siendo indiscutible, no siempre se cumple y, actualmente, se publican muchos
resultados de investigación inútiles29 porque les interesa a los
investigadores o porque están mediatizados por la industria.30-32
El algoritmo analizado (v. fig. 4-1) se acerca bastante a la
cadena productiva de cualquier UGCCOT; sin embargo, cada
institución debe diseñar el suyo, con su correspondiente cuadro
de mando. Una aproximación interesante para diseñarlo puede
ser añadirle indicadores a cada ítem de este algoritmo.
Dir
ecto de la
r
UGCCOT
Obviamente, el director de la UGCCOT es fundamental para el
funcionamiento de la misma y, para ello, debe poseer formación
clínica, de economía —al menos de contabilidad analítica (también llamada de costes)— y de indicadores de calidad que relacionen a ambas (v. fig. 4-1A). Actualmente, hay una gran
37
accesibilidad a libros, cursos y seminarios sobre dirección,
tutorización de personas, gestión de conflictos y otras habilidades directivas contenidas en la palabra inglesa coaching. Más
de 140 millones de entradas de todo tipo ofrece Google sobre
coaching course:33 presencial, en línea, modular, gratuito, etc.
La idea que subyace en estos cursos y en libros escritos por
personas ajenas al mundo hospitalario dedicadas a la formación
en gestión de empresas es lo esencial de aprender conceptos de
economía como ciencia social, incluyendo fundamentalmente
manejo de indicadores y balances económicos, complementados por los gestores y políticos en el caso de los hospitales
públicos, con indicadores de política sanitaria unas veces coherentes y otras no tanto. Por otra parte, en el caso de los hospitales privados la rentabilidad social se ve subyugada a objetivos de rédito.
Desgraciadamente, en los hospitales públicos de los estados occidentales —desde luego, también en España—, se ha
ido pasando del jefe de servicio con conocimientos técnicos
omnímodos al que «no tiene por qué ser el que más sepa»,
para acabar llegando directamente a la figura de un director de
UGC que debe ser el que gobierne, aunque sus conocimientos
técnicos sean escasos, pero sí que transmita los objetivos de la
dirección provenientes de la autoridad política. Incluso la denominación del puesto ha ido cambiando, donde figura de forma constante la palabra «gestión». La mayor parte de estos
cursos, seminarios y libros suelen ignorar lo esencial: un director no dirige una empresa, dirige a las personas de esa empresa
y los resultados de la misma son los que estas quieren. Los
resultados de los tres brazos de las competencias clínicas necesarias y sistematizadas en la pirámide de Miller (actitudes,
conocimientos y habilidades)34 los poseen las personas —esas
que se mueven por incentivos en un marco de escasez de recursos, donde se pagan costes de oportunidad y se necesitan decisiones marginales—, y el director de la UGCCOT debe saber
cómo se las motiva hacia la proactividad (actitud), qué necesitan saber de la especialidad (conocimientos) y qué tecnologías
deben saber utilizar (habilidades) —empezando por sí mismo—, no solo en el presente sino también en el futuro hacia el
que se dirige la práctica de la especialidad. En el aparato locomotor, el papel de la genómica, de los proyectos de big data o
del Internet de las cosas es esencial en la planificación estratégica docente para que los facultativos posean conocimientos
necesarios para el futuro inmediato.35-42
Bien es cierto que aparentemente, en la actualidad, la dirección de una UGCCOT se ha hecho más compleja, siendo necesario dominar muchos más conceptos de materias distintas que
solo el nivel de experto en la especialidad médica, pero esto
siempre ha sido así. El bajo nivel de humanidades en que han
caído muchas de las universidades del mundo occidental ha
llevado a ignorar lo que ya estaba escrito. Baltasar Gracián,
conceptista español del siglo xvii, en su Oráculo manual y
arte de prudencia43 ya afirmaba que la formación va requiriendo de campos más amplios cuando alegaba que «más se precisa hoy para ser un sabio que antiguamente para formar siete».
Este libro, en una versión en inglés, The Art of Worldly Wisdom:
a Pocket Oracle,44 estuvo durante 1992 casi 5 meses entre los
libros más vendidos de The Washington Post, con más de
150.000 ejemplares, y fue publicitado como un manual de autoayuda para ejecutivos. Constituido por más de 300 aforismos
creados y discutidos por Gracián, causó un gran impacto en
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Parte I Principios generales
f
r
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ib
B l og a ía
1. Krugman P, Wells R. Microéconomie. 2.ª ed. Louvain la Neuve:
De Boeck; 2009.
2. Krugman P, Wells R. Macroéconomie. 3.ª ed. Louvain la Neuve:
De Boeck; 2016.
3. Mankiw NG. Principles of Economics. 9th ed. Cincinnati: South-Western College Pub; 2017.
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University of Sidney; 1976.
5. Coleman D. Emotional Intelligence. Why it Can Matter More Than
IQ. London: Bloomsbury Publ LTD; 2014.
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­
uno de los padres del pensamiento moderno, Arthur Schopenhauer, quien lo tradujo al alemán, así como las «máximas» de
La Rochefoucauld.45
Por consiguiente, que el director de la UGCCOT debe poseer conocimientos profundos de medicina, junto con otros
complementarios (de economía, de informática, de inglés, internacionalización y otros) para dirigir una UGCCOT con plenitud era sospechado desde hace siglos.
El dominio y, sobre todo, la práctica de la especialidad médica, en este caso, la cirugía ortopédica y traumatología, son
esenciales y eso se ha ido obviando en el recambio generacional desde el poder gestor de los hospitales públicos, aunque
igualmente se escribió hace siglos. Mucho antes del siglo xvii
al que pertenece Gracián, fue en el Renacimiento italiano. Nicolás de Maquiavelo, padre de la ciencia política moderna,
incomprensiblemente estigmatizado por la ignorancia, recoge
en El príncipe46 las bases de lo que constituyen las mejores
enseñanzas de cómo gestionar, desde un puesto directivo, no
una empresa sino a las personas que hacen que cualquier empresa sea eficiente. Maquiavelo dice que «si no ejerces por ti
mismo el arte de las armas, está el menosprecio».46 Esto es
aplicable al campo de la medicina y, fundamentalmente, al de
la cirugía. Un grupo de cirujanos que no ven al director de su
UGCCOT ejercitarse como especialista de un cierto nivel habrán ocupado una parcela de poder esencial para la gestión y
su consideración del director de la UGCCOT será baja, salvo
que les convenga para sus intereses «porque de los hombres en
general se puede decir esto: que son ingratos, volubles, simuladores y disimulados, que huyen de los peligros y están ansiosos de ganancias; mientras les haces bien […] te son enteramente adictos, te ofrecen su sangre, su caudal, su vida y sus
hijos, cuando la necesidad está cerca; pero cuando la necesidad
desaparece, se rebelan».46 Esto no es más que la visión en el
siglo xvi de lo que los economistas actuales han descubierto:
que las personas se mueven por incentivos1-3 y quieren satisfacer su agenda oculta.8
Junto con los conocimientos médicos, debe existir la capacidad de motivación5,7 acometiendo proyectos profesionalmente interesantes porque «ninguna cosa le granjea mayor estimación a un príncipe que las grandes empresas y las acciones
raras».46 Aunque, por último, hay situaciones en que, ante el
fracaso de la motivación y los métodos de consenso, se requiere ejercer el poder de forma sutil (soft power) o con mayor
dureza (hard power), como también sentencian autores contemporáneos47,48 y el propio Maquiavelo: «Debéis, pues, saber
que hay dos maneras de combatir: una con las leyes y otra con
la fuerza; la primera es propia del hombre, la segunda lo es de
los animales; pero como muchas veces la primera no basta,
conviene recurrir a la segunda. Por tanto, a un príncipe le es
necesario hacer buen uso de una y otra».46
El estudio de autores clásicos, desde Aristóteles, en las mejores universidades occidentales, incluso en el currículum de
materias experimentales y sociales, facilita la integración de los
conocimientos técnicos en el contrato social. Los autores de
este capítulo sugieren vivamente al lector la lectura de los textos aquí citados, junto con una formación médica de calidad y
una conducta ejemplar. El manejo de indicadores o de una
cuenta de resultados económica no es más que una mera praxis
instrumental que no requiere de gran habilidad y es de fácil
aprendizaje.
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
apítulo 4 Gestión clínica en cirugía ortopédica y traumatología
36. Becker’s. Five trends that every orthopedic professional should watch
in 2017. Disponible en: http://www.beckersspine.com/orthopedic-spine-practices-improving-profits/item/35272-five-trends-that-everyorthopedic-professional-should-watch-in-2017.html (último acceso
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45. La Rochefoucauld F. Réflexions ou sentences et maximes morales et
réflexions diverses. Paris: Édition Laurence Plazenet, Honoré Champion; 2002.
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39
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Capítulo 5
Métodos de investigación clínicos
en cirugía ortopédica y traumatología
Francisco Forriol Campos
aspectos. La investigación básica adquiere conocimientos,
mientras que la investigación aplicada resuelve problemas clínicos específicos para que la solución se aplique de forma directa e inmediata. Ambas pueden dividirse en investigación
experimental, efectuada en animales, o clínica, con pacientes2,3
(fig. 5-1).
La investigación clínica incluye cualquier investigación en
la cual la unidad de análisis es la persona4 y despierta cada vez
Resumen
La investigación básica y la investigación clínica son fundamentales para el avance del conocimiento. Por esta razón, es
conveniente que el traumatólogo dedique parte de su tiempo
a investigar. Para lograr resultados influyentes en la práctica
clínica es imprescindible un diseño y una ejecución adecuados del estudio. En este capítulo se analizan las variables de
estudio, los distintos tipos de estudios clínicos, los principios
básicos de la medicina basada en la evidencia y los fundamentos éticos para investigación.
abla 5-1 Fases de la investigación
(según Salter y Janssen)
T
Int oducc ón
r
i
La investigación para un cirujano es la mejor manera de evaluar
su propia actividad. Una consecuencia de su práctica clínica y
una necesidad para la docencia. Investigar es una actividad bien
vista socialmente, aunque mal remunerada, que empieza a ser
una exigencia en el desarrollo profesional. La investigación
requiere dedicación, continuidad y una metodología que se
adapte a los principios del método científico, base de todo planteamiento científico, y constituye la estrategia universal de la
investigación, observar hechos que permitan descubrir las leyes
generales por las que se rigen los fenómenos. Salter1 denomina
al método científico «ciclo de la naturaleza de la investigación
médica» y lo divide en 16 fases (tabla 5-1).
Pero no hay un solo método científico. Según el modo de
razonar, se puede seguir el método deductivo, del todo a las
partes, de lo general a lo particular, o el método inductivo, de
las partes al todo, de lo particular a lo universal.
El método científico puede ser aplicado tanto a las ciencias
formales o abstractas (matemáticas) como a las ciencias fácticas que se ocupan de los hechos reales materiales (física, química, medicina, etc.). Sin embargo, el método de investigación
es diferente, pues las ciencias formales se basan en el método
deductivo, mientras que las fácticas lo hacen en el método experimental y el criterio de verdad científica es la verificación.2
Existen dos tipos de investigación: la epidemiológicoclínica o «investigación clínica» y la básico-experimental o «de
laboratorio». La investigación clínica se ha dividido, a veces,
de forma arbitraria, en dos categorías, básica y aplicada, que se
rigen por los mismos principios, aunque difieren en algunos
Salter
Janssen
1. Reconocer el problema
clínico no resuelto
1. Identificar el problema
2. Pensar
3. Revisar la literatura
2. Revisar la bibliografía
4. Plantear cuestiones
inteligentes
5. Formular hipótesis
3. Desarrollar la hipótesis
6. Plan de protocolo
4. Diseño experimental
7. Buscar colaboración
8. Aplicar subvención
9. Conducir la investigación
5. Realizar el experimento
10. Recogida y análisis de datos
11. Interpretar datos
12. Conclusiones válidas
6. Conclusiones
13. Responder a la cuestión
original
14. Presentación
de los resultados
­
15. Publicar los resultados
16. Aplicar los nuevos
conocimientos
40
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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C
41
apítulo 5 Métodos de investigación clínicos en cirugía ortopédica y traumatología
Investigación clínica
abla 5-2 Diferencias entre estudios
experimentales y observacionales
(Schuster y Powers)
T
Investigación
de laboratorio
Investigación
de laboratorio
Investigación
de poblaciones
- Estudios in vitro
- Fisiología animal,
patofisiología
- Investigación
de enfermedades
- Estudios in vitro
- Epidemiología
- Fisiología animal,
patofisiología
- Estudios de
comportamiento
- Diagnóstico/
tratamiento
de enfermedades
- Evoluciones
Ensayos clínicos
- Servicio de salud
Estudios observacionales
Mecanismo de la enfermedad
Impacto de la enfermedad
en el paciente
Eficacia
Eficiencia
Efecto de factores
bioquímicos y fisiológicos
en la evolución biofísica
Efecto de factores
socioeconómicos en
la evolución del paciente
Pruebas de fármacos/equipos
Pruebas de procesos
y cuidados
Centrados en la enfermedad
Centrados en el paciente
y la comunidad
Desarrollo de tecnología
Comprobar la tecnología
Práctica clínica
F gu a 5-1 Interacciones e interrelaciones entre investigación clínica,
investigación básica y práctica clínica (Schuster y Powers).
i
Estudios experimentales
r
Traducido y adaptado con autorizción. © 1998 American Thoracic
Society.
Fuente: Rubenfeld et al. Am J Respir Crit Care Med 1999;160(1):
358-67.
mayor interés la investigación traslacional, un intento de llevar
la información del laboratorio a la práctica clínica. El nacimiento de la investigación traslacional es una necesidad de
trasladar la información obtenida en el laboratorio desde los
llamados sistemas no humanos al hombre lo antes posible.5
datos de un hecho real, que se pueden adquirir de tres formas
distintas: por la observación, por la medición o por el planteamiento de una hipótesis de trabajo.6,7 Según se manipulen los
sujetos de estudio o no, los estudios serán experimentales u
observacionales (tabla 5-2 y fig. 5-2).
La investigación de calidad debe centrarse en proyectos
concretos bien estructurados metodológicamente manteniendo
el principio que los anglosajones han llamado KISS («beso»;
keep it simple and succint), es decir, medios simples, singulares
en sus propósitos y sencillos en su diseño.8 Un proyecto no
seño expe mental
Di
ri
El investigador debe considerar los parámetros que deben ser
comparados, los procedimientos a utilizar y los grupos a estudiar. Un proceso que exige esfuerzo y meticulosidad, pues cualquier fallo puede invalidar los resultados; además, precisa de
creatividad, imaginación y conocimientos del método científico sin olvidar los conocimientos técnicos.
El modelo experimental es el diseño de un trabajo de investigación o, lo que es lo mismo, el modo elegido para recoger
Tipos de estudios
Manipulación
NO
Observacional
Aleatorizado
Sí
Descriptivo
No
Analítico
Exposición
Experimento
puro
Cuasiexperimental
Ecológico
F gu a 5-2
i
r
Tipos de estudios según la manipulación de la población.
ERRNVPHGLFRVRUJ
Desenlace
➝
➝
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
SÍ
Experimental
Desenlace
Exposición
Cohortes
Casos
y controles
42
Parte I Principios generales
Investigar: el camino hacia la publicación
Ideas nuevas
Selección
Fase I
Concepción
Planteamiento
Ideas prácticas
Fondos
Dinero
Vías
Diseño de un proyecto
Experimentos
iniciales, datos
Experimento
Fase II
Experimental
Análisis
Experimento final
Análisis final
Escribir
Rechazo
Envío
Publicación
r
i
F gu a 5-3
Proceso de la investigación.
Fase III
Análisis
Publicación
abla 5-3 Tipos de estudios de investigación,
objetivos y diseño
T
puede encontrar todas las respuestas a todas las cuestiones; es
más, un único proyecto de investigación no suele dar una respuesta completa a una cuestión.
Todo proyecto de investigación atraviesa por tres amplias
fases:3 1) diseñar el proyecto; 2) realizar el diseño, y 3) comunicar los resultados obtenidos. En investigación, lo primero es
identificar el problema. Un problema mal planteado conlleva el
fracaso de la línea de investigación. El segundo paso comprende una revisión de la literatura en profundidad. Los datos publicados por otros autores pueden variar las perspectivas de la
línea de investigación y disminuir su coste, evitando repetir
experiencias ya realizadas y ampliando el campo de visión. En
tercer lugar, hay que desarrollar una hipótesis que se debe comprobar experimentalmente. El cuarto paso establece el modelo
experimental, diseña el experimento para demostrar la hipótesis9 (fig. 5-3; v. tabla 5-1).
El modelo experimental depende de la hipótesis y de los
objetivos establecidos, del rigor científico deseado y, también,
de los recursos disponibles. A la hora de diseñar un modelo hay
que ser muy crítico, realista y práctico, pues debe ser posible
su realización7,10 (tabla 5-3). Ante un problema científico hay
que plantear una hipótesis, analizar la forma de estudiarla y
solucionarla por medio del material y método más adecuados.
Por ello, el objetivo del modelo de investigación es planificar
los medios que nos permitan recoger los datos de manera óptima y utilizarlos con la técnica analítica más apropiada.
En el método científico, el investigador parte de una idea.
Después, propone una hipótesis nula, una afirmación contraria
a la idea que puede ser verdadera si no se observa ninguna diferencia entre los grupos experimentales. La hipótesis nula es,
dentro de la investigación de la hipótesis, la hipótesis inicial
que la prueba estadística debe considerar y, posiblemente, rechazar.10 El experimento, según los resultados obtenidos, puede
refutar la hipótesis nula si muestra que hay diferencia entre los
Investigación
Objetivo
Diseño ideal
Terapéutico
Eficacia de nuevo
tratamiento o cirugía
Ensayo controlado
y aleatorizado
Diagnóstico
Probar si un nuevo
diagnóstico
o examen es válido
y realizable
Estudio transversal
Rastreo
(screening)
Probar el valor
de un diagnóstico
en un rastreo en
una población
grande
Estudio transversal
Pronóstico
Detectar pronto
aspectos de
una enfermedad
Estudio de cohortes
longitudinal
Factores
de riesgo
Determinar si
un factor de riesgo
está relacionado
con el desarrollo
de una enfermedad
Estudio de cohortes
o casos
y controles
grupos. Esto avala la idea original. De alguna manera, investigar consiste en intentar rechazar una hipótesis nula.
Los estudios más complejos de diseñar son, sin lugar a dudas, los ensayos clínicos, siendo muchas veces irrealizables o
no éticos, por lo que será necesario recurrir a la experimentación animal. En la investigación clínica, hay que tener en cuenta dos aspectos, la manipulación y la aleatorización, para crear
conjuntos iguales duplicados de individuos repartidos o asignados al azar; aleatorio para cada sujeto al grupo control o al
grupo donde se produce la variación. Si el tamaño de la muestra es grande, el azar reparte homogéneamente todas las variables de estudio entre los grupos. Es recomendable utilizar grupos control, pues aumentan el nivel de evidencia y mejoran la
confidencia y, por tanto, las posibilidades de su aplicación en
clínica.6,10-15
Un diseño puede seguirse en el tiempo, será un estudio
longitudinal, o analizarse en un momento determinado, en tal
caso hablaremos de un estudio transversal o de corte. También
los estudios se pueden centrar en individuos concretos o en un
grupo de sujetos y, además, según la información disponible,
pueden ser completos o incompletos.2,10
El diseño de un estudio puede ser no experimental o experimental; los estudios experimentales, a su vez, se dividen en
estudios experimentales puros y los llamados cuasiexperimentales. Cada uno de ellos está indicado según las situaciones.
Los estudios experimentales son manipulados y prospectivos.
Si bien hay que distinguir los estudios experimentales puros,
que están manipulados y son aleatorios, de los estudios cuasiexperimentales o comunitarios, manipulados, pero no aleatorios. Además, los diseños pueden recoger una muestra con un
final ya conocido, retrospectivos, o hacer un planteamiento
para saber su final, en cuyo caso se denominan prospectivos.10
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C
ed das y va ables.
uest as y selecc ón
M
M
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
43
apítulo 5 Métodos de investigación clínicos en cirugía ortopédica y traumatología
i
ri
r
i
La mayoría de los estudios en medicina clínica involucran poblaciones que no pueden ser medidas en su totalidad, para lo
cual se evalúan muestras parciales de esas poblaciones. La mejor medida para conocer si una muestra es representativa del
grupo es su tamaño, pues las verdades estadísticas son más
evidentes a medida que aumenta el número de observaciones.2,16
Cuando se investiga una hipótesis, se introduce una incertidumbre porque nos tenemos que basar en una muestra y una muestra es una medición incompleta.17 Solo podemos tener una
cierta probabilidad (< 100%) de que la observación de nuestra
muestra sea la misma que la que se obtendría de una medición
de la población completa.
El método fundamental para establecer hechos biológicos
es el experimento controlado. No olvidemos que un experimento es una situación en la que el examinador manipula el medio,
aplicando una acción a un grupo y otra a un segundo grupo. Las
mediciones de un experimento pueden obtenerse de forma directa sobre el espécimen o de manera indirecta con técnicas que
no se integran en la pieza de estudio (radiografías, vídeo, modelos físicos, diseño por ordenador, etc.).18,19
Cuando se efectúa investigación clínica, se deben especificar: 1) los criterios seguidos en la admisión de los pacientes del
estudio; 2) conocer y explicar los pacientes perdidos en el estudio; 3) cómo se evalúan los cambios radiográficos; 4) el control desarrollado en la población estudiada; 5) las estrategias
seguidas para evitar la subjetividad; 6) la exposición del análisis estadístico; 7) los criterios utilizados en la recogida de los
datos, y 8) la evaluación correcta de su tratamiento. Tanto los buenos como los malos resultados son componentes de la salud del
paciente.6,9,20
Como casi nunca se conoce la verdad con certeza absoluta,
todos los resultados se deben expresar en términos de probabilidad. De hecho, los resultados se expresan con una p, que
cuantifica la probabilidad de error. El criterio umbral de probabilidad es el nivel a. Cuando p es inferior a a, se considera que
la hipótesis nula es falsa. En la mayoría de los estudios clínicos,
se establece a en 0,05, es decir, se admite una probabilidad
menor del 5% de que se haya cometido un error. Cuando el
valor de p se encuentra por encima de este umbral, se dice que
los resultados obtenidos no son estadísticamente significativos.
Un estudio puede ser no significativo porque realmente no
hay diferencia entre dos muestras o porque el estudio no tiene
suficiente potencia para detectarla. La potencia estadística de
un estudio viene determinada por el estadístico b, que depende
del tamaño de la muestra, y, en menor grado, de la magnitud del efecto de interés y la variabilidad de los datos. También
aumenta si se eleva el umbral a.17,20,21
La magnitud del efecto de interés es un parámetro que se
verifica simplemente, no se calcula. Por ejemplo, la división de
las poblaciones en edades, alturas o pesos puede depender del
interés del investigador. De haberlo hecho de otra forma a la
elegida, hubiera o no sido significativa. La variabilidad de los
datos es un aspecto interesante, pues también puede ser manipulada, pero, si los datos se agrupan alrededor de la media, se
necesitan menos mediciones para determinar esa media. Cuanto mayor sea una muestra, habrá más confianza de que la media
calculada sea la media verdadera del grupo. No es bueno au-
mentar considerablemente una muestra, pues se desperdician
recursos y puede significar que algunos pacientes se someten
sin necesidad a tratamientos placebos o inferiores. Para evitarlo, se requieren cálculos de la muestra mínima necesaria. Por
lo general y de forma aproximada, sin ser un principio estadístico, cuando se quiere detectar un efecto de magnitud moderada asumiendo una variabilidad moderada y un error a de 0,05,
se requieren alrededor de 75 individuos.17-19
Al efectuar un estudio muchas veces, se precisa conocer
cuál es el resultado con la evolución en el tiempo. Una rodilla
intervenida puede moverse con normalidad o presentar unas
imágenes normales pasado un tiempo, pero, sin embargo, haber
creado un trastorno en el tipo de vida del sujeto. Por eso, incluir
un protocolo de calidad de vida relacionada con la salud en los
estudios clínicos hace que se comprenda lo que se ganó o perdió como consecuencia del tratamiento. Se dispone de diferentes protocolos de calidad de vida, algunos generales (SF-36) y
otros específicos (IKDC, para rodilla; Oswestry, para columna
vertebral). Todos intentan valorar datos objetivos y subjetivos
recogiendo la opinión del paciente, del médico, y de las pruebas efectuadas.
Un protocolo de calidad de vida debe ser fiable, válido y
con calidad de respuesta.22 La fiabilidad viene determinada por
el grado en que un instrumento ofrece los mismos resultados
cuando se aplica reiteradamente a una población. Por su parte,
la validez del estudio de la muestra está avalada por la capacidad del instrumento para medir lo que se proponía. Además, es
importante medir bien lo que es difícil de medir. Por ejemplo,
la salud no se puede medir directamente, pero se puede conocer
el estado de salud por cosas que asociamos con la buena salud.
La capacidad de respuesta es la capacidad de una variable para
reflejar un cambio subyacente o una diferencia verdadera entre
las puntuaciones antes y después de un tratamiento.14
pos de estud os
Ti
i
Existen distintos tipos de investigación clínica, que podrían
agruparse en dos grandes campos, la investigación sobre la eficacia y los estudios sobre la efectividad. La investigación sobre
la eficacia es la investigación de técnicas y tratamientos en su
fase de desarrollo, que se lleva a cabo en instituciones que disponen de los medios necesarios para determinar la validez o el
fracaso de un nuevo tratamiento. Por su parte, los estudios sobre
la efectividad pretenden conocer una técnica o un fármaco ya
adoptados y generalizados, para confirmar si los resultados de
las investigaciones sobre eficacia son válidos en la práctica general. A este grupo pertenecen la mayoría de los trabajos clínicos.23 Pero la mayoría de los estudios clínicos no se puede olvidar que proceden de una investigación básica que tuvo lugar
en un momento determinado, más o menos lejano, y que sigue
los procesos más variados.
La investigación quirúrgica no es fácil ni sencilla, pues hay
muchos sesgos y las muestras son heterogéneas. Además, no
siempre resulta factible programar grupos control ni controlar
variables, como puede ser la habilidad o experiencia de los
cirujanos. Cuando se comparan tratamientos quirúrgicos y conservadores, hay una tendencia a que los pacientes más graves
reciban un tratamiento quirúrgico y los pacientes prefieren los
tratamientos más novedosos. No está justificado, profesional y
éticamente, practicar cirugías placebo.23,24
ERRNVPHGLFRVRUJ
44
Parte I Principios generales
i
i
i
o es en los d seños
de nvest gac ón
r
No todo lo que ocurre en las investigaciones animales se puede
trasladar al hombre y la investigación necesita vías que garanticen a la experiencia clínica una validez científica.26 La medicina basada en la evidencia (MBE) es un método que reconoce
y define la mejor observación científica influida por la práctica
clínica; es la evaluación de una evidencia clínica y de las ciencias básicas para incorporarlo al ejercicio profesional.17
El primer aspecto de la MBE es plantearse la pregunta adecuada y, para ello, se requieren cuatro elementos: una situación
clínica interesante; una intervención que se desea juzgar o evaluar; un patrón de referencia, y una definición operativa de la
cualidad o parámetro clave de la intervención y del desenlace.27
La Cochrane Collaboration constituye un metaanálisis de
todos los ensayos aleatorios sobre diferentes temas y en las task
forces, donde un grupo de expertos revisan las evidencias disponibles en la bibliografía médica y las transforman en recomendaciones estructuradas y clasificadas según las evidencias
empíricas evaluadas clínicamente. También se puede recurrir a
las bases de datos informatizadas, como Medline.
Se puede pensar que todo estudio estadísticamente bien
planteado es una forma de hacer MBE, pero no siempre es
i
i
i
r
i
i
M
ed c na basada en la ev denc a:
un método de t abajo
cierto. Muchas veces las mejores evidencias provienen de estudios no aleatorios que constituyen la base para desarrollar
hipótesis de trabajo futuras.28
Están de moda los niveles de evidencia, un método o, mejor, una llamada de atención a tener en cuenta la metodología
a la hora de realizar una publicación y plantear un trabajo científico. El Journal of Bone and Joint Surgery americano clasifica sus trabajos, siguiendo la clasificación del Oxford Centre for
Evidence-based Medicine, en cinco niveles de evidencia según
el diseño del artículo y englobado en uno de los diferentes
apartados: terapéutico, pronóstico, diagnóstico y económico o
análisis de decisión28 (tabla 5-4).
En el nivel I, están los ensayos clínicos controlados de alta
calidad aleatorios con o sin diferencias estadísticamente significativas, pero siempre con estrechos intervalos de confianza.
Al nivel II pertenecen ensayos controlados aleatorios de menor
calidad, como un estudio comparativo o una revisión sistemática de estudios de nivel II. En el nivel III se encuentran los
estudios de casos y controles, comparaciones retrospectivas y
revisiones de artículos de este tipo. El nivel IV lo ocupan los
casos clínicos y, por último, el nivel V corresponde a la opinión
de los expertos en un tema. En principio, los niveles más bajos
muestran los estudios con mayor garantía para la aplicación en
el tratamiento de los pacientes.
La jerarquía establecida para los niveles de evidencia es
muy rígida, ya que defiende que los estudios aleatorios y controlados son los mejores y que lo demás es una metodología de
peor calidad. Es una mentalidad muy simple, pues cada estudio
tiene valor si está bien hecho (cuadro 5-1).29,30
Los niveles de evidencia son difíciles de valorar en el mundo de la cirugía, pues no resulta fácil realizar estudios aleatorios o controlados de alta calidad de los diferentes tipos de
tratamientos quirúrgicos, ya que participan consideraciones
éticas, dificultades para adherirse a los protocolos de cada cirujano, organización del estudio con suficiente poder y diferencias en las técnicas individuales. Como señala el actual editor
del Journal of Bone and Joint Surgery británico, los mayores
avances en cirugía ortopédica y cirugía general son ensayos
controlados; la mayoría de los avances estarían en el nivel III
y muy pocos en el nivel II.31 En muchas ocasiones, algunas
cuestiones planteadas en clínica no pueden ser desarrolladas
según la MBE con niveles I o II por lo infrecuente de la enfermedad o patología dejando como única opción la recogida de
casos clínicos.32
Err
­
La mayoría de los trabajos aleatorizados y controlados en
cirugía tienen un elevado número de exclusiones, influye la
técnica de cada cirujano y la experiencia del centro, así como
el volumen de pacientes intervenidos. Además, también se relaciona con la curva de aprendizaje. Por otro lado, si pensamos
en los estudios comparativos con implantes, es casi imposible
que se pueda analizar el comportamiento de dos o más implantes que no estén aprobados y más difícil que se puedan hacer
modificaciones de un implante después de un estudio.24
Distinguimos entre estudios retrospectivos y prospectivos.
Los estudios retrospectivos consisten en la recogida y elaboración de datos obtenidos antes de iniciar el estudio y que, por
tanto, no se obtuvieron con ese propósito. Entre los estudios
retrospectivos, encontramos2,10 los análisis de variación en pequeñas áreas, análisis de grandes bases de datos y el metaanálisis.
Los estudios prospectivos se realizan de forma planificada
con unos protocolos establecidos previamente. Entre los estudios prospectivos, tenemos los estudios de coste y eficacia, el
análisis de decisión, las recomendaciones clínicas y los estudios clínicos.
Los estudios de coste y eficacia son cada vez más importantes y, según el método de medición utilizado, las evaluaciones económicas pueden ser análisis de coste-eficacia, de costeutilidad o de coste-beneficio.
Los ensayos clínicos longitudinales de asignación aleatoria
son los estudios ideales para valorar un tratamiento. Es aconsejable disponer de un grupo control para contrastar los resultados del tratamiento y aumentar el valor del trabajo.
En cirugía interesa efectuar estudios multicéntricos, donde
cada uno realiza la técnica que domina con un equipo de personas que conocen el manejo de esos pacientes, siguiendo unos
protocolos analizados y evaluados, y procurando disponer de
muestras lo más grandes posible.19,25
En los diseños de investigación, se pueden producir errores
sistemáticos o sesgos que impiden detectar los efectos buscados.
Pueden ser predecibles y, a veces, se pueden evitar con un diseño correcto y el análisis adecuado de los datos.10 Hay sesgos
de selección, de clasificación, de confusión y de interpretación.
Los sesgos de selección se producen cuando el procedimiento selecciona individuos que no representan a la población
a la que se extrapolan los resultados. El sesgo de mayor interés
es el error en la estimación del tamaño de la muestra.2
En ocasiones, el entrevistador fuerza situaciones que tienden a apoyar la hipótesis de partida del propio investigador. Por
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
45
apítulo 5 Métodos de investigación clínicos en cirugía ortopédica y traumatología
abla 5-4 Niveles de evidencia para cuestiones de investigación primarias
T
Estudios terapéuticos:
investigación
de los resultados
del tratamiento
Estudios pronósticos:
análisis prospectivo
de enfermedades
Estudios diagnósticos:
investigación de
pruebas de diagnóstico
Análisis económico
y de decisión:
desarrollo de un modelo
económico o de decisión
ivel I
1. Ensayos controlados
y autorizados:
a. Con diferencias
significativas
b. Sin diferencias
significativas, pero
con intervalos de
confianza estrechos
2. Revisión sistemáticab
de ensayos controlados
y aleatorizados (estudios
homogéneos)
1. Estudios prospectivosa
2. Revisión sistemáticab
de estudios de nivel I
1. Pruebas de criterios
de diagnóstico
desarrollados
previamente en series
de pacientes
consecutivos
(con una referencia
universal gold standard)
2. Revisión sistemáticab
de estudios de nivel I
1. Costes clínicos
y alternativas; valores
obtenidos de muchos
estudios; análisis
de sensibilidad
por diferentes vías
2. Revisión sistemáticab
de estudios de nivel I
ivel II
1. Estudios prospectivos
de cohortesc
2. Ensayos aleatorizados
de escasa calidad
(p. ej., seguimiento
< 80%)
3. Revisiones sistemáticasb:
a. Estudios de nivel II
b. Estudios
no homogéneos
de nivel I
1. Estudio retrospectivod
2. Estudio de controles
no tratados de un
ensayo clínico
aleatorizado previo
3. Revisión sistemáticab
de estudios de nivel II
1. Pruebas de criterios
de diagnóstico en
base de pacientes
consecutivos
(con una referencia
universal gold standard)
2. Revisión sistemáticab
de estudios de nivel II
1. Costes clínicos
y alternativas; valores
de estudios limitados;
análisis de sensibilidad
por diferentes vías
2. Revisión sistemáticab
de estudios de nivel II
ivel III
1. Estudios de casos
y controlese
2. Estudio retrospectivo
de cohortes
3. Revisión sistemáticab
de estudios de nivel III
1. Estudio de pacientes
no consecutivos
(sin referencia
a un gold standard)
2. Revisión sistemáticab
de estudios de nivel III
1. Alternativas limitadas
y costes; estimación
baja
2. Revisión sistemáticab
de estudios de nivel III
ivel I
Serie de casos (histórica,
sin grupo control)
Serie de casos
1. Estudio de casos
y controles
2. Patrón de referencia
débil
Análisis de sensibilidad
ivel
Opinión de un experto
Opinión de un experto
Opinión de un experto
Opinión de un experto
N
N
N
N
N
V
V
Todos los pacientes están incluidos en el mismo punto durante su enfermedad (inception cohort) con un seguimiento del 80% o más
de los pacientes incluidos.
b
Estudio de resultados de dos o más estudios.
c
Los pacientes son comparados con un grupo control de pacientes tratados en el mismo tiempo e institución.
d
El estudio se inició después de aplicar el tratamiento.
e
Los pacientes con un seguimiento particular («casos» con una prótesis de cadera de revisión) son comparados con aquellos que no tienen
seguimiento («controles» con una prótesis de cadera que no hay que revisar).
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
a
eso, es bueno que los entrevistadores que participan en un estudio desconozcan las hipótesis del proyecto.
Para evitar los sesgos del observador, se utilizan las técnicas de enmascaramiento o de ciego, muy frecuentes en los ensayos clínicos. El ciego simple es cuando el participante en el
estudio no sabe si pertenece al grupo experimental o al control;
doble ciego, cuando ni el participante ni el que recoge la información saben a qué grupo pertenece, y triple ciego, cuando ni
el participante, ni el que recoge la información ni tampoco el
analizador de los datos conocen el grupo al que está adscrito.
Los sesgos de confusión producen una distorsión en la estimación del efecto, pues se sobrestima, se subestima o se anula por la presencia de una tercera variable que se conoce como
factor de confusión. Para evitar los sesgos de confusión en la
etapa de diseño del estudio, hay que admitir únicamente a los
sujetos que no presentan factores de confusión; realizando en
ERRNVPHGLFRVRUJ
46
Parte I Principios generales
i
i
i
i
É
En la realización de un diseño experimental, se plantean y revisan
muchos aspectos técnicos. Pero la ética es un valor que siempre
tiene que estar presente. El informe de la comisión de ética del
centro responsable donde se realiza el estudio es una de las partes
más importantes de un proyecto de investigación y nunca se debe
limitar a un mero trámite administrativo. La ética de la investigación debe ajustarse a las normas de conducta elementales que
están permanentemente presentes y dirigidas a proteger la salud.33
Cualquier estudio de investigación en pacientes debe estar
justificado, señalando que los beneficios potenciales son mayores que las desventajas y ningún diseño debe ser planteado si el
paciente no da su consentimiento, una decisión libre fruto de una
amplia información en la que no se le oculta ningún dato.
La Asociación Médica Mundial formuló una serie de recomendaciones en su Asamblea de Helsinki, en 1964,43 que se ha
revisado hasta nuestros días. Es una guía pensada para todos
los médicos que realicen investigación biomédica con seres
humanos y pretende unir dos intereses, que a veces pueden
entrar en conflicto, la salud de los pacientes y la necesidad de
ayudar al progreso de la medicina.33,43
i
i
i
t ca de la d vulgac ón
del conoc m ento
i
La publicación es el resultado final de todo trabajo de investigación, el último eslabón de la cadena científica. Dar a conocer
los resultados obtenidos o las ideas es una obligación que aporta las bases para el desarrollo de nuevos trabajos.33 Además, la
difusión de los conocimientos publicados beneficia a la sociedad
y promueve la salud humana y establece los principios científicos. Tiene también una repercusión directa sobre el investigador y su equipo, ya que el descubrimiento pertenece al primero
que lo publica y la reputación y los fondos se basan en el número y en el factor de impacto de las publicaciones. El prestigio personal de cualquier investigador está en relación con la
calidad humana y lo publicado.34-42
La publicación es un proceso largo y la elaboración de un
manuscrito define la calidad de un proyecto al pasar por un control de calidad al ser revisado por los editores y juzgado por
correctores anónimos.
Los artículos de investigación son las unidades básicas del
proceso científico. El desarrollo de líneas de investigación requiere un conocimiento de la bibliografía y, especialmente, los
trabajos relacionados con la investigación que se comienza.
Para buscar en la literatura, se pueden seguir cuatro procesos
distintos. El abordaje ancestral que comienza con un artículo
centrado en el área de investigación y desde el cual se buscan
otros artículos. La búsqueda en descenso que comienza con los
trabajos clásicos y, a partir de ellos, llega a los más actuales.
Las bases de datos incluyen los dos caminos anteriores aprovechándose de las posibilidades de la informática, mientras que
la cuarta vía se basa en contactar directamente con expertos en
el área de trabajo para que indiquen los trabajos más adecuados
y recomienden los de mayor interés y necesarios.35,36
Además, para evaluar los méritos académicos y profesionales se mide la cantidad de publicaciones apoyada por el factor de impacto. Los parámetros bibliométricos pretenden definir la calidad de un trabajo, aunque resultan discutibles, pues
la evaluación científica es difícil y precisa del examen cons-
t ca de la nvest gac ón
i
i
ubl cac ón
i
P
los estudios experimentales puros una asignación aleatoria o un
emparejamiento (matching), procurando que los grupos sean
homogéneos. También se pueden evitar los sesgos de confusión
con la estratificación, es decir, dividiendo la muestra global en
estratos según los posibles valores de la potencial variable de
confusión.
Por último, entendemos por sesgos de interpretación cuando se cometen errores por la interpretación de los resultados
estadísticos.
É
1. Metaanálisis/ensayo clínico aleatorizado y controlado
2. Ensayo clínico aleatorizado simple
3. Estudio de cohortes
4. Estudio de casos y controles
5. Serie de casos
6. Opinión de expertos
ciente de los artículos publicados por expertos cualificados. Sin
embargo, en los últimos años se ha considerado como un factor
de calidad el número de veces que son citados los trabajos por
otros autores. El factor de impacto de una revista es la media
anual de frecuencia de citaciones de todos sus artículos, basado
en el Science Citation Index (SCI). Se considera que un artículo es mejor cuantas más veces está citado. Esto puede ser cierto si no se olvidan algunos matices. Una cita es, ante todo, una
medida de utilidad más que de calidad y la selección de la bibliografía puede ser por pura casualidad, porque el tema está
de moda o porque la revista es más influyente. El sistema de
control de calidad de las publicaciones, siempre dentro de la
misma área de conocimiento, es bueno a falta de otro mejor y
presenta aspectos positivos, pues premia la calidad sobre la
cantidad y permite comparar trayectorias científicas, pero presenta inconvenientes difíciles de solucionar como son el país
de origen de la revista y el idioma, que influyen directamente
en los índices.37-42
Publicar es una actividad intrínsecamente ética, desde el principio hasta el final, y se habla de que cualquier autor científico
debe atender a la deontología del estilo, a la ética de la rectitud
y a la ética de la veracidad.
D
J
C
uadro 5-1 erarquía descendente del nivel
de evidencia de los diferentes tipos de estudio
eontología del estilo
Escribir un artículo científico es un esfuerzo intelectual, pues
se parte de un trabajo desarrollado con la mayor libertad que,
sin embargo, se amolda a unas normas que cada revista impone
a los autores. Adaptarse a dichas normas que, por lo general,
son muy similares, pues siguen la normativa de Vancouver,34,36
y que ayudan al orden y a la autocrítica requiere un estilo claro,
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
apítulo 5 Métodos de investigación clínicos en cirugía ortopédica y traumatología
sencillo, preciso, organizado y honrado. Seguir la normativa
para los autores es, sin lugar a dudas, el primer principio ético para cualquier autor.
Existe una normativa para cada revista que viene expresada
en el apartado de instrucciones para los autores o normas de
publicación. El conocimiento de estas normas implica que, si
los autores remiten sus trabajos siguiendo estas instrucciones,
no les serán devueltos por motivos de estilo.
La verdad es, en ciencia, el objetivo y el valor al que nadie
puede renunciar. Conviene recordar que cualquier persona involucrada en el desarrollo o ejecución de un experimento y el
proceso de datos es responsable de la exactitud de los mismos.
Sin embargo, toda presentación de un dato científico incluye
artificios, adecuaciones y estética. Nunca se dan los resultados
fríos; se trabajan, ordenan y simplifican, lo cual puede introducir sesgos o errores de mayor o menor importancia.
No son, por el contrario, criterios para ser autor ocupar una
posición administrativa, contribuir con pacientes, reactivos o
animales, y recoger y organizar los datos que pueden figurar en
el apartado de agradecimientos. En definitiva, un autor debe
realizar una contribución esencial en la concepción y diseño, el
análisis e interpretación de los datos, la redacción y revisión, y
aprobar el resultado final.33,34
Se habla de autoría honoraria cuando un firmante no cumple los requisitos para ser autor y de autoría ficticia cuando se
efectúan publicaciones fragmentadas, repetidas o se participa
en una rueda de autores.
La investigación clínica es un largo proceso que reúne aspectos muy diversos, como hemos visto, técnicas, creatividad,
ética y, sobre todo, la comunicación entre profesionales para
realizar una tarea común. Investigar es plantear problemas, trabajar para resolverlos y llegar a su solución sin renunciar nunca al método científico.
tica de la rectitud
É
En este punto, se incluyen los objetivos que persiguen los autores a la hora de enviar sus publicaciones. Los motivos pueden
ser muy diversos y todos ellos válidos, como puede ser enseñar,
mejorar el currículum vítae o agradecer favores. Se habla de
motivos nobles, como son la búsqueda de la verdad, verificar o
falsear una hipótesis original, contribuir a dignificar la existencia del hombre o aportar algo nuevo a la ciencia. También hay
motivos aceptables, como son cumplir con un trabajo, mantener
un rango académico, mejorar en la situación profesional, obtener beneficios económicos o el reconocimiento social. Por último, los motivos egoístas comprenden la investigación rutinaria o ficticia, la falta de ambición u originalidad, o ampliar la
lista de publicaciones.
tica de la veracidad
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
É
En ocasiones, se han detectado comportamientos de mala conducta científica que no incluye los errores involuntarios o diferencias de opinión. Dentro de estos comportamientos hay que
distinguir errores de mala fe, como es la fabricación de datos,
cuando se «inventan» los resultados; la falsificación sería manipular material, equipos, procesos científicos o cambiar u omitir datos o resultados para modificar los hallazgos científicos.
Por último, el plagio es la apropiación sin consentimiento de
ideas, procesos, resultados o palabras ajenas. El plagio es responsabilidad de todos los autores del trabajo.44
También hay errores de buena fe, como son los descuidos,
negligencias, errores inadvertidos o involuntarios.
Dentro de la bibliografía hay dos faltas éticas; por una parte, el exceso de autocitaciones, exaltar injustificadamente la
tarea realizada por el propio equipo y, por otra, el silencio selectivo cuando no se citan conscientemente los trabajos de
otros investigadores.
utoría
A
Los autores de un trabajo son aquellos firmantes que han participado en la concepción y planificación del trabajo o han interpretado su evidencia, o ambos; han escrito o revisado las
versiones sucesivas del mismo y participado en su revisión, y,
finalmente, han aprobado la versión definitiva del manuscrito.
47
bl og a ía
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ERRNVPHGLFRVRUJ
Capítulo 6
Evaluación de los resultados
comunicados por el paciente
José Sueiro Fernández, Ana Torres Pérez
Resumen
Añadir la medición y el análisis de los resultados referidos por
el paciente a nuestra práctica clínica diaria como cirujanos
ortopédicos y, en particular, como especialistas en artroplastias totales de cadera o de rodilla es complejo y exige una
disposición de medios, tiempo adicional y un período de
adaptación. El comienzo será duro, pero creemos que una vez
instaurado en nuestra actividad clínica habitual obtendremos
muy buenos resultados con el análisis de los datos recogidos,
que permitirán un salto cualitativo tangible al conocer la percepción que tienen los pacientes de la cirugía y de los resultados de esta. Independientemente de ciertas barreras y lagunas
sobre estas evaluaciones, el Sistema Nacional de Salud del
Reino Unido y el Registro de Artroplastias Sueco son dos buenos ejemplos de cómo mejorar nuestros resultados y la calidad
en el cuidado de nuestros pacientes. Existe la necesidad de
proporcionar unos cuidados sanitarios de calidad. La opinión
del paciente sobre la intervención quirúrgica y los resultados
de esta es valiosa y conocerla permite mejorar la práctica del
cirujano y corregir los puntos de disconfort detectados.
­
Int oducc ón
r
i
La opinión del paciente de cara a su atención sanitaria es un
indicador mayor de calidad asistencial. Los facultativos deben
ser capaces de demostrar mejorías mensurables en los resultados de sus pacientes como parte de su práctica clínica diaria.1
Para medir los estados de salud y enfermedad percibidos por el
paciente, se desarrollan y se emplean cuestionarios y escalas.
Los patient reported outcome measures (PROM), o la evaluación de los resultados comunicados por el paciente (ERCP), valoran la calidad de la asistencia sanitaria percibida por los pacientes
y las perspectivas de estos sobre los resultados de la salud. A partir de ahora, usaremos el acrónimo anglosajón PROM, que ya es
reconocido y aceptado por la mayoría de los facultativos dentro
del léxico médico general en castellano. Se definen como «[…]
Cualquier comunicado del estado de la salud del paciente que
viene indicado directamente por el paciente, sin ser interpretada
esta respuesta por un facultativo o cualquier otra persona».2
Los PROM son sistemas para recoger la opinión de los pacientes sobre la efectividad de los cuidados de salud que se les
proporcionan. Esta información se utiliza junto con la informa-
ción clínica existente. Se diseñaron para valorar la efectividad de
los tratamientos dentro de ensayos clínicos,3 pero ahora se emplean más ampliamente para valorar las perspectivas de los pacientes en los resultados de la salud. Se empezaron a utilizar en
el servicio público de salud del Reino Unido (United Kingdom
National Health System) en abril de 2009 y buscan cambiar la
asistencia sanitaria moderna.4 Se están aplicando en cuatro procedimientos quirúrgicos: prótesis de cadera, prótesis de rodilla,
hernias inguinales y varices. Calculan las ganancias en salud tras
la cirugía empleando cuestionarios pre- y posquirúrgicos.
Los PROM dan información sobre la salud del paciente y
el impacto que tienen los tratamientos o los cambios en su estilo de vida sobre su calidad de vida. Los pacientes rellenan un
cuestionario prequirúrgico y, más tarde, se les envía a su casa
un cuestionario posquirúrgico (al menos 3 meses tras una hernia inguinal o varicectomía y 6 meses tras una prótesis de cadera o rodilla). Miden el estado de salud del paciente o la calidad de vida relacionada con la salud en un punto específico, y
los datos se recogen a través de cortos cuestionarios completados por los pacientes.
Para cada paciente, los PROM incluyen:
• Datos personales del paciente.
• Una medida de valoración del estado de salud específica.
• Una medida de valoración genérica del estado de salud.
• Preguntas adicionales sobre la salud del paciente, incluyendo si tenían patologías previas como artrosis o diabetes.
La idea es ampliar la utilización de los PROM para más tratamientos quirúrgicos o médicos, y se utilizan cada vez más por
los profesionales sanitarios para mejorar la calidad de su asistencia médica y en la investigación clínica.
La información obtenida puede guiar a los clínicos en la
toma de decisiones, para monitorizar los resultados de los tratamientos realizados y seleccionar pacientes candidatos a un
tipo de tratamiento.
La utilización de los PROM para medir el estado de salud
en la práctica clínica rutinaria tiene ventajas sobre las medidas
tradicionales de resultados, puesto que pueden facilitar los
cambios de actitud de los pacientes, personal sanitario, etc.
Incorporarlos a la práctica clínica motivará a los pacientes, apoyará la toma de decisiones clínicas y llevará a una mejoría de
la calidad asistencial. Su uso en la práctica clínica ayuda a tener
51
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
­
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ser rellenados por el paciente o por alguien que el paciente
designe. En el Reino Unido, los datos obtenidos mediante los
PROM se publican cada mes y cada cuatrimestre se realiza un
análisis de estos datos. Los datos son provisionales hasta que a
finales de año se realiza una publicación final. Los datos del
Reino Unido se pueden visualizar en www.hscic.gov.uk/proms.
El análisis de las diferencias entre los datos pre- y pos
quirúrgicos puede emplearse para determinar los resultados de
la cirugía según los ve el paciente en términos del impacto que
estos producen en sus síntomas y su estado funcional.
Los pacientes completan los PROM puntuando su salud en
respuesta a una serie de preguntas. Estas respuestas se puntúan
según el nivel de dificultad o severidad descrita por el paciente.
Cuando se analizan los PROM, las puntuaciones individuales
se combinan para obtener una puntuación final. Además, estos
se relacionan con los datos del hospital (Hospital Episode Statistics) y del Registro Nacional de Artroplastias (National Joint
Registry) para obtener aún más información.
Antes de que un paciente vaya a ser sometido a una de las
cirugías englobadas en los PROM, se le debe entregar un cuestionario en el período de tiempo situado entre haber pasado el
estudio preoperatorio y la cirugía. Cumplimentar el cuestionario
es voluntario y es necesario obtener el consentimiento del paciente para recopilar los datos, procesarlos y utilizarlos. Los
cuestionarios completos prequirúrgicos se transfieren en condiciones de seguridad a los centros donde se recopilará la información. El análisis se centra en el cambio que se produce en los
pacientes en su condición o en su estado general de salud relacionado con su calidad de vida. A los 3 o 6 meses de la cirugía
(según el tipo de intervención), se envía el cuestionario al domicilio del paciente para que lo rellene. Una vez completado, se
vuelve a enviar a la base de datos para recoger toda la información. Cuando el consentimiento expira, los datos personales del
paciente se retiran de la base de datos y se dejan con un pseudónimo. Al final, todos los datos se envían a centros de estadística
para realizar un análisis detallado e interpretar los resultados.
O
Evoluc ón d los PR M
e
­
en cuenta la opinión del paciente en todos los aspectos de su
cuidado, hecho esencial para asegurar que el tratamiento continúe centrado en el paciente.5
Su manejo permite y permitirá estudiar el impacto del tratamiento, valorar la efectividad de los diferentes procedimientos y
ayudará al desarrollo de estrategias óptimas de atención y cuidados del paciente. Pueden ser realizados bien en formato electrónico, bien en papel. Estos cuestionarios se diseñan para centrarse
en uno o más elementos específicos del buen estado del paciente.
Algunos PROM miden específicamente una combinación
de aspectos físicos, mentales y sociales conocidos colectivamente como relacionados con la calidad de vida (HRQL, healthrelated quality of life), mientras que otros evalúan dimensiones
individuales de salud, por ejemplo, la actividad física.6
Las preguntas específicas del PROM (conocidas como
ítems) se agrupan en subcategorías o dominios. Por ejemplo,
las preguntas sobre la deambulación pueden englobarse en el
dominio movilidad. Las respuestas de estas subcategorías dan
unas puntuaciones que se combinan para ofrecer una puntuación general final del PROM. Los métodos de puntuación varían según el PROM que se utilice.
Se pueden categorizar como genéricos o específicos,7 y miden el bienestar de todo tipo de pacientes. Son muy útiles a la
hora de comparar resultados de tratamiento. Por ejemplo, el
EuroQol de cinco dimensiones (EQ-5D)8 es un cuestionario
PROM recomendado frecuentemente como medidor genérico
estándar del tratamiento fisioterápico de la patología musculoesquelética.1 Su utilización permitirá realizar comparaciones
de resultados locales y nacionales, e incluso internacionales.
Los PROM genéricos pueden no proveer de información suficientemente detallada o no medir el cambio de la satisfacción
del paciente con el tiempo. Es recomendable añadir un PROM
especifico centrado en una enfermedad o tratamiento, un ejemplo de estos es el índice de discapacidad cervical (Neck Disability Index).9 Los específicos detectan mejor los cambios percibidos por cada paciente y están mejor diseñados para medir
los resultados a nivel individual.
Una tercera categoría de PROM que ha ganado la atención
en la investigación y la práctica clínica son los instrumentos
individuales como el Patient Generated Index,10 el Patient Specific Function Scale11 y el Make Yourself Medical Outcome
Profile (MYMOP).12 Los instrumentos individuales examinan
la definición propia del paciente de su calidad de vida relacionada con la salud y cambian el punto de vista clásico de interpretación de los resultados por los investigadores y los facultativos. Su valor particular es que monitorizan el progreso a nivel
individual y los objetivos de una manera más sensible que las
medidas convencionales, y se combinan normalmente con
otros tipos de PROM. Se utilizan en investigación médica
acompañando a los test de valoración de resultados objetivos.
Por ejemplo, en los pacientes que han sufrido un infarto de
corazón, se emplearía un PROM genérico para medir la independencia a la hora de realizar las actividades de la vida diaria
(el índice de Barthel) asociado a un test específico que mida la
calidad de vida —la escala de impacto del infarto (Stroke Impact Scale)—13 y a un test físico objetivo —escala de FuglMeyer (Fugl-Meyer Assessment)—.
Asociar test para medir resultados objetivos y subjetivos
mejora la toma de información teniendo en cuenta aspectos de
la recuperación que son importantes para los pacientes. Pueden
i
52
Los PROM se desarrollaron para ser empleados en ensayos
clínicos, en evaluaciones económicas y también para ayudar a
los profesionales de la salud a mejorar el asesoramiento y los
cuidados de los pacientes. En general, se propusieron para ayudar a estudiar las necesidades de salud de la población.
Actualmente, se reconoce que los estudios clínicos deben
incorporar la opinión de los pacientes de cara a los resultados
obtenidos tras un tratamiento o la cirugía.3 Estos cuestionarios
permiten obtener una información estandarizada y cuantificable del beneficio para poder juzgar los resultados de la intervención. El aumento de estos cuestionarios refleja el amplio
número de tratamientos médicos o quirúrgicos existentes cuyo
fin principal es mejorar la calidad de vida de los pacientes en
vez de prolongarles la vida. Los PROM también pueden ser
muy útiles para aplicarlos en situaciones en las que los procedimientos quirúrgicos pueden producir tanto efectos beneficiosos como efectos dañinos.
Cuando los investigadores necesitan ver el valor global de
una intervención sobre los cuidados de la salud para poder
compararlos frente a los de otra, necesitan que los resultados
se expresen en unidades específicas. El modo más conocido
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
apítulo 6 Evaluación de los resultados comunicados por el paciente
para expresar el valor de los tratamientos y poder compararlos
entre sí es la de años de vida ajustados a calidad (AVAC, o
QALY, quality adjusted life years) A través de esto se refleja la
calidad y la cantidad de ganancia vital, y se expresan mediante
un índice que puede ayudarnos a tomar decisiones sobre la
administración de los recursos del cuidado de la salud.14
Para valorar la efectividad de los diferentes procedimientos, los PROM pueden implementarse de manera rutinaria. La
información obtenida puede guiar a los clínicos en la toma de
decisiones y para monitorizar los resultados de los tratamientos
realizados. A diferencia de otra toma de datos, los cuestionarios
relacionados con el paciente se centran exclusivamente en los
resultados percibidos por el paciente. Se ha discutido que
ofrezcan importante información a los facultativos para ayudarles en el cuidado de sus pacientes.15,16 Los cuestionarios
rellenados por el propio paciente representan una forma rápida
de obtención de evidencia sobre cómo ellos ven su salud y esto
puede complementarse con la evidencia clínica. Los instrumentos empleados pueden ser utilizados para monitorizar problemas de salud y la progresión de estos, así como los resultados
de cualquier tratamiento. También permiten seleccionar pacientes candidatos a un tratamiento.
Los PROM pueden emplearse para valorar el perfil de salud
y las necesidades de salud de la población;17,18 sin embargo, no
está claro que estos instrumentos den el nivel de precisión necesario para obtener esta información. Se han empleado en ensayos
clínicos,19,20 auditorías nacionales,21 registros nacionales de prótesis22,23 y otros.24 Su interés ha ido en aumento para informar de
los cuidados y el manejo de la salud de los pacientes.25-29
l cc ón d l PR M co
Se
e
i
e
O
dida es consistente con las hipótesis en cuanto a:
• La probable relación con otros instrumentos, y/o
en diferentes subgrupos
• La actuación de la herramienta
y la validez de los criterios.32
Algunas medidas son mejores que otras a la hora de discriminar
entre diferentes niveles de gravedad en un determinado punto,
y otras son mejores en cuanto a la habilidad de detectar los
cambios con el tiempo.32 Los PROM deben ser aptos para la
población en la que se aplican30 y los datos de estos deben ser
fácilmente interpretables.33
Hay un número de fuentes disponibles para ayudar a la
localización y la selección de PROM válidos, como la base de
datos de PROM —Patient-Reported Outcome and Quality of
Life Instruments Database (PROQOLID), https://eprovide.mapi-trust.org/about/about-proqolid—.34 Se puede buscar por test
específicos (Neck Disability Index), por enfermedad/alteración
(artrosis) o por dominio (dolor).
La International Society for Quality of Life Research
(ISOQOL) ha publicado las recomendaciones de las propiedades de medida estándares que deben tener los PROM.35 También el grupo de consenso para seleccionar los instrumentos de
medida de la salud (Consensus-based Standards for the Selection of Health Measurement Instruments [COSMIN]) ha creado una lista de validación (disponible en www.cosmin.nl) para
evaluar las propiedades de medida de los PROM.32,33,36
Basado en todo ello, se ha podido establecer que los criterios
más adecuados para seleccionar los PROM3 son los siguientes:
cando?
A la hora de buscar el PROM adecuado, es importante plantearse las siguientes preguntas:
• ¿Qué es lo que se quiere medir?
• ¿Qué es lo que hay que valorar de manera racional?
• ¿Cómo lo queremos medir: de manera conjunta o individual?
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
• Construcción, esto es, ver si el comportamiento de la me-
• Pertinencia: ¿se adecúan las preguntas a lo que se está bus-
cto
rre
Para los facultativos que quieren alcanzar la excelencia en su
trabajo es muy importante que se pregunten también lo siguiente: «¿Qué PROM se recomiendan y están siendo utilizados por
otros autores?».
La primera pregunta nos ayudará a determinar qué dominio
de salud debe ser utilizado: dolor, movilidad, etc. Las preguntas
segunda, tercera y cuarta nos orientarán a seleccionar la herramienta adecuada. Para medir diferencias de dolor entre pacientes
de grupos que han recibido diferentes tratamientos, la utilización
de un PROM general sería lo más correcto.7 Sin embargo, si lo
que buscamos es medir los cambios obtenidos en un paciente
para ver cómo evoluciona su tratamiento, será preciso elegir un
PROM específico.30 En ocasiones, lo más apropiado es utilizar
un PROM genérico y otro específico.31 Estos tienen que seleccionarse basándose en la fuerza de sus propiedades de medida,
que deben ser establecidas sobre la población de interés y sobre
otros aspectos clave como la aceptación y la interpretación.17
La validez del PROM elegido precisa presentar:
• Contenido: el grado en el que se evalúan los aspectos importantes de la enfermedad/alteración.
53
• Aceptabilidad: ¿los pacientes lo aceptan?
• Viabilidad: ¿es fácil de administrar y procesar?
• Interpretable: ¿cómo se interpretan las puntuaciones?
• Precisión: ¿cómo son de precisas las puntuaciones?
• Fiabilidad: ¿los resultados son reproducibles e internamente consistentes?
• Validez: ¿mide realmente lo que dice que mide?
• Sensibilidad: ¿detecta los cambios en el tiempo que importan a los pacientes?
Pertinencia
El contenido del cuestionario tiene que ser apropiado para su
aplicación particular. Hay que tener cuidado a la hora de elegir
los objetivos de la aplicación, según las áreas de la salud a
evaluar, ya que, para determinadas dimensiones de la salud, la
naturaleza del grupo de pacientes y el contenido de los cuestionarios son importantes.3,37,38 Es muy difícil dar unas recomendaciones generales sobre qué factores hacen que un cuestionario sea apropiado para un uso, ya que esto finalmente depende
de las preguntas específicas al paciente y del contenido de aquel.
La selección del cuestionario está con frecuencia dominada por
consideraciones psicométricas de viabilidad y validez, y presta
una atención insuficiente al contenido del mismo.
Se debe revisar profundamente todo el contenido del cuestionario PROM39 y tener en cuenta también la medición objetiva.
Este puede tener tres medidas objetivas: discriminación, evaluación y predicción.40 La discriminación se relaciona con la medi-
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54
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
Aceptabilidad
V
Los indicadores para que el cuestionario sea aceptable incluyen:
el tiempo de administración, los porcentajes de respuesta y los
niveles de datos perdidos.3 Hay un número de factores que pueden influir en que sea aceptable, como son el modo de administración del cuestionario, el diseño del cuestionario y el estado de salud de los pacientes.43 Los PROM deben adaptarse al
idioma del paciente. Hay guías para garantizar una traducción
correcta44,45 que recomiendan la comparación de varias traducciones independientes y la validación de estas. Antes de aplicar
el cuestionario, se debe realizar una fase de prueba para ver las
opiniones de los pacientes sobre la dificultad de las preguntas.46
iabilidad
Es importante la viabilidad para los investigadores que recogen
y procesan la información obtenida en los PROM.47,48 Si los cuestionarios se administran y se responden con dificultad, esto afectará a la investigación. El personal debe estar formado sobre ellos
y ayudar a los pacientes con dificultades a completarlos.
Interpretable
tuación y las escalas, y la distribución de los ítems. La forma
de respuesta más sencilla (es decir, sí o no) no permite recoger
los grados de dificultad o gravedad. La mayoría de los cuestionarios emplean escalas de tipo Likert: completamente de acuerdo, de acuerdo, incierto, en desacuerdo, completamente en
desacuerdo. Las escalas visuales analógicas (EVA) ofrecen una
gran precisión, aunque no existe suficiente evidencia científica
para demostrarla y pueden ser peor aceptadas por los pacientes.
Fiabilidad
Se relaciona con que un cuestionario sea internamente consistente o reproducible, y estima el porcentaje de acierto de este.
A medida que la posibilidad de error de un cuestionario aumenta, se necesita más muestra para obtener resultados precisos.3
Valora que, si al paciente se le repite el cuestionario en el mismo momento, los resultados no cambien. El coeficiente de fiabilidad se calcula con el coeficiente de correlación de Pearson.54
Un coeficiente de correlacióna de Pearson de 0,7 y 0,9 es válido para aplicar ese cuestionario en grupos y en individuos,
respectivamente.3 La fiabilidad debe relacionarse con la población específica y el contexto.54
V
da de diferencias entre pacientes cuando no hay criterios externos disponibles para validar el cuestionario. Por ejemplo,
medidas de buena situación psicológica se han desarrollado para
identificar a los individuos que sufren ansiedad y depresión. La
evaluación está basada en la medida de los cambios con el paso
del tiempo. Por ejemplo, los PROM administrados antes y después del tratamiento se emplean como medidas de resultados en
ensayos clínicos. La predicción se relaciona con la clasificación
de los pacientes cuando se dispone de criterios para determinar
si la clasificación es correcta. Por ejemplo, los PROM pueden
utilizarse en el diagnóstico y el screening como medio de identificación de pacientes candidatos a determinados tratamientos.
Se debe tratar de detectar los efectos más inmediatos en la enfermedad, así como las posibles consecuencias.41,42
alidez
Se basa en que el cuestionario mida aquello para lo que está
diseñado. Se puede evaluar mediante un examen del contenido
del cuestionario, análisis de factores y comparación con otras
variables relacionadas. Depende de la población específica y
del contexto. Es muy importante tener en cuenta cómo se fue
desarrollando el cuestionario. En su creación, deben participar
expertos en medidas del estado de salud55 y pacientes.56
Los PROM están diseñados para medir funciones físicas o
dolor. Unas variables pueden relacionarse con otras y esto debe
estudiarse a la hora de realizar el cuestionario.57 La estructura
interna de estos sistemas puede ayudarse de métodos de construcción de validación. Hay técnicas estadísticas para identificar
dominios de salud independientes dentro de un cuestionario.58
ensibilidad
1. Comparar los cambios en las puntuaciones para situaciones
importantes en la vida del individuo como la pérdida de
trabajo.49
2. Identificar la diferencia clínica mínima importante (MCID,
minimal clinically important change), que se define como
el menor cambio obtenido en los instrumentos de valoración que se percibe como beneficioso por los pacientes.50,51
3. Los datos de la población general pueden utilizarse para
interpretar puntuaciones obtenidas en instrumentos genéricos.52,53
Se relaciona con la medida de importantes cambios en la salud. Se emplea para valorar cambios en los pacientes en los que
se sabe que su salud ha cambiado. Normalmente, han sido sometidos a un tratamiento de reconocida eficacia.59
La estandarización de los instrumentos de puntuación permite
que los cambios se puedan expresar adaptados a la población
general.53
Precisión
Depende del número y la exactitud de las distinciones medidas
por el cuestionario. Está relacionada con los métodos de pun-
tilidad de los PR M
O
U
S
Se han propuesto tres vías de interpretación:
Los PROM nos ofrecen una serie de beneficios, como:
• Asesorar la relativa calidad clínica de cirugías electivas.
• Evaluar la efectividad y la relación coste-efectividad de
•
diferentes técnicas. Se pueden comparar frente a los resultados obtenidos en pacientes que no han sido tratados o lo
han sido mediante tratamientos alternativos.
Valorar el estado de salud antes de la cirugía. Conocer los
datos de los PROM nos permitirá valorar situaciones sociales, condiciones médicas y el riesgo de complicaciones que
pueden limitar la obtención de resultados próximos a la
excelencia (benchmarks).
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C
• Apoyar la reducción de las desigualdades de salud. Se pue-
den analizar los datos según el origen étnico, geográfico, etc.
tilidad en investigación
U
Antes de empezar un estudio de investigación, se debe asegurar
que cada PROM está validado en la población a estudiar, típicamente, en un estudio longitudinal o transversal o como parte
de un ensayo clínico.6,60 Si no, es necesario realizar un proceso
de validación para diseñar el proyecto.60 El instrumento de medida debe poseer las propiedades de medida correctas, de respuesta, aceptabilidad e interpretabilidad.
Es muy importante determinar cómo se realizará la recogida de los datos de los PROM para mejorar la calidad de estos.61
Se debe tener en cuenta la pérdida de datos a la hora de emplearlos.62 Hay disponibles guías locales para incluir la información obtenida con los PROM en los protocolos63 y están
siendo desarrolladas guías de consenso internacional.64
Una lista de validación (checklist) ha sido realizada por
CONSORT (estándares consolidados de ensayos clínicos) para
ayudar a los investigadores a comunicar los resultados obtenidos en los ensayos donde se emplean PROM.65
En la práctica clínica
Los PROM pueden ayudar a los facultativos en su proceso
clínico de razonamiento para obtener el diagnóstico y el tratamiento, centrándose de manera específica en la perspectiva
del paciente. Implicar al paciente también puede ayudar a
estimular su evolución terapéutica.66 También pueden ser empleados por el facultativo para identificar los problemas principales en la función y las actividades de la vida diaria. Pueden
ayudar a establecer los objetivos del tratamiento y a monitorizar los resultados de este. Es importante conocer el dato
mínimo clínicamente importante de cambio (MCID) en los
resultados de los PROM (PROMs Minimal Clinically Important Change Score), definido como la menor diferencia en los
resultados de los PROM que se percibe como beneficiosa y
que es suficientemente significativa para cambiar el manejo
del paciente.51
Cuestión fundamental es que las medidas de los PROM han
de usarse siempre asociadas al juicio clínico.67
tilidad como medida de calidad
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© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
55
apítulo 6 Evaluación de los resultados comunicados por el paciente
Los datos obtenidos se emplearán para evaluar los servicios de
asistencia sanitaria en varios países. El Sistema Nacional de
Salud inglés (National Health Service [NHS]) introdujo la toma
de datos rutinaria de los PROM en 2009, empleando el cuestionario genérico EQ-5D y otros cuestionarios para obtener
datos antes y después de intervenciones quirúrgicas electivas
como las prótesis totales de rodilla y/o cadera.68 En Holanda,
los PROM se recogen con fines de contabilidad y se combinan
con medidas de opiniones de los pacientes.69
Mientras estos estudios internacionales ilustran la utilización de los PROM en la práctica clínica, falta demostrar la
utilidad de estos a mayor escala. Su utilización para mejorar
la calidad o las medidas de actuación ha sido poco tratada en la
bibliografía. La efectividad de la publicación de sus resultados
está comenzando a ser estudiada.
Sin embargo, la evidencia indirecta de la efectividad de
comunicar los resultados de los PROM públicamente sugiere
que la calidad de los cuidados de salud del paciente mejora al
tener en cuenta sus opiniones.70-72
El uso de estos datos es un desafío metodológico. Primeramente, debe ser válido y permitir medir los resultados del tratamiento adecuándose al paciente. Seguidamente, las medidas
obtenidas a partir de los datos de los PROM deben ser válidas para identificar las variaciones en la práctica y la calidad
de los cuidados de salud. En tercer lugar, los datos deben ser
comunicados y presentados de manera no ambigua para informar a los pacientes a la hora de tomar decisiones.73-76
Es necesario mejorar la interpretación de los datos obtenidos en los PROM para comparar la calidad de los cuidados de
salud e informar a los pacientes.
s on b l d d y b
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Los datos de los PROM en el Reino Unido se actualizan una
vez al mes y están disponibles en www.ic.nhs.uk/article/2191/
New-Data-Interrogation-Service.
Los facultativos reconocen ampliamente el uso potencial de
los PROM para mejorar el cuidado de los pacientes aumentando
la comunicación, la educación del paciente y la toma de decisiones compartidas, y monitorizando la respuesta al tratamiento.
Sin embargo, existen varias barreras para su uso que, si se vencen, pueden aumentar la utilidad de estos para tomar decisiones
en cuidados de salud. Boyce et al.77 revisaron estudios cualitativos investigando las experiencias en cuidados de salud profesionales empleando PROM e identificaron barreras incluyendo la
ausencia de una infraestructura para la colección de los mismos.
Una revisión sistemática realizada por profesionales de la salud
notificó varios obstáculos de los PROM, como la ausencia de una
organización efectiva específica de estos y la falta de estudios
sobre la confianza de los resultados obtenidos tras emplearlos.78
Estos hallazgos destacan la importancia de tener sistemas
eficientes de colección de datos para los PROM, así como poseer personal formado en utilizarlos. Varios estudios han identificado su beneficio para mejorar la comunicación entre médicos y pacientes, y para detectar los problemas de salud que de
otra forma hubieran pasado desapercibidos.79 Sin embargo, las
revisiones sistemáticas que valoran su efectividad demuestran
que el impacto de estas intervenciones es variable.79,80 Parecen
más efectivos cuando se emplean en poblaciones especializadas que al aplicarlos en la población general.80 Para asegurar el
máximo beneficio de la toma de datos, se debe seleccionar una
población y tener claros los objetivos a estudiar.
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El programa de los PROM emplea un número de métodos con
eficacia probada para permitir que los pacientes puntúen su
estado de salud. Todos los pacientes completan un conjunto de
preguntas sobre su estado de salud. Esto incluye los apartados
de situación del paciente, condiciones preexistentes y el cuestionario EQ-5D (compuesto por cinco sistemas descriptivos
dimensionales y una EVA).
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Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
1. Movilidad.
2. Cuidados personales como lavarse o vestirse.
3. Actividades de la vida cotidiana.
4. Dolor/disconfort.
5. Ansiedad/depresión.
C. Pregunta sobre salud general. Esta pregunta también está
en el cuestionario preoperatorio:
1. En general, usted diría que su salud es:
Excelente.
Muy buena.
Buena.
Media.
Pobre.
Los cuestionarios posquirúrgicos tienen también preguntas
de la cirugía sobre cómo ha sido percibida por el paciente y si
hubo alguna complicación. Los pacientes sometidos a una varicectomía, prótesis total de rodilla o prótesis total de cadera tienen
que completar también una sección de condiciones específicas.
El sistema EQ-5D tiene cinco dimensiones:
Dentro de cada dimensión, hay tres niveles: 1) no hay problemas; 2) algún problema, y 3) graves problemas. Hay que responder colocando una cruz en la opción elegida.
La EVA va de 0 a 100, siendo el valor 0 el peor estado de
salud y 100 el mejor.
En el caso de los pacientes intervenidos de varices, se rellena
el cuestionario Aberdeen para venas varicosas. Fue diseñado en
1993 y consta de 13 preguntas. Valora el dolor, el edema del tobillo, la utilización de calcetines, las dificultades a la hora de hacer
actividades sociales y domésticas, y los problemas cosméticos.
En los pacientes a los que se ha implantado una prótesis
total de rodilla o de cadera, se aplican las escalas de Oxford
para cadera y rodilla con 12 preguntas que valoran el dolor, la
función y la capacidad del paciente para realizar actividades de
la vida diaria como caminar o subir escaleras.
Cada una de las 12 preguntas se puntúa de la misma manera, bajando la puntuación si los síntomas son peores.
Todos los resultados obtenidos en esas 12 preguntas se suman y se recogen en una escala del 0 al 48, siendo 48 la máxima puntuación.
A los enunciados anteriormente, se suman las preguntas del
cuestionario sobre la percepción del paciente del acto quirúrgico:
A. Preguntas sobre el acto quirúrgico:
1. ¿Ha experimentado alguno de los siguientes problemas
tras su cirugía?
Alergia o reacción a medicamentos.
Problemas urinarios.
Sangrado.
Problemas con la cicatriz quirúrgica.
2. ¿Ha vuelto a ingresar en el hospital tras la intervención?
3. ¿Ha necesitado otra cirugía en su (ingle/cadera/rodilla/
varices) desde su cirugía?
B. Preguntas sobre los resultados:
1. ¿Cómo describiría usted los resultados de su cirugía?
Excelentes.
Muy buenos.
Buenos.
Medios.
Pobres.
2. ¿Cómo está su (ingle/cadera/rodilla/varices) en comparación con la situación anterior a la cirugía?
Mucho mejor.
Un poco mejor.
Similar.
Un poco peor.
Mucho peor.
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56
La Koninklijk Nederlands Genootschap voor Fysiotherapie
(KNGF) ha establecido un programa nacional de 4 años para
estimular la utilización de PROM en la práctica clínica. Se están utilizando por su valor adicional a la hora de apoyar a los
fisioterapeutas y a los pacientes en la toma de decisiones. Se ha
establecido una base de datos nacional para analizar estos números y medir los resultados y la calidad de los servicios de
fisioterapia. Los datos obtenidos se reenvían a los fisioterapeutas para mejorar su calidad asistencial.
El programa actual de recogida de PROM en Alemania está centrado en su utilización en la atención primaria para cinco
grupos de pacientes (dolor lumbar, dolor cervical, problemas
de cadera, problemas de rodilla y dolor de hombro). También
se utilizarán en un futuro para patologías severas crónicas como la enfermedad arterial periférica.
Se están intentado desarrollar los mismos proyectos de utilización de los PROM en el Reino Unido para valorar la calidad
asistencial de los servicios de fisioterapia.
La investigación ortopédica ha evolucionado mucho durante estos 20 años. Tal vez uno de los cambios más importantes
sea el pasar a centrarse en los pacientes y la interpretación de
estos sobre sus cuidados sanitarios. Esto se evidencia cuando
miramos los parámetros que definían éxito o fallo de la cirugía.
Clásicamente, la medida de éxito ortopédico de la artroplastia
era la valoración de la radiografía postoperatoria.
En la actualidad, el resultado de la cirugía incluye la valoración del paciente de este proceso. La primera generación
de PROM mostraba limitaciones que fueron estudiadas por
Brodke et al.81,82 Con el fin de solucionar estas limitaciones, se
desarrolló el sistema de información de PROM (Patient-Reported Outcomes Measurement Information System [PROMIS])
en EE. UU. Este sistema representa una década de investigación para encontrar las propiedades fundamentales para medir
los resultados referidos por los pacientes y lo integra con la
toma de datos computarizada.
Los registros de artroplastias pueden beneficiarse de la adición de los PROM que valoren el alivio del dolor y la mejoría
del rango de movilidad articular, y no solo centrarse en analizar
la supervivencia del implante y los porcentajes de cirugía de
revisión.83 Algunos registros nacionales están recogiendo
PROM: Inglaterra y Gales, EE. UU., Nueva Zelanda, Noruega
y Suecia; y enfatizan la percepción del paciente del dolor y de
la movilidad articular.84 La investigación basada en la evidencia
científica ha destacado el valor de estos.85 Los PROM capturan
la insatisfacción de los pacientes que no han alcanzado los objetivos esperados en cuanto al alivio del dolor y la mejoría funcional.
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C
apítulo 6 Evaluación de los resultados comunicados por el paciente
En una revisión bibliográfica reciente realizada sobre
los registros de artroplastias, se concluyó que la omisión de los
PROM impide al cirujano tener un completo entendimiento de
los factores que contribuyen al alivio del dolor, a la restauración de la función y a la satisfacción del paciente.84
Pueden ser útiles como una medida de resultados positivos
(como alivio del dolor y mejoría de la función) o como una
medida de resultados negativos (como la presencia de dolor
persistente o alto riesgo de fallo del implante). Los PROM pueden utilizarse en investigación para comparar intervenciones y
estudiar el coste-efectividad, y, en la práctica clínica, para monitorizar la mejoría de los síntomas.86 La comunidad ortopédica no ha definido todavía unas bases nacionales o internacionales para establecer las medidas óptimas de PROM tras las
artroplastias totales.83
El registro de Inglaterra incluye medidas del estado de salud
(EQ-5DTM, SF-36) y del rango de movilidad articular (Oxford
Hip Score [OHS], Hip disability and Osteoarthritis Outcome
Score [HOOS]/Knee injury and Osteoarthritis Outcome Score
[KOOS]). Suecia utiliza una escala visual analógica (EVA).
Algunos registros nacionales han comenzado a recoger datos de los PROM y el valor añadido de estos es evidente, teniendo en cuenta la investigación derivada de estos datos.85,87,88
Los datos de los PROM suelen recogerse directamente del
paciente, pero se han puesto en marcha sistemas que recogen
los datos electrónicamente (PROMIS). Los costes del registro
de estos datos deben estar justificados por el valor del conocimiento que se puede obtener a partir del análisis de los resultados obtenidos a través de los PROM.
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Muchos factores influyen en la evolución postoperatoria del
paciente intervenido de una artroplastia de cadera o rodilla. Las
características del paciente (edad, comorbilidad, índice de masa corporal, etc.), tipo de cirugía y técnica anestésica, lugar y
duración de la intervención, grado de invasividad y factores
sociales (condiciones sociales, acompañamiento familiar, etc.).89
Se pueden estudiar tanto al terminar el procedimiento anestésico-quirúrgico como después para valorar la repercusión final en su calidad de vida.
La escala de satisfacción del paciente de Iowa ha sido
empleada en varios estudios porque ha sido validada para emplearse en pacientes al final de los cuidados anestésicos monitorizados.90 En el Reino Unido, el momento ideal para realizar
este cuestionario es cuando los pacientes están listos para ser
dados de alta de la unidad de recuperación posquirúrgica. La
mayoría de los cuestionarios emplean escalas de tipo Likert:
completamente de acuerdo, de acuerdo, incierto, en desacuerdo, completamente en desacuerdo.
La satisfacción del paciente intervenido es un resultado importante y se emplea con frecuencia en la evaluación de la recuperación91-95, junto con la percepción de los pacientes de la
calidad de la recuperación.96,97 Hay varias formas para valorar
la recuperación posquirúrgica.98 Se evalúan el dolor,99-101 los
agentes anestésicos o las técnicas anestésicas tanto en fases
precoces e intermedias102-105 como en fases tardías de la recuperación posquirúrgica.105,106
­
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
e
a
57
Variables del proceso de cuidados, como el estar listo para
el alta hospitalaria107-109 y el ser reingresado tras el alta hospitalaria,110-114 se emplean con frecuencia como medidas de calidad y resultados.
Los datos obtenidos meses o años después en relación con
el dolor o la función desde el punto de vista del paciente ofrecen información sobre cómo percibe este el procedimiento
quirúrgico de la artroplastia de cadera: estado de salud, calidad
de vida relacionada con la salud y satisfacción con el procedimiento.91
El grupo de trabajo sobre los PROM de la Sociedad Internacional de Registros de Artroplastias quiso valorar hasta qué
punto se habían incorporado los datos ofrecidos por los pacientes en los distintos registros de artroplastias.115 Realizaron una
encuesta de 41 registros mostrando que ya 8 de ellos tenían un
programa PROM para pacientes de cirugía electiva de artroplastias de cadera y rodilla, y 6 recogieron estos datos para
poblaciones de muestra. Los instrumentos genéricos más comúnmente utilizados fueron el cuestionario de resultados de
salud EQ-5D y la encuesta de salud Short Form 12 (SF-12) o
similar, como la encuesta de salud Veteranos RAND 12 Items
(VR-12). Los PROM específicos más comunes fueron la puntuación de la discapacidad de la cadera y la osteoartritis
(HOOS), la puntuación sobre la lesión de la rodilla y la osteoartritis (KOOS), la puntuación de la cadera de Oxford (OHS), la
puntuación de la rodilla de Oxford (Oxford Knee Score [OKS]),
la puntuación del Western Ontario and McMaster Universities
Osteoarthritis Index (WOMAC), y la puntuación sobre la actividad de la University of California-Los Angeles (UCLA).
Prodinger et al.116 estudian la mejoría de la calidad de la
atención a través de los PROM y enfocan su atención en el Sistema Nacional de Salud del Reino Unido y el Registro Nacional
Sueco de Artroplastias de cadera y rodilla como ejemplo. Concluyen que tener en cuenta estos datos es muy valioso en la clínica y, aunque tienen sus lagunas y barreras, para el desarrollo
en el futuro un enfoque con participación y el compromiso de las
partes interesadas en la clínica y a nivel gerencial puede ser recomendado basado en los hallazgos de este estudio.
Es interesante la revisión sistemática que realizan Gagnier
et al.117 publicada en 2018 sobre la calidad metodológica de los
PROM para pacientes con artroplastia total de cadera. Se realizaron búsquedas en bases de datos que incluían PubMed,
MEDLINE, EMBASE, CINAHL, la Biblioteca Cochrane y
otros artículos publicados hasta 2017, utilizando los términos
de búsqueda «outcome instrument, the condition or procedure
of interest (hip arthroplasty), and psychometric properties». La
calidad metodológica de los estudios y la evidencia de las propiedades psicométricas se resumieron y evaluaron utilizando la
lista de verificación COSMIN (estándares basados en el consenso para la selección de instrumentos de medición de la salud). Se incluyeron 73 estudios que investigaron 26 instrumentos. El WOMAC, la OHS, la puntuación de la cadera de Harris
y la HOOS fueron los instrumentos evaluados con mayor frecuencia. El WOMAC tenía cinco propiedades con evidencia
positiva y fue el instrumento de mayor calidad en general, seguido por la HOOS y la encuesta europea de entrevista de salud
(EUROHIS) —índice de calidad de vida de ocho ítems—.
A pesar de una gran cantidad de estudios incluidos, muchos
tenían bajas calificaciones de COSMIN, por lo que nos recomiendan estudios rigurosos adicionales para explorar las pro-
ERRNVPHGLFRVRUJ
58
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
1. Factores fisiológicos: tres medidas (T 0 + T 15 + T 120)
1.a. PAS → 3 = 90-140; 2 = 70-89 o 141-180; 1 = < 70 o < 180 mmHg
1.b. FC → 3 = 45-100; 2 = 35-44 o 101-139; 1 = < 35 o ≥ 140 lpm
1.c. Temperatura → 3 = 36-37,6; 2 = 35-35,9 o 37,7-38,9; 1 = < 35 o ≥ 39 ºC
1.d. Oxígeno utilizado para mantener Sat O2:
3 = oxígeno utilizado por protocolo o no utilizado
2 = cualquier Sat O2 < 95% que requiere oxígeno
1 = cualquier Sat O2 < 90% que requiere oxígeno
1.e. Vía aérea:
3 = automantenimiento de vía aérea permeable
2 = mantenimiento de vía aérea con soporte
1 = dispositivo in situ
1.f. Agitación:
3 = sin signos de agitación
2 = muestra ocasionalmente agitación
1 = agitación severa
1.g. Conciencia:
3 = completamente despierto
2 = se despierta con estimulación auditiva o física
1 = no despertable
1.h. Por favor, tóquese la nariz o levante la cabeza:
3 = sigue las órdenes completamente
2 = responde apropiadamente, pero es incapaz de completar el requerimiento
1 = sin respuesta o respuesta sin objetivo
Puntuación del primer dominio: 21-8
2. Factores nociceptivos
2.1. Al enseñarle la escala con cinco caras, indique cuál es de forma más segura la que describe su nivel de dolor en este
momento (1-5)
2.2. Al enseñarle la escala con cinco caras, indique cuál es de forma más segura la que describe su sensación de náuseas
o vómito en este momento (1-5)
Puntuación del segundo dominio: 10-2
3. Factores emocionales
3.1. Al enseñarle la escala con cinco caras, indique cuál es de forma más segura la que describe en qué medida se siente
triste, decaído o deprimido en este momento (1-5)
3.2. Al enseñarle la escala con cinco caras, indique cuál es de forma más segura la que describe en qué medida se siente
ansioso o nervioso en este momento (1-5)
Puntuación del tercer dominio: 10-2
4. Factores cognitivos
4.1. Por favor, dígame su nombre, la ciudad donde estamos y su fecha de nacimiento (registre el número de respuestas
correctas: 1-3)
4.2. Voy a leerle una lista de números, escuche cuidadosamente y cuando acabe, por favor, repítalos en el orden en que yo
los he leído:
Puntuación del cuarto dominio: 9-2
i
F gu
ra
Primer dominio
21-8
6-1
Segundo dominio
10-2
Tercer dominio
10-2
Escala Post Discharge Surgical Recovery (PSR) preoperatoria/postoperatoria.
ERRNVPHGLFRVRUJ
Cuarto dominio
9-2
PUNTUACIÓN FINAL
50-14
C
59
apítulo 6 Evaluación de los resultados comunicados por el paciente
piedades psicométricas de estos instrumentos en el análisis de
las artroplastias de cadera.
Se sabe que las distintas publicaciones en cirugía ortopédica respaldan un seguimiento médico arbitrario de 24 meses
para las artroplastias del miembro inferior. Los PROM, por
ejemplo, nos pueden ayudar a definir esta estrategia. Se han
realizado una revisión sistemática y metaanálisis utilizando las
bases de datos PubMed y EMBASE para los estudios de artroplastias totales de cadera y rodilla primarias, y de revisión, en
los que se informaron los datos de PROM a los 12 y 24 meses.118 Se examinaron un total de 15 informes, 9 sobre prótesis
de rodilla (n = 1.564) y 6 sobre prótesis de cadera (n = 740).
No se encontraron diferencias para cuatro tipos de PROM entre
los 12 y los 24 meses de seguimiento, y concluyen que puede
que no haya un valor adicional en la revisión a los 24 meses de
estos pacientes en la práctica rutinaria.
onclus ón
C
i
Hay pocas publicaciones sobre el estudio de la utilización de los
PROM para mejorar la calidad o las medidas de actuación; sin
embargo, la calidad de los cuidados de salud del paciente mejora al tener en cuenta sus opiniones y al comunicar los resultados
de los PROM públicamente. Es por lo que recomendamos que
se inicie este camino en nuestra actividad quirúrgica.
En el caso concreto de los pacientes que van a ser intervenidos de artroplastia total de cadera, proponemos estudiar la satisfacción de estos empleando los PROM de la siguiente manera:
• Emplear para analizar la recupera ción posquirúrgica los
•
•
cuestionarios: escala de alta de reanimación (escala Post
Discharge Surgical Recovery [PSR])119 y escala de calidad
de recuperación tras la anestesia y la intervención quirúrgica (Quality of Recovery 15 [QoR-15]).96 Para valorar la
calidad de vida asociada a la salud, el EQ-5D.120 Este cuestionario tiene dos partes, una descriptiva y la escala visual
analógica (EQ-EVA).
Antes de la intervención quirúrgica, se deben entregar la
escala PSR (fig. 6-1) y el EQ-5D preoperatorios (fig. 6-2).
A las 2 h de la llegada a la unidad de recuperación quirúrgica, al paciente se le entrega las escalas PSR postoperatoria (v. fig. 6-1) y QoR-15 (fig. 6-3).
Elija una única respuesta de cada apartado que mejor describa
su estado de salud en el día de hoy.
No marque más de una casilla en cada grupo.
1. Movilidad
• No tengo problemas para caminar
• Tengo algunos problemas para caminar
• Tengo que estar en la cama
2. Cuidado personal
• No tengo problemas con el cuidado personal
• Tengo algunos problemas para lavarme o vestirme
• Soy incapaz de lavarme o vestirme
3. Actividades cotidianas (ejemplo: trabajar, estudiar,
hacer las tareas domésticas, actividades familiares o actividades
durante el tiempo libre)
• No tengo problemas para realizar mis actividades cotidianas
• Tengo algunos problemas para realizar mis actividades cotidianas
• Soy incapaz de realizar mis actividades cotidianas
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
4. Dolor/malestar
• No tengo dolor ni malestar
• Tengo moderado dolor o malestar
• Tengo mucho dolor o malestar
6. Comparando con mi estado general de salud durante los últimos
12 meses, mi estado de salud hoy es:
• Mejor
El mejor
• Igual
estado de salud
• Peor
imaginable
7. Para ayudar a la gente a describir
100
lo bueno o malo que es su estado
de salud hemos dibujado una escala
parecida a un termómetro en la cual
se marca con un 100 el mejor
9
0
estado de salud que pueda
imaginarse.
Nos gustaría que nos inidicara en esta
escala, en su opinión, lo bueno o malo
que es su estado de salud en el día de
HOY. Por favor, dibuje una línea desde
el casillero donde dice «Su estado de
salud hoy» hasta el punto del
termómetro que en su opinión indique
lo bueno o malo que es su estado de
salud en el día de HOY.
Su estado
de salud
hoy
5. Ansiedad/depresión
• No estoy ansioso ni deprimido
• Estoy moderadamente ansioso o deprimido
• Estoy muy ansioso o deprimido
8
0
7
0
6
0
5
0
4
0
3
0
2
0
1
0
0
F gu
6-2 EuroQol de cinco dimensiones (EQ-5D) preoperatorio/postoperatorio. (Traducida y publicada con permiso. © 1996, Elsevier. Fuente:
Brooks R. EuroQol: The current state of play. Health Policy. 1996;37:53-72.)
i
ra
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60
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
Fecha: --/--/--
Estudio #
PARTE A
¿Cómo se ha encontrado en las últimas 24 h?
(De 0 a 10, donde 0 = mal y 10 = excelente)
1. Respira con facilidad
2. Disfruta de la comida
3. Se siente descansado
4. Duerme bien
5. Realiza su aseo personal sin ayuda
6. Se comunica con amigos y familia
7. Es asistido por doctores y/o enfermeros
8. Puede volver al trabajo o a sus actividades
domiciliarias habituales
9. Se siente bien y controlado
10. Se encuentra bien de manera general
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
PARTE B
¿Ha tenido alguno de los siguientes síntomas en las últimas 24 h?
(De 0 a 10, donde 0 = mal y 10 = excelente)
11. Dolor moderado
12. Dolor severo
13. Náuseas o vómitos
14. Se encuentra preocupado o ansioso
15. Se siente triste o deprimido
6-3
ra
i
F gu
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
0---------------------------------------------------10
Quality of Recovery 15 (QoR-15).
• En la revisión posquirúrgica que tendrá lugar en la consul•
ta de traumatología, normalmente al mes del alta hospitalaria, se le entrega el EQ-5D postoperatorio (v. fig. 6-2).120
Como test específicos en nuestro medio, podemos optar por
el WOMAC, la escala de Harris, la OHS o la HOOS.
í
a
raf
bl og
i
Bi
Finalizamos afirmando que existe la necesidad de proporcionar
unos cuidados sanitarios de calidad. La opinión del paciente
sobre la intervención quirúrgica y los resultados de esta es valiosa, y conocerla permitirá mejorar la práctica del cirujano y
corregir los puntos de disconfort detectados.
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Capítulo 7
Bases de biología celular
y molecular en cirugía
ortopédica y traumatología
Amalia Lamana Domínguez, Arancha Rodríguez de Gortázar,
Marta Martín Millán, Santos Castañeda Sanz
Resumen
En este capítulo, trataremos de forma sencilla y resumida los
principales aspectos relacionados con la biología celular y molecular del sistema musculoesquelético. En un primer apartado,
abordaremos aspectos generales de biología celular para centrarnos, posteriormente, en aspectos concretos de la biología
celular de los diferentes compartimentos del hueso y cartílago.
Int oducc ón
r
i
Las células del sistema musculoesquelético (ME) forman parte
de diferentes tejidos (cartílago, hueso, músculos, etc.) y proceden
de linajes celulares diferentes, lo que aumenta la complejidad de
dicho sistema. Las células del sistema ME están constantemente
sometidas a una gran cantidad de estímulos externos, como factores hormonales, factores de crecimiento, citoquinas, perturbaciones mecánicas, interacciones con otras células y/o componentes de la matriz celular, así como a factores ambientales
(temperatura, pH, influencias iónicas y osmóticas). Estos estímulos provocan la activación de numerosas vías de señalización que
interactúan dentro de la célula y que, finalmente, deben ser integradas para activar la transcripción de un patrón de genes apropiados que respondan a la suma total de los estímulos recibidos.
Muchas de estas señales influyen en diferentes aspectos de la
regulación, proliferación y diferenciación celular, y reconocen
puntos específicos de control del ciclo celular, estimulando o
inhibiendo la división celular. También pueden actuar controlando la muerte celular programada o apoptosis, que tiene un papel
crucial en el desarrollo y homeostasis de los diferentes tejidos.
Señal zac ón celula
i
i
r
aracterísticas generales
de la señalización celular
C
La respuesta de las células a determinadas señales que les llegan
del exterior va a dirigir complejas cascadas de señalización
intracelular que permiten que la célula responda adecuadamente a las condiciones del entorno. Las señales vienen influidas
por una serie de mediadores extracelulares que pueden ser de
naturaleza proteica, lipídica, iónica, gaseosa, etc., o pueden ser
mediadores físicos como el olor, la luz, el frío, el calor, etc.
Algunos ejemplos son ciertas hormonas como la adrenalina, el
glucagón o la insulina; neurotransmisores como la somatostatina o la serotonina; factores de crecimiento como el factor de
crecimiento epidérmico (EGF) o el factor de crecimiento vascular endotelial (VEFG), o citoquinas como la interleucina (IL)
6 o el factor de necrosis tumoral a (TNF-a).1,2
Los mediadores extracelulares se unen a proteínas receptoras específicas que pueden existir en la superficie celular o en
el interior de las células, donde desencadenan una cascada de
señales intracelulares en la que median efectores, segundos
mensajeros o mensajeros intracelulares, y proteínas quinasas.
La activación de estas señales intracelulares va a terminar en la
activación de determinadas proteínas diana como enzimas del
metabolismo (controlando los procesos metabólicos), proteínas
reguladoras de algunos genes (modificando la expresión de
esos genes) o proteínas del citoesqueleto (que modifican el tamaño o el movimiento celular).1,2
Existen varios tipos de comunicación celular según la distancia que tenga que recorrer el mediador extracelular hasta
contactar con la célula diana:2
• Comunicación celular dependiente de contacto, donde el
•
mensajero extracelular se encuentra en la superficie de la
célula que lo produce, uniéndose al receptor específico de
la célula diana. Este tipo de comunicación es muy importante en la respuesta inmune.
Comunicación paracrina/autocrina, donde el mensajero
extracelular es reconocido por las células diana próximas o
por la propia célula que lo produce. El objetivo de la señal
autocrina/paracrina es coordinar decisiones que afectan a
un grupo de células en un tejido. Los mensajeros implicados en este tipo de comunicación celular tienen la característica de ser rápidamente degradados, por lo que solo pueden actuar sobre células próximas.
64
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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C
• Señalización sináptica, específica de neuronas que liberan
•
el mensajero extracelular, llamado en este caso neurotransmisor y que actúa sobre la célula diana a través de la sinapsis neuronal.
Señalización endocrina, en la que el mensajero es una hormona que se produce en las glándulas endocrinas. En este
caso, la hormona viaja por el torrente sanguíneo hasta alcanzar a la célula diana que posee receptores específicos.
Este sistema permite que diferentes hormonas actúen sobre
células de manera simultánea y a mucha distancia entre los
diferentes tipos celulares.
• Receptores de membrana:
• Receptores asociados a proteínas G, también conoci-
Con frecuencia, las cascadas de señalización dependen de sucesivas fosforilaciones y desfosforilaciones de las proteínas participantes. Básicamente, la fosforilación es efectuada por proteínas
llamadas quinasas (o cinasas), y la desfosforilación, por fosfatasas. Las principales quinasas son serina treonina quinasas o tirosina quinasas en función de los residuos aminoacídicos que fosforilan en las proteínas. El número de quinasas y fosfatasas
actualmente identificadas es muy abundante, lo que subraya el
papel crucial que tienen en las cascadas de señalización.2
Las diferentes vías de señalización activan normalmente factores de transcripción (FT), que regulan la expresión génica de
numerosas proteínas implicadas en determinadas funciones o
procesos celulares. La transcripción es el proceso mediante el
cual se transfiere la información contenida en la secuencia del
ADN a diversos tipos de moléculas de ARN, que actúan como
intermediarios para posteriormente guiar la síntesis de proteínas
durante la traducción. Los FT son proteínas de unión al ADN
que se unen en zonas de control de la expresión génica como
promotores o secuencias reguladoras, pudiendo aumentar o disminuir la transcripción de un determinado gen. Además, sobre
un único promotor pueden estar influyendo múltiples FT simultáneamente y, en algunos casos, se requiere la combinación de
varios FT actuando de manera cooperativa para activar la transcripción de un determinado gen, lo que implica la existencia de
un complejo sistema de control de la expresión génica.1,2
En células diferenciadas, como las que componen el sistema
ME, solo una pequeña parte del total de sus genes está activa
transcripcionalmente. Esta especificidad transcripcional determina la identidad de las células e influye en la composición del
tejido, así como en la homeostasis y la reparación del mismo.
•
• Receptores intracelulares: entre ellos, encontramos recep-
tores citoplasmáticos y nucleares que se unen a moléculas
capaces de atravesar la membrana plasmática, como pueden ser algunas hormonas tiroideas y esteroideas, o la vitamina D.
Adenilato
Fosfolipasa C
ciclasa
Exterior
ascadas de señalización según el tipo
de receptor presente en la célula diana
El proceso por el cual se transmiten las señales que recibe una
célula de su medio externo comienza con el reconocimiento de
un mediador extracelular por un receptor presente en la membrana o en el interior de la célula diana. A su vez, los receptores
van a actuar sobre una serie de efectores, pudiendo generar
segundos mensajeros intracelulares que amplifican la señal.
Cada tipo de receptor de la célula diana orquesta un tipo de
respuesta intracelular, pudiendo clasificarse en varias familias:
dos como receptores de siete dominios transmembrana.
Como su nombre indica, sus principales efectores son
las proteínas G, GTPasas con funciones inhibidoras o
activadoras de los siguientes efectores de la cascada de
señalización.3 Cabe destacar su efecto sobre la adenilato ciclasa, enzima encargada de producir AMPc, segundo mensajero que amplifica la señal y activa la proteína
quinasa A (PKA), o sobre la fosfolipasa C, que a su vez
genera diacil glicerol (DAG) e inositol 1,4,5-trisfosfato
o trifosfoinositol (IP3).4-7 Por efecto de IP3, se produce
la salida de Ca2+ del retículo endoplásmico (RE) hacia
el citosol, otro importante mensajero intracelular capaz
de inducir diferentes respuestas, así como activar la
proteína quinasa C (PKC), junto con el DAG y fosfoinosítidos de membrana.8 En la figura 7-1, se muestra un
esquema del funcionamiento básico de este tipo de receptores.
Receptores asociados a una actividad enzimática. Suelen ser receptores que presentan dominios intracelulares con actividad tirosina quinasa o serina treonina
quinasa (aunque también hay receptores con actividad
guanilato ciclasa o tirosina fosfatasa), o también receptores que, no teniendo una actividad enzimática intrínseca, se asocian a enzimas. En la familia de receptores
con actividad tirosina quinasa intrínseca, se incluyen el
receptor de la insulina o receptores de los principales
factores de crecimiento (EGF, factor de crecimiento
derivado de las plaquetas [PDGF], VEGF, entre otros),
y en la familia de receptores con actividad serina treonina quinasa encontramos a los receptores de la familia
del factor de crecimiento transformante b [TGF-b], de
las activinas o de las proteínas morfogenéticas del hueso (BMP).9,10 En cuanto a los receptores que se asocian
con quinasas, cabe destacar a los receptores de muchas
Hormona estimuladora
C
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
65
apítulo 7 Bases de biología celular y molecular en cirugía ortopédica y traumatología
Citosol
Gβγ
PI3K
GαS
G
D
P
AMPc
DAG
IP3
PKA
PKC
Ca+2
F gu a 7-1 Mecanismo de acción de los receptores acoplados a proteínas G (GPCR). Los GPCR son receptores de siete dominios transmembrana que actúan acoplados a las GTPasas triméricas conocidas como
proteínas G, que a su vez actúan sobre sus principales efectores moleculares, la adenilato ciclasa y la fosfolipasa C. Como resultado de la activación
de estos dos efectores, se activan las quinasas PKA y PKC, respectivamente. AMPc, monofosfato de adenosina cíclico; Ca2+, calcio; DAG, diacil
glicerol; G, proteína G; GDP, difosfato de guanosina; IP3, inositol 1,4,5-trifosfato; PI3K, fosfoinositol 3 quinasa; PKA, proteína quinasa A; PKC, proteína quinasa C.
i
r
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66
•
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
citoquinas que se asocian con las quinasas de la familia
Janus quinasa (JAK), que a su vez fosforilan a los FT
de la familia STAT (signal transducer and activator of
transcription), implicados en funciones tan importantes
como la diferenciación de los linfocitos T.11
Por último, existen otras vías de señalización que median
una cascada que implica algún paso regulado por una degradación proteolítica. Estas vías de señalización están
implicadas en procesos del desarrollo embrionario y también en la vía de activación del factor nuclear potenciador
de las cadenas ligeras k de las células B activadas (NF-kB),
que es la que utilizan los receptores del TNF-a, la IL-1b o
los receptores de tipo Toll, implicados en la respuesta inmune innata y adquirida.12,13
En la figura 7-2, se muestra un resumen de los tipos de receptores y su señalización en respuesta a diferentes tipos de señales.
Principales mediadores extracelulares
que actúan sobre las células
Factores de crecimiento
Se trata de proteínas locales secretadas por diferentes tipos celulares que se unen a receptores específicos y median eventos
de señalización que modulan la proliferación y la diferenciación
celular. Las citoquinas actúan de forma similar sobre receptores
de activación local; de hecho, la distinción entre ambas es algo
artificial.
✓ Algunas hormonas esteroideas y tiroideas
✓ Retinoides
✓ Vitamina D
Receptores intracelulares
Receptores de membrana
Receptores de siete
dominios transmembrana
Asociados a proteínas G
✓ Familia I: adrenérgicos,
serotoninérgicos, citoquinas,
hormonas (LH, TSH, FH),
opiáceos, rodopsina
✓ Familia II: glucagón,
secretina, VIP
✓ Familia III: metabotrópicos,
glutamato, algunas
feromonas
✓ Familia IV: otras feromonas
✓ Familia V: smooth y fizzled
Tipo Gα
Efector asociado
Segundo
mensajero
Gαs
Adenilato ciclasa
↑ AMPc
Gαi
Adenilato ciclasa
↓ AMPc
Gαolf
Adenilato ciclasa
↑ AMPc
Gαq
Fosfolipasa C
↑ DAG, IP3
Gαo
Fosfolipasa C
↑ DAG, IP3
Gαx
GMPc
fosfodiesterasa
↓ GMPc
Receptores asociados
a actividad enzimática
• Actividad enzimática intrínseca
✓ Tirosina-quinasa: insulina, factores de crecimiento, etc.
✓ SER/THR-quinasa: receptores de la familia del TGF-β,
activinas, proteínas morfogenéticas del hueso (BMP)
✓ Guanilato ciclasa
✓ Tirosina fosfatasa
• Asociados a enzimas
✓ JAK quinasa: receptores de citoquinas
✓ Histidina quinasa
Receptores cuya señalización
implica alguna degradación
proteolítica
✓ Vía del factor de transcripción NF-B
r
i
F gu a 7-2 Esquema de los tipos de receptores y su señalización en respuesta a diferentes señales. Se muestra un esquema de los distintos
tipos de receptores según se localicen en el interior celular o en la membrana plasmática. Dentro de este último grupo, se encuentran los receptores
acoplados a proteínas G (GPCR) y los receptores que se asocian a una actividad enzimática, generalmente quinasa. Estos últimos pueden tener actividad enzimática intrínseca o pueden asociarse con las enzimas que la tienen para continuar de este modo la cascada de señalización iniciada tras la unión
al ligando. Algunos receptores tienen la peculiaridad de activar una cascada que requiere la proteolisis regulada de alguno de los efectores de la vía
para transmitir la señal. AMPc, monofosfato de adenosina cíclico; BMP, proteínas morfogenéticas del hueso; DAG, diacil glicerol; FH, hormona foliculoestimulante; GMPc, monofosfato de guanosina cíclico; IP3, inositol 1,4,5-trifosfato; JAK, Janus quinasa; LH, hormona luteinizante; NF-kB, factor nuclear potenciador de las cadenas ligeras k de las células B activadas; TGF-b, factor de crecimiento transformante b; TSH, hormona estimulante
del tiroides; VIP, péptido intestinal vasoactivo.
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C
67
apítulo 7 Bases de biología celular y molecular en cirugía ortopédica y traumatología
Esencialmente, todos los tejidos del sistema ME producen
y responden a factores de crecimiento y estas proteínas tienen
una importante función en el crecimiento y desarrollo, pero
también están implicadas en procesos patológicos, así como de
daño y reparación de tejidos.1 La mayoría de los factores de
crecimiento son mitogénicos y estimulan la proliferación celular. En la tabla 7-1, se resume el efecto de los principales factores de crecimiento y su acción sobre el sistema ME.
abla 7-1 Efecto de los principales factores de crecimiento en el sistema musculoesquelético
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
T
Tipo de factor
Funciones principales y células o tejidos en los que actúan
Factor de crecimiento
epidérmico (EGF, epidermal
growth factor)
• Estimula la proliferación celular en un amplio rango de linajes celulares
• Actúa sobre las células del hueso y cartílago
• Mutaciones en el receptor de EGF se han asociado al desarrollo de carcinomas de células
escamosas
Factor de crecimiento
derivado de plaquetas
(PDGF, platelet-derived
growth factor)
• Efectos mitogénicos en un amplio rango de tipos celulares. Está presente en altas
concentraciones en plaquetas y células del endotelio vascular
• Molécula dimérica con dos isoformas: A y B. Puede formar homo- y heterodímeros
• La sobreproducción de PDGF se ha asociado con algunos tumores
• Lo liberan las plaquetas en grandes cantidades en las zonas donde hay heridas. Tiene un papel
crucial iniciando la proliferación de células reparadoras en la zona dañada
• Estimula la reparación de los tendones, y tiene efectos estimuladores sobre la proliferación
de condrocitos y osteoblastos
Factores de crecimiento
de la familia del TGF-b
(transforming growth factor-b)
• Los factores de crecimiento de la familia del TGF-b son una familia ubicua y estructuralmente
relacionada
TGF-b
• TGF-b 1-4 tienen efectos pleiotrópicos en hueso y cartílago
• Estimula la proliferación de células msq. En células epiteliales, inhibe su proliferación
• Estimula la síntesis de PG por condrocitos, y puede evitar el efecto de otras citoquinas,
como la IL-1, que estimulan la degradación de la matriz
• En hueso estimula la proliferación de osteoblastos, así como la síntesis de matriz
• Se acumula en hueso y matriz de forma latente. Durante la reabsorción de hueso, se libera
de la matriz ósea y el pH ácido podría activarlo
• TGF-b podría regular las interacciones osteoblasto/osteoclasto en la formación y resorción
de hueso. Se ha utilizado para estimular la reparación del cartílago, mostrando efectos modestos
en la curación de fracturas
Receptores de TGF-b
• Se han identificado los tres tipos de receptores en el cartílago (tipos I [50-60 kDa], II [75-80 kDa]
y III [200 kDa])
• Su expresión está regulada durante la maduración de los condrocitos. Aumenta
progresivamente la expresión del receptor de tipo II (que puede inhibir la proliferación)
y puede ser responsable de una bajada de la estimulación mitogénica hasta que las células
comienzan a hacer hipertrofia
Proteínas de morfogénesis
del hueso (BMP, bone
morphogenetic proteins)
• La mayoría de las BMP comparten la capacidad de inducir diferenciación del cartílago y hueso
a través de la vía de calcificación endocondral. La expresión de BMP es crítica para la inducción
de apoptosis en los espacios interdigitales en la formación de los dedos durante la embriogénesis
BMP-1
• Es una metaloproteinasa que funciona como una C-propeptidasa para Col I, II y III
BMP-2
• Factor osteoinductivo que induce la diferenciación condrogénica de células msq
BMP-4
• Mutaciones que provocan su sobreexpresión en células inflamatorias se han relacionado
con la fibrodisplasia osificante progresiva
BMP-5, BMP-6 y BMP-7
• Están muy relacionadas entre sí y, en general, son agentes osteoinductivos
• BMP-6 y BMP-7 están localizadas en el cartílago hipertrófico, y promueven la maduración
del cartílago y la vía de calcificación endocondral
• BMP-6 regula el desarrollo y crecimiento del cartílago en la placa de crecimiento
• BMP-7 (también conocida como OP1) está siendo utilizada en ensayos clínicos para inducir
regeneración ósea
Factores de crecimiento
similares a la insulina (IGF,
insulin-like growth factors)
• Son importantes en la regulación de los tejidos esqueléticos
(Continúa)
ERRNVPHGLFRVRUJ
68
T
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
abla 7-1 Efecto de los principales factores de crecimiento en el sistema musculoesquelético (cont.)
Tipo de factor
Funciones principales y células o tejidos en los que actúan
IGF-1 (somatomedina C)
• Se produce en el hígado y en los tejidos ME en respuesta a la activación de receptores
de membrana de la hormona del crecimiento
• Su producción local en la placa de crecimiento estimula la proliferación de los condrocitos
y probablemente contribuya a la estimulación del crecimiento de huesos largos a través
de la hormona del crecimiento
• IGF-1 estimula la síntesis y proliferación de PG
IGF-2
• IGF-2 está expresado en hueso y estimula la proliferación y síntesis de matriz
por los osteoblastos
• Se encuentran en hueso y cartílago, estimulando la proliferación de ambos tejidos
• Inhiben la proliferación de la placa de crecimiento in vivo o en cultivo de órganos, a pesar
de que en cultivo de condrocitos en monocapa actúan como estimuladores
• Mutaciones de los receptores de FGF se han implicado en varias condrodisplasias humanas,
incluyendo la mutación en FGFR3 que produce acondroplasia
• Son angiogénicos y estimulan el crecimiento de los vasos. Pueden tener un efecto sinérgico
con IGF-1 y TGF-b en la estimulación de la proliferación de condrocitos
Factor de crecimiento vascular
endotelial (VEGF, vascular
endotelial growth factor)
• Factor de crecimiento angiogénico que se encuentra en las células endoteliales y estimula
su proliferación in vitro. Asimismo, estimula la angiogénesis in vivo
• Se ha identificado en la zona hipertrófica baja de la placa de crecimiento, donde se piensa
que dirige la vascularización necesaria para soportar la formación de hueso
Factores de crecimiento
de fibroblastos (FGF,
fibroblast growth factors)
Col, colágeno; IL-1, interleucina 1; kDa, kilodalton; msq, mesenquimales; ME, musculoesquelético; OP1, proteína osteogénica 1;
PG, proteoglicanos; TGF-b, factor de crecimiento de transformación b.
Citoquinas
Las citoquinas o citocinas son un grupo diverso de moléculas
peptídicas solubles. Se han identificado más de 100 moléculas diferentes hasta la actualidad. Las citoquinas son bien conocidas por su papel en inflamación y también afectan a mecanismos como la homeostasis y reparación de tejidos. Las
producen distintos tipos celulares, pero primordialmente los
linfocitos y monocitos activados.2
Otros mediadores importantes son las quimioquinas. El
término quimioquina (o quimiocina) se utiliza para designar
citoquinas con actividad quimioatrayente para fibroblastos o
leucocitos.
Las citoquinas normalmente se producen localmente y
actúan de manera autocrina y paracrina. Sin embargo, también pueden tener efectos sistémicos como puede ser una respuesta febril producida por una infección. Un aumento sistémico de los niveles de citoquinas se ha asociado con la
hipercalcemia de la malignidad secundaria al incremento de
la resorción ósea.
Las citoquinas actúan sobre receptores de membrana específicos y tienen efectos pleiotrópicos en una variedad de células
diana. Uno de los efectos más importantes de estas moléculas es su papel en la regulación del sistema inmunitario.1,2 La
activación de monocitos/macrófagos por fagocitosis o la estimulación con lipopolisacáridos bacterianos provocan la síntesis de importantes citoquinas proinflamatorias como la IL-1, la
IL-6 o el TNF-a. Estas moléculas incrementan la permeabilidad vascular, atraen a otras células mononucleares al sitio de
inflamación, dirigen la proliferación y diferenciación de los
linfocitos, y estimulan la liberación de otras citoquinas proin-
flamatorias. De esta manera, amplifican la respuesta inflamatoria. Por otro lado, la regulación negativa de la respuesta inflamatoria está mediada en parte por el efecto de citoquinas
antiinflamatorias como la IL-4 o la IL-10.1,2
Las citoquinas tienen un papel primordial en el sistema
ME. Las artropatías inflamatorias están asociadas con la liberación de citoquinas proinflamatorias. Estas citoquinas
conducen al catabolismo del tejido mediante mecanismos
directos e indirectos. Las citoquinas proinflamatorias estimulan la actividad de las metaloproteinasas de la matriz
(MMP, matrix metalloproteinases) en células de la membrana sinovial y promueven el desarrollo de un pannus proliferativo y erosivo que invade y destruye la superficie del cartílago. Sin embargo, las citoquinas proinflamatorias también
tienen efectos directos en el metabolismo de los condrocitos. Los condrocitos articulares estimulados por citoquinas
secretan MMP, que llevan a la degradación del cartílago y a
la producción de agrecanasas, lo que da lugar a la rotura de
los proteoglicanos (PG). Además, los condrocitos articulares estimulados con citoquinas proinflamatorias tienen disminuida la síntesis y secreción de colágeno, fomentando el
efecto catabólico de estos agentes.1,2
Las citoquinas proinflamatorias IL-1, IL-6 y TNF-a son
importantes reguladores de la resorción ósea en condiciones de
inflamación patológica, incluyendo infecciones, osteolisis periprotésica y artropatías inflamatorias. Estas citoquinas estimulan el reclutamiento de osteoclastos a partir de células indiferenciadas del linaje granulocítico/macrofágico favoreciendo su
maduración. Recientemente, se ha observado que la pérdida de
hueso asociada a tumores está mediada por osteoclastos que
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
actúan en respuesta a la producción de citoquinas por las células tumorales.
Prostaglandinas
Son moléculas de señalización derivadas de lípidos que actúan
como importantes mediadores de la respuesta inflamatoria.
Están compuestas por 20 moléculas de carbono que contienen
un anillo de cinco carbonos. El ácido araquidónico es el precursor de las prostaglandinas y de otros eicosanoides, incluyendo leucotrienos y tromboxanos. Las prostaglandinas son el
producto de la vía de la ciclooxigenasa (COX) del metabolismo del ácido araquidónico y señalizan por unión a receptores
de membrana específicos promoviendo varias vías de señalización.1,2
La COX es una enzima asociada a la membrana plasmática
que presenta dos isoformas bien diferenciadas, COX-1 y COX-2,
con efectos fisiológicos muy diferentes. La COX-1 se expresa
constitutivamente y es muy importante en la fisiología de varios
tejidos (p. ej., estómago o riñón). Por el contrario, la COX-2 es
la forma inducible de la enzima y se expresa, sobre todo, en
condiciones inflamatorias. Los fármacos antiinflamatorios no
esteroideos inhiben la actividad de COX y disminuyen el dolor
y el edema asociados con el tejido dañado y la inflamación.
A pesar de que estos efectos están asociados con la inhibición
de la COX-2, los efectos secundarios de estos fármacos se asocian a la inhibición de la COX-1. Por este motivo, los fármacos
que inhiben selectivamente la COX-2 tienen la potencialidad
de inhibir el efecto inflamatorio de las prostaglandinas con mucho menor riesgo de daño gástrico y renal.2
clo celula y u egulac ón
Ci
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
69
apítulo 7 Bases de biología celular y molecular en cirugía ortopédica y traumatología
r
s
r
i
La división celular es un proceso complejo y muy regulado. De
hecho, las células cancerosas se caracterizan por romper todo
tipo de reglas básicas en cuanto al comportamiento celular. Estudiando la pérdida de la normalidad en las células cancerígenas,
se han llegado a descubrir muchos aspectos normales del proceso de la división celular y numerosas proteínas relacionadas
tanto con el ciclo celular como con la transducción de señales
o la muerte celular programada.
El ciclo celular es un proceso extremadamente controlado,
donde los principales mecanismos de control son muy similares en todas las células eucariotas. Existen tres puntos específicos de control que sirven para comprobar que las células
cumplen los requisitos adecuados para ir avanzando por las
distintas fases del ciclo celular. En concreto, el ciclo celular se
divide en cuatro fases activas (fases G0, G1, S y G2) y una inactiva (fase de mitosis o fase M):1,2
• Fase G (gap, «puente o descanso»): es la primera etapa de
1
la interfase. Es el período de tiempo entre la mitosis y la
fase S, que corresponde con la etapa de replicación del material genético. Durante esta fase, la célula crece, se habitúa
al medio externo e interno que la rodea, y se asegura de que
las condiciones ambientales son las adecuadas para continuar dividiéndose. La duración de esta fase es muy variable
entre diferentes tipos celulares, pero se estima que, en el
caso de las células humanas que se dividen cada 24 h, dura
entre 6 y 12 h. Si las condiciones extracelulares son desfavorables, las células pueden entrar en un estado de reposo
•
•
•
especializado denominado fase G0, donde pueden estar
días, semanas o años. Si las condiciones extracelulares son
adecuadas, las células pueden recibir señales para continuar
el ciclo celular. Al final de esta fase, se llega al primer punto de control del ciclo, llamado inicio en levaduras y punto
de restricción en células de mamíferos, y en él se comprueba si la célula ha crecido lo suficiente, si tiene toda la maquinaria preparada para duplicar el material genético y si
las señales que recibe del exterior son las adecuadas. Si las
células reciben señales extracelulares favorables, quedan
determinadas a pasar a fase S.
Fase S: es la fase de replicación del ADN. Dura entre 6 y
8 h. En esta etapa, el núcleo incrementa su tamaño significativamente y la célula aumenta su contenido en proteínas.
Fase G2: es una «etapa puente» entre la fase S y la fase M.
Suele tener una duración de 3-4 h. En esta fase la célula
crece, duplica sus orgánulos y se prepara para entrar en
mitosis. Se caracteriza por un continuo incremento en la
síntesis de ARN y proteínas sin síntesis de ADN. Para
mantener su tamaño, las células tienen que coordinar su
crecimiento con división. Después de esta etapa, llegamos
al siguiente punto de control, el punto de control de G2 o
transición G2/M. Justo antes de la entrada en mitosis, se
comprueba si la célula ha crecido lo suficiente, si ha duplicado todo su material genético y si las señales extracelulares son favorables para continuar el ciclo celular. Si se
pasa este punto de control, la célula prepara la maquinaria
de la mitosis, empezando por la formación del huso mitótico.
Fase M o mitosis, durante la cual los cromosomas replicados se reparten entre las dos células hijas bajo el control del
huso mitótico, una estructura formada a partir de los microtúbulos del citoesqueleto al principio de la mitosis. El proceso de mitosis finaliza con la división celular o citocinesis,
y dura muy poco tiempo (menos de 1 h en mamíferos).
Durante esta etapa, se produce el tercer punto de control,
justo en la etapa de transición entre la metafase y la anafase. Este punto de control actúa como un sensor para determinar si todos los cromosomas están situados correctamente en el huso mitótico. Si la señal es la adecuada, se termina
la anafase y se produce la citocinesis.
Casi todas las células siguen este patrón de división, excepto
las células de la embriogénesis temprana, que se dividen rápidamente y pueden alternar las fases S y M sin crecimiento entre ambas. Después de la división, las células pueden entrar en
fase G0 o pasar nuevamente a G1 para empezar otro ciclo de
división celular.2
La regulación del ciclo celular a través de los sistemas de
control del ciclo responde tanto a factores externos como a
procesos internos que se dan en la propia célula. Los sistemas
de control externo responden a las señales extracelulares que
reciben las células, por ejemplo, estimulando la división cuando en un tejido se necesitan más células y bloqueándola cuando
no se necesitan. Los sistemas de control interno comprueban la
progresión del ciclo y retrasan los acontecimientos posteriores
hasta que no se hayan completado los acontecimientos previos,
por ejemplo, hasta que no se completa la segregación de los
cromosomas, no se prepara toda la maquinaria para duplicar el
ADN en la fase S.2
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­
70
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
C
omponentes del sistema de control:
ciclinas y quinasas dependientes de ciclinas
Hay dos familias de proteínas clave en el control del ciclo celular: las ciclinas y las quinasas dependientes de ciclinas (cdk).
Las cdk son enzimas del tipo serina treonina quinasas que fosforilan proteínas reguladoras diana implicadas en la progresión
del ciclo celular. Estructuralmente, son heterodímeros constituidos por una subunidad quinasa y una subunidad ciclina. Las
ciclinas son proteínas activadoras que se unen a cdk y controlan
su actividad quinasa. Actualmente, se han descrito 7 familias
de ciclinas (A, B, C, D, E, F y G) y 10 genes cdk. Las cdk se
asocian sucesivamente con diferentes ciclinas para dirigir los
diferentes eventos del ciclo celular. Además, la actividad catalítica de las cdk también está controlada por fosforilaciones
específicas. Cuando en un complejo cdk-ciclina se degrada la
ciclina, la cdk se inactiva. De manera que una misma cdk se
puede asociar con ciclinas diferentes y fosforilar a proteínas
distintas. Estas fosforilaciones específicas dirigen los mecanismos moleculares de cada etapa del ciclo celular.16,17 Los principales mecanismos moleculares de regulación del ciclo celular
están resumidos en la figura 7-3.
C
ontrol de la división celular
y del crecimiento celular
Existen una serie de moléculas de señalización extracelulares
que regulan el crecimiento de las células y su proliferación.
Desde el punto de vista funcional, estas moléculas se dividen
en tres grandes grupos:
r
r
sis
p
o to
o mue te celula
og amada
r
pr
Ap
1. Mitógenos, que modulan la proliferación celular. Actúan de
manera paracrina, actuando sobre las células próximas a las
que los producen. La señal de los mitógenos produce una
cascada de señales que estimula la transcripción de genes
de respuesta precoz (p. ej., c-Jun y c-Fos) e induce la síntesis de complejos cdk-ciclinas G1 y G1/S (genes de respuesta retardada).18
2. Factores de crecimiento, que estimulan el crecimiento celular (aumento de masa celular) induciendo la síntesis de
proteínas y de otras macromoléculas, e inhibiendo su degradación.
3. Factores de supervivencia, que estimulan la supervivencia
celular bloqueando su apoptosis.
La apoptosis es el fenómeno de muerte celular programada, que
es importante en muchos procesos fisiológicos y patológicos.
Existen una serie de vías de señalización paralelas a partir de
las cuales diferentes estímulos pueden provocar la entrada en
apoptosis y una vía final común que media el desensamblaje de
los orgánulos celulares y el aparato nuclear, donde los compo-
nentes celulares degradados desaparecen rápidamente sin inducir inflamación. Sin embargo, la muerte de las células por necrosis es un proceso muy diferente que provoca que las células
se hinchen y estallen, derramando su contenido intracelular y
produciendo una respuesta inflamatoria debida a los restos celulares.1,2
La apoptosis fue inicialmente caracterizada por sus particulares características microscópicas, que incluyen condensación y contracción del núcleo, vacuolización del citoplasma y
fragmentación del material nuclear. Los restos celulares generados por la desintegración celular son fagocitados y degradados por los macrófagos o las células vecinas. La apoptosis
puede inducirse por un número diferente de estímulos, incluyendo interacciones específicas receptor/ligando, agentes químicos, estimulación del receptor de glucocorticoides, radiación
o hipoxia, y es el mecanismo normal por el que algunas células
terminan su diferenciación, como ocurre en la placa de crecimiento de condrocitos y osteoclastos. Los trastornos de las vías
apoptóticas normales pueden incrementar el potencial oncogénico en las células.1,2
Reguladores moleculares asociados
a la apoptosis
Caspasas
Las proteínas más importantes implicadas en la apoptosis son
las caspasas, familia de proteasas que poseen una cisteína en
su sitio activo y que actúan sobre el ácido aspártico de sus
proteínas diana. En humanos existen 11 caspasas diferentes,
aunque no todas participan en la apoptosis. Se sintetizan como
precursores inactivos, llamados procaspasas, que son activados
por escisión proteolítica. Existen algunas procaspasas que intervienen en las etapas iniciales de la cascada proteolítica y se
llaman procaspasas iniciadoras, las cuales activan a las procaspasas ejecutoras, que a su vez actúan sobre otras caspasas o
sobre diferentes proteínas diana, por ejemplo, las láminas nucleares que provocan la desorganización de la membrana
nuclear.1,2
Las caspasas necesarias para la apoptosis varían en función
del tipo celular y del estímulo que desencadene el proceso.19
­
Cualquier alteración o defecto en los puntos de control
del ciclo celular puede ocasionar la pérdida de control de la
división celular, lo que puede derivar en procesos tumorales.14,15
Proteínas de la familia Bcl-2
La familia Bcl-2 está compuesta por un grupo de 15 moléculas
pro- y antiapoptóticas que colaboran en la activación de las
procaspasas, actuando como puntos de control entre la señalización externa y las señales de muerte internas. Una característica de los miembros de esta familia es que pueden formar
homo- o heterodímeros y actuar de manera independiente o
conjunta en la regulación de la apoptosis. En ausencia de señales de muerte, las proteínas Bcl-2 se localizan en diferentes
compartimentos intracelulares. Cuando reciben señales de
muerte celular, los miembros proapoptóticos citosólicos cambian su localización y se integran dentro de la membrana externa mitocondrial bloqueando la actuación de los miembros
antiapoptóticos de esta familia, neutralizándolos y permitiendo
que salga el citocromo c de la mitocondria. Los miembros antiapoptóticos de la familia son proteínas integrales de membrana que se encuentran en la membrana de la mitocondria, del RE
o del núcleo.1,2,20
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C
71
apítulo 7 Bases de biología celular y molecular en cirugía ortopédica y traumatología
A
Proteínas quinasas y fosfatasas
Fosforilación
inhibidora
Ciclina
✓ CAK o quinasa activadora de cdk
✓ Quinasa Wee1
✓ Fosfatasa Cdc25
Ciclina
Wee1
Cdc25
Fosforilación activadora
cdk-ciclina de
la fase M activos
B
Proteínas inhibidoras de cdk (CKI)
cdk-ciclina de la
fase M inactivos
p27
Ciclina
✓ Se unen al complejo cdk-ciclina bloqueando
el acceso de la cdk por el sustrato
✓ CKI de cdk-ciclinas G1: p16
✓ CKI de cdk-ciclinas G1/S y S: p27, p21 y Sic 1
Ciclina
p27
cdk-ciclina
inactivo
C
cdk-ciclina
activo
Ubiquitinas ligasa y degradación proteolítica
APC/C (complejo promotor de la anafase):
✓ Es una ubiquitina ligasa que poliubiquitina
a las ciclinas y proteínas de la transición
metafase-anafase (securina)
para su degradación por el proteasoma
✓ Se activa por fosforilación
✓ Su especificidad está regulada por cofactores:
Cdc20 (específico de ciclinas de fase S)
y Cdh1 (específico de ciclinas de fase M)
E3
Ciclina
Ubiquitina
APC/C
+
Cdc20
Ciclina
E1 + E2
Enzimas de poliubiquitación
E3
E3
Complejo SCF:
✓ Está siempre activo y poliubiquitina sustratos
después de que hayan sido fosforilados
✓ Degrada CKI de los complejos cdk-ciclinas
G1-S: p21, p27 y Sic 1
✓ Degrada también inhibidores
de metafase-anafase, como Wee1
Ubiquitina
SCF
p27
p27
E1 + E2
Enzimas de poliubiquitación
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D
Proteínas reguladoras de la expresión génica
✓ Factores de transcripción
Ejemplo: E2F. Activa la transcripción
de genes que codifican para las ciclinas G1/S,
ciclinas S y proteínas que se requieren
para la síntesis del ADN
✓ Proteínas supresoras de tumores
Activan la transcripción de genes que inducen
la parada del ciclo celular
Ejemplo: p53 «guardián del genoma»
Fosforilado por complejos
cdk-ciclina de las fases G1/S y S
Inactivo
Activo
Fosforilado por quinasas
activadas por daño en el ADN
Inactivo
Activo
F gu a 7-3 Principales mecanismos moleculares de regulación del ciclo celular. El ciclo celular está mediado por una serie de eventos que requieren la fosforilación de ciertos sustratos por los complejos de quinasas dependientes de ciclinas (cdk), pero, a su vez, la función de estos complejos está
regulada por mecanismos moleculares complejos. En esta figura se muestran algunos de los más importantes, como son las fosforilaciones y desfosforilaciones de los complejos cdk-ciclina, los inhibidores de los complejos cdk-ciclina (CKI), las ubiquitina ligasas que actúan sobre los CKI (complejo SCF)
o sobre ciclinas (complejo APC/C) mediando su degradación vía proteasoma. ADN, ácido desoxirribonucleico; APC, complejo promotor de la anafase;
CAK, quinasa activadora de cdk; cdk, quinasas dependientes de ciclinas; CKI, proteínas inhibidoras de cdk; SCF, Skp1/Cullin/F-box protein containing
complex (subunidad E3 del complejo de la ubiquitina ligasa).
i
r
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72
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
diada por integrinas) conllevan la liberación de Bim del citoesqueleto. En la figura 7-4 se muestra un resumen de la función
de las principales proteínas pro- y antiapoptóticas.24
1. Proteínas inhibidoras de la apoptosis o antiapoptóticas
(p. ej., Bcl-2 y Bcl-xl). Estructuralmente, se caracterizan
por tener cuatro dominios de homología Bcl-2 (dominios
BH). Su función es inhibir la apoptosis. Bcl-2 y sus homólogos antiapoptóticos como Bcl-XL están localizados en
membranas intracelulares como la del RE, la membrana
nuclear y, particularmente, la membrana mitocondrial externa. Estas proteínas inhiben la apoptosis porque se unen
a miembros proapoptóticos de la familia Bcl-2 como Bak,
impidiendo su oligomerización y la liberación del citocromo c de la mitocondria.
2. Proteínas activadoras de la apoptosis o proapoptóticas.
Comprenden dos subfamilias: las proteínas BH123 (p. ej.,
Bax y Bak) y proteínas solo BH3 (p. ej., Bid, Bim, Puma o
Noxa). Actúan induciendo la activación de las procaspasas
y, por tanto, la apoptosis.
a. Las proteínas BH123 se activan por la vía intrínseca de
la apoptosis, es decir, la dependiente de la mitocondria
en respuesta a señales intracelulares. Cuando reciben
un estímulo apoptótico, se agregan formando oligómeros en la membrana mitocondrial externa induciendo la
liberación del citocromo c hacia el citosol.
b. Las proteínas solo BH3 son la mayor subclase de proteínas de la familia Bcl-2. La célula las sintetiza y activa en respuesta a un estímulo apoptótico. Se dividen en
dos subgrupos: las que inducen apoptosis inhibiendo
las proteínas antiapoptóticas de la familia Bcl-2 y neutralizando su actividad (p. ej., Bad), y las que permiten
que se agreguen las proteínas de la familia BH123 como Bax y Bak (p. ej., Bim o Puma).21
Apoptosis mediada por receptor
i
s
i
s
i
s
s
s
C
élula me enqu male de l naje
o teoblá t co
Los osteoblastos, osteocitos y células de recubrimiento óseo
derivan de la célula madre mesenquimal (MSC, mesenchymal
stem cell) residente en la médula ósea. Esta célula fue descrita
por primera vez por Friedenstein como una célula con alta capacidad proliferativa, capaz de generar hueso cuando era tras-
Proteolisis
de sustratos
Procaspasa 3
Caspasa 3
Caspasa 9
Señales tróficas
Procaspasa 9
Apaf-1
Cit c
Bad
Oligómero
BAK o BAX
Bcl-2
Bcl-xL
Membrana externa
mitocondrial
Espacio
intermembrana
Interrupción
de la señalización
Bim
por integrinas
Puma
Cit c
BAK o BAX
Daño en el ADN
Proapoptóticas «solo BH3»
Proapoptóticas «BH123»
Antiapoptóticas
F gu a 7-4 Esquema simplificado de la función de las proteínas
pro- y antiapoptóticas. La apoptosis es un proceso de muerte celular programada que está mediado principalmente por las caspasas, proteasas que
actúan sobre sustratos clave para desencadenar la apoptosis, y que está muy
regulado por una serie de mecanismos moleculares. En esta figura, se resume el efecto de las proteínas de la familia Bcl-2, que cuenta con miembros pro- y antiapoptóticos. ADN, ácido desoxirribonucleico; Apaf-1, apoptosis protease-activating factor-1; Cit c, citocromo C.
r
El mecanismo de acción de las proteínas de esta familia es el
siguiente: en ausencia de un factor trófico, se activan las caspasas a través de la modulación de las proteínas de la familia
Bcl-2. La proteína soluble Bad, de la familia Bcl-2 solo BH3,
se une a las proteínas antiapoptóticas Bcl-2 y Bcl-XL que se
sitúan en la membrana externa mitocondrial impidiendo su interacción con la proteína proapoptótica Bax, que se encuentra
también en la membrana mitocondrial externa. En consecuencia,
Bax o Bad pueden formar canales iónicos homodiméricos en
la membrana que median el flujo de iones. Este proceso conduce a la liberación del citocromo c al citosol, donde se une a
una proteína adaptadora, Apaf-1. A continuación, se activa la
caspasa iniciadora 9 y comienza la cascada proteolítica que
media la apoptosis.22,23
La señal inducida por factores tróficos provoca la activación de la vía de la fosfoinositol 3 quinasa (PI3K), que induce
la degradación de Bad, lo que mantiene activas a las proteínas
antiapoptóticas.14 La unión de Bim o Puma (familia Bcl-2 solo
BH3) a las proteínas proapoptóticas BH123 (Bax o Bak) provoca la formación de oligómeros en la membrana mitocondrial
externa, lo que permite que el citocromo c se libere al citosol.
El ADN dañado o la radiación con luz ultravioleta (UV) provocan la inducción de la transcripción de Puma. Otros estímulos apoptóticos como la pérdida de anclaje de la célula con la
matriz extracelular (MEC; interrupción de la señalización me-
Esta vía de señalización está mediada por una familia de receptores transmembrana que contienen un dominio citoplasmático
de muerte celular. Los dos receptores más estudiados de esta
familia son el receptor Fas (también llamado Apo1 o CD95) y
el receptor 1 del factor de necrosis tumoral (TNFR1). La unión
de Fas a su ligando provoca que el dominio intracelular de
muerte se una a una proteína llamada FADD, que activa a la
caspasa 8, induciendo directamente la apoptosis. La activación
de TNFR1 puede generar señales pro- y antiapoptóticas. Un
dominio similar de muerte puede unir tanto FADD como una
quinasa llamada RIP. Las proteínas que interaccionan con RIP
pueden entonces activar el factor de transcripción NF-kB, catalizando su liberación de la proteína de unión IKB (inhibidores
de kB) o estimulando la vía de Jun quinasa que fosforila Jun.
Ambos procesos inhiben la apoptosis. Por otro lado, la unión
de FADD activa la caspasa 8 y promueve la apoptosis directamente como ocurre tras la activación de CD95.
i
­
Hasta la actualidad, se han descrito al menos 25 miembros
de la familia Bcl-2, que pueden reunirse en dos grupos dis
tintos:
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C
73
apítulo 7 Bases de biología celular y molecular en cirugía ortopédica y traumatología
plantada in vivo. Esta célula, a la que llamó unidad formadora
de colonias de fibroblastos (CFU-F), daría origen también a
condrocitos, adipocitos y fibroblastos.25
En el tejido óseo, nos encontramos con diversas células que
tienen su origen en la MSC y que aparecen por un proceso de
diferenciación osteogénica: células osteoprogenitoras, osteoblastos, células de recubrimiento óseo y osteocitos (fig. 7-5).
El estudio de la expresión de algunos de los genes específicos
osteoblásticos permite evaluar el grado de diferenciación de las
células de linaje osteoblástico. Algunos de estos marcadores
son el colágeno de tipo I (Col I), la fosfatasa alcalina (ALP) y
la osteocalcina (OC).
Las células osteoprogenitoras se encuentran en la médula
ósea o revistiendo el tejido óseo durante toda la vida, conservando su capacidad para proliferar y diferenciarse a osteoblastos maduros durante la reparación de fracturas u otras lesiones
tisulares.
steoblastos
O
Los osteoblastos son las células formadoras de hueso, es decir,
sintetizan y secretan matriz ósea: fibras, fundamentalmente Col I,
PG y moléculas de adhesión, como la sialoproteína ósea o la
OC. El osteoblasto secreta la matriz que constituye el hueso
inicial u osteoide, que posteriormente será mineralizado por un
proceso regulado también por los osteoblastos. Bajo el microscopio óptico, los osteoblastos se reconocen por su forma cuboidea o poliédrica y su agrupación monoestratificada, de tipo
epitelioide, en la superficie donde se está formando el hueso.
Son células polares que secretan los componentes de la matriz
hacia la superficie ósea. Poseen un núcleo excéntrico y un citoplasma amplio con un RE muy desarrollado y un abundante
aparato de Golgi, como corresponde a una célula productora de
proteínas de matriz. Además, los osteoblastos maduros presentan pequeñas prolongaciones citoplasmáticas delgadas hacia la
matriz que conectan mediante uniones comunicantes con los
osteocitos.26,27
Un paso clave en la diferenciación osteoblástica es la expresión del factor de transcripción clave asociado con la diferenciación de los osteoblastos (RUNX2). Este factor es fundamental para la formación de osteoblastos. De hecho, los ratones
deficientes en runx2 carecen completamente de osteoblastos.
Estos ratones presentan un esqueleto cartilaginoso sin depósito
mineral.28 Así, la displasia cleidocraneal es una enfermedad
Formación ósea
• Osteoide
• Depósito de mineral
Células
osteoprogenitoras
Esclerostina
Células
de recubrimiento
óseo
Osteoblastos
Runx2
Osterix
ALP
Osteocalcina
Osteocito osteoide
Osteoide
E11/gp38; PHEX; MEPE
Osteocito en proceso
de mineralización
Osteocito maduro
Esclerostina
FGF23
Mineral
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DMP-1
F gu a 7-5 Células óseas de linaje osteoblástico. Esquema de la diferenciación osteogénica, desde las células osteoprogenitoras hasta los osteoblastos maduros, células de recubrimiento y osteocitos. ALP, fosfatasa alcalina; DMP-1, proteína de la matriz de dentina 1; FGF23, factor de crecimiento fibroblástico 23; MEPE, fosfoglicoproteína de la matriz extracelular; PHEX, endopeptidasa neutra reguladora de fosfatos ligada al cromosoma X;
RUNX2, Runt-related transcription factor 2 (factor de transcripción clave asociado con la diferenciación de los osteoblastos).
i
r
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Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
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esquelética rara causada por la pérdida de una copia del gen
runx2, que se caracteriza por un desarrollo defectuoso de los
huesos craneales y ausencia de los huesos de la clavícula.
Runx2 regula la expresión de diferentes genes específicos osteoblásticos como el Col I, la ALP, la OC, la osteopontina (OP)
y la osteonectina. De hecho, y a pesar del papel esencial de los
progenitores mesenquimales en la diferenciación osteoblástica,
runx2 inhibe la expresión de OC, un marcador tardío de diferenciación, por lo que parece que runx2 mantiene a las células
en un estado indeterminado.29
Otro factor de transcripción implicado en la diferenciación
osteoblástica es osterix (Osx). Al igual que ocurre con runx2,
los ratones deficientes en el gen Osx carecen totalmente de
osteoblastos. Los ratones deficientes en runx2 tampoco expresan Osx, mientras que los ratones que carecen de runx2 sí lo
expresan, por lo que la expresión de RUNX2 es anterior a la de
Osx durante el proceso de diferenciación osteoblástica. De hecho, RUNX2 regula la expresión de Osx, ya que el promotor
del gen de este último posee sitios de unión a RUNX2. De
manera similar a RUNX2, Osx controla la transcripción de genes específicos de los osteoblastos, como OC, OP o Col I.30
Existen otros factores de crecimiento y citocinas que re
gulan la diferenciación osteoblástica, como las proteínas Wnt
(int/Wingless signaling gene family), las BMP, las proteínas
hedgehog, el factor de crecimiento similar a la insulina 1 (IGF-1)
o el péptido relacionado con la parathormona (PTHrP). La vía
Wnt/b-catenina controla el destino de las células mesenquimales restringiendo la diferenciación condrogénica y adipogénica,
favoreciendo así la diferenciación osteoblástica. Esta vía es
activada por la unión de las proteínas Wnt a un complejo de
receptores formado por el receptor Frizzled y por un receptor
de la familia relacionada con las lipoproteínas de baja densidad
(LRP), como el LRP5 o el LRP6. Esta unión estabiliza b-catenina que se transloca al núcleo y activa la transcripción gé
nica.31
Las células del linaje osteoblástico juegan también un papel
fundamental en la activación de los osteoclastos durante el remodelado óseo. Así, durante el proceso de remodelado óseo
—que permite la renovación del tejido dañado o envejecido por
tejido nuevo—, es necesario que la actividad de los osteoclastos y la de los osteoblastos esté acoplada para que la misma
cantidad de hueso que los osteoclastos reabsorben sea sintetizada por los osteoblastos y no exista una pérdida de tejido óseo.
Los osteoblastos regulan la actividad de los osteoclastos y de
sus progenitores mediante el ligando del receptor activador del
NF-kB (RANKL, receptor activator nuclear factor kappa-B ligand) y de la osteoprotegerina (OPG).32 De manera similar, la
actividad de los osteoblastos parece estar controlada por otros
factores producidos por osteoclastos y otras células del entorno
para mantener dicho acoplamiento. Son los llamados factores
de acoplamiento.33
Los osteoblastos, tras la formación de la matriz ósea y durante el proceso de remodelado, pueden continuar diferenciándose a osteocitos, quedando embebidos en la matriz mineral, o
a células de recubrimiento, situadas sobre la superficie del hueso. Sin embargo, más del 50% de los osteoblastos mueren por
apoptosis una vez finalizado el proceso de formación ósea.34
Las células de recubrimiento óseo se encuentran revistiendo las superficies óseas en reposo. Son consideradas células
quiescentes. Muestran una morfología aplanada, con citoplas-
ma escaso y pocos orgánulos citoplasmáticos. Sin embargo, su
actuación durante los procesos de remodelado óseo parece clave. Las células de recubrimiento descansan sobre una capa fina
de osteoide que se pierde al inicio del remodelado óseo para
que la matriz mineral quede expuesta ante los osteoclastos.35
Durante el inicio de un ciclo de remodelado óseo, las células de recubrimiento se separan de la superficie ósea y forman
un toldo o dosel por encima del tejido que va a ser degradado
por los osteoclastos. A través de dicho toldo de células de recubrimiento, se reclutan los progenitores celulares desde capilares próximos a las unidades de remodelado óseo o desde la
médula ósea.33,36
O
74
steocitos
Los osteocitos son osteoblastos terminalmente diferenciados
que quedan enterrados en la matriz ósea mineralizada durante
el proceso de formación ósea. Sin embargo, el proceso de formación de osteocitos u osteocitogénesis no parece ser un proceso pasivo. El cambio morfológico que sufre la célula durante la transición osteoblasto-osteocito (v. fig. 7-5) implica el
paso de una célula grande poligonal a una célula pequeña con
multitud de largas prolongaciones citoplasmáticas.37
La fase inicial de la diferenciación osteocítica, en la que la
célula está siendo embebida dentro de la matriz, se caracteriza
por una elevada expresión de E11, también llamado podoplanina. Esta proteína está implicada en la formación de las prolongaciones citoplasmáticas o dendritas.38 Sin embargo, osteocitos más maduros expresan niveles altos del inhibidor de la vía
Wnt/b-catenina, SOST. Además, los osteocitos expresan mayores niveles de proteínas asociadas con la resistencia a la hipoxia en comparación con los osteoblastos.39
Los osteocitos constituyen el tipo de célula más abundante
en el tejido óseo y constituyen más del 90% de todas las células
óseas en hueso maduro, frente al 4-6% de los osteoblastos y al
1-2% de los osteoclastos.40 Este ambiente en el que se localizan
los osteocitos —enterrados en la matriz mineralizada— es muy
diferente de la superficie donde se localizan los osteoblastos,
los osteoclastos y las células de revestimiento, o de la médula
ósea que contiene progenitores osteoblásticos y osteoclastos.
El hecho de que los osteocitos estén completamente rodeados
de hueso mineralizado podría representar una característica
negativa para establecer una comunicación celular. Sin embargo, cada osteocito se instala en una cavidad, conocida como
«laguna osteocitaria», que contiene entre 40 y 60 procesos dendríticos que emergen del cuerpo celular en todas direcciones y
viajan dentro de canales estrechos (260 nm de diámetro) llamados canalículos.41 Los osteocitos vecinos se ponen en contacto
unos con otros mediante estos procesos celulares que transmiten señales moleculares a través de uniones comunicantes que
permiten una rápida comunicación célula-célula. Este sistema
lacunocanalicular proporciona una red compleja y extensa de
comunicación que une no solo los osteocitos entre sí, sino también con otras células en la superficie ósea y la médula ósea.42
Los osteocitos son las células óseas con una vida media
más larga y también las más abundantes, formando un sincitio
funcional desde la matriz ósea profunda hasta el hueso superficial y la médula ósea, siendo capaces de detectar variaciones
en la deformación mecánica. Todas estas características confieren a los osteocitos la capacidad de orquestar la función osteo-
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apítulo 7 Bases de biología celular y molecular en cirugía ortopédica y traumatología
blástica y osteoclástica, dando lugar a respuestas adaptativas
del hueso a los cambios ambientales.
Los osteocitos, a través de la secreción de esclerostina, producto del gen SOST, pueden regular la formación ósea. La esclerostina es expresada solo por los osteocitos maduros, no por
osteocitos tempranos ni por osteoblastos.43 Esta proteína puede
unirse a LRP5/6 antagonizando su señalización. La ausencia
del gen SOST o de la secreción de esclerostina ocasiona la esclerosteosis o la enfermedad de Van Buchem, ambas caracterizadas por presentar un fenotipo de elevada masa ósea debida a
una formación ósea exagerada.44 Además, los osteocitos pueden controlar la función osteoclástica. Estas células, al igual
que el resto del linaje osteoblástico, producen RANKL pudiendo, por tanto, activar la diferenciación y activación de los osteoclastos.45 Por otro lado, la eventual muerte de los osteocitos
por apoptosis parece tener un papel importante en el reclutamiento y activación de los osteoclastos. La apoptosis de los
osteocitos ocurre en las zonas con microlesiones provocadas
por el desgaste óseo o en relación con la falta de carga mecánica, y se ha relacionado directamente con un incremento de la
resorción ósea.46
Los osteocitos tienen una función importante en la regulación del metabolismo del fosfato y de la mineralización de la
matriz. Expresan proteínas como el factor de crecimiento fibroblástico (FGF) 23, que regula el metabolismo del fosfato actuando sobre el riñón; la proteína de la matriz de la dentina
(DMP) 1, que regula la mineralización de la matriz; la fosfoglicoproteína de la matriz (MEPE), que inhibe la mineralización y cuya deleción en animales de experimentación incrementa la masa ósea, o la endopeptidasa PHEX.47
Un concepto esencial en cuanto al osteocito es el del efecto
mecánico. La estimulación mecánica es fundamental para el
desarrollo del esqueleto, mientras que, en los adultos, los niveles fisiológicos de tensión ayudan a mantener la masa ósea
reduciendo la resorción. Así, el esqueleto se ajusta a la carga
cambiando su masa, forma y microarquitectura, dependiendo
de la magnitud de la deformación. El concepto de que el esqueleto adapta su estructura a las cargas mecánicas fue inicialmente propuesto por Julius Wolff en 1892 y consagrado en la ley
de Wolff, que todavía se refiere en nuestros días. A finales de
los años ochenta, esta idea fue extendida por Harold Frost, que
desarrolló la hipótesis del mecanostato, basada en un modelo
conceptual para explicar la adaptación ósea a las fluctuaciones
mecánicas.48 Por otro lado, la falta de carga mecánica induce
pérdida de masa ósea, como ocurre en personas con una movilidad reducida o por la microingravidez que sufren los astronautas en sus viajes espaciales.49,50
Debido a su posición estratégica, los osteocitos representan
la célula ideal para recibir ese estímulo mecánico siendo responsables de traducir la deformación mecánica en señales reguladoras de osteoblastos y osteoclastos. Las fuerzas mecánicas son reguladoras de la vida de los osteocitos. Niveles
fisiológicos de carga mecánica reducen el número de osteocitos
apoptóticos, mientras que una disminución de la carga mecánica conduce a la apoptosis de los osteocitos y al correspondiente incremento de la resorción ósea.
Pero ¿cómo reciben los osteocitos el estímulo mecánico?
Parece ser que, por acción de la carga mecánica, el líquido intersticial presente en el sistema lacunocanalicular de los osteocitos es empujado hacia delante y hacia atrás a través del espa-
cio extracelular deformando la membrana plasmática tanto de
las células dentro de las lagunas como de sus prolongaciones
citoplasmáticas dentro de los canalículos.51
élula de l naje
monocít co/mac o ág co
C
s
i
i
r
f
i
acrófagos
M
Los macrófagos son células mononucleares que derivan de las
células madre hematopoyéticas de linaje mieloide y son un
componente esencial del sistema inmunitario innato. La supervivencia, proliferación y maduración de estas células depende
de la presencia del factor estimulante de colonias de macrófagos
(M-CSF).52 Los monocitos/macrófagos se encargan de proteger
el organismo ante la presencia de ciertos microorganismos o
agresiones tisulares. Son reclutados al lugar de la agresión desde el torrente sanguíneo y, una vez en el tejido dañado, no solo
inician la defensa, sino que también controlan la respuesta adaptativa del sistema inmunitario.
Bajo condiciones fisiológicas, los monocitos también pueden migrar hacia los tejidos y allí diferenciarse a macrófagos
con las peculiaridades que requiera el tejido en el que van a
residir, dando lugar a las células de la microglía en el cerebro,
las células de Kupffer en el hígado, las de Langerhans en la piel
o los macrófagos sinoviales, por poner unos ejemplos.
El sistema monocito/macrófago se caracteriza por su plasticidad y heterogeneidad. La plasticidad hace referencia a la
habilidad en diferenciarse a múltiples tipos celulares y, con
ello, a su capacidad de adaptación, de forma que los macrófagos son capaces de adoptar diferentes fenotipos funcionales de
acuerdo con las modificaciones del microambiente que los rodea. La heterogeneidad, por otra parte, hace referencia a los
diferentes marcadores de superficie que los macrófagos pueden
expresar en cada momento.
En los últimos años, se ha profundizado en el conocimiento de los procesos fisiológicos en los que el macrófago participa y hoy se sabe que, además de su labor defensiva, colabora
activamente en el desarrollo y mantenimiento de la homeostasis de aquellos tejidos donde reside.
Los macrófagos tienen varios orígenes: desde el saco vitelino y el hígado durante la época fetal, a la médula ósea durante la etapa posnatal y el resto de la vida adulta. Son las células
del sistema inmunitario más abundantes en la médula ósea.
Clásicamente, se pensaba que el osteoclasto era el macrófago
«residente» del esqueleto. Sin embargo, en los últimos años se
ha visto que esto no es así. El anticuerpo monoclonal F4/80 se
ha considerado un marcador clásico del macrófago maduro y
se ha utilizado para identificar los macrófagos en los diferentes
tejidos. De hecho, la mayoría de los macrófagos residentes expresan esta proteína, incluidos los que residen en el tejido óseo.
Por el contrario, F4/80 deja de expresarse al inicio de la diferenciación hacia osteoclastos, lo que indica que existen probablemente dos tipos de células (monocito/macrófago) residentes
en el tejido óseo; unas que se mantendrán como macrófagos y
otras que, bajo ciertas circunstancias, se diferenciarán a osteoclastos.
La presencia de células F4/80 positivas en la superficie ósea
ya fue descrita hace más de tres décadas por Hume et al.53 Sin
embargo, el concepto de que el macrófago ocupa un nicho defi-
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Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
Médula ósea
Macrófago M1
TNF-β, IL-6, iNOS
IL-4
IL-10
IL-21
IFN-γ
Antiinflamatorio
Macrófago M2
TGF-β, VEGF, PDGF
r
F gu a 7-7 Representación de la transformación fenotípica del macrófago. En la fase inicial del daño tisular predomina un microambiente
(IL-21 e IFN-g) que favorece el fenotipo proinflamatorio o M1. Sin embargo, al final de la fase inflamatoria se producen ciertas modificaciones del
microambiente (IL-4 e IL-10) que favorecen la transformación hacia el
fenotipo antiinflamatorio o M2 y el inicio del fenómeno de aclaramiento
de las células apoptóticas. IFN-g, interferón g; IL, interleucina; iNOS,
sintetasa del óxido nítrico inducible; PDGF, factor de crecimiento derivado
de las plaquetas; TGF-b, factor transformante del crecimiento b; TNF-b, factor de necrosis tumoral b; VEGF, factor de crecimiento vascular endotelial.
Chang et al. realizaron estudios en cultivos primarios de osteoblastos a partir de células osteoblásticas de la calota de ratón que
apoyaban la idea de que la presencia del macrófago cerca de las
unidades de remodelado podría ser crucial para que la formación ósea fuera exitosa.54 Las preparaciones celulares de osteoblastos que se obtienen de médula ósea roja o de calota poseen
un 15-20 y un 11-17% de células macrofágicas F4/80+, respectivamente. Los autores analizaron si eliminar estas células de la
placa de cultivo de osteoblastos primarios modificaba la capacidad de mineralización de los osteoblastos. A partir de ahí,
analizaron la capacidad de mineralización de los osteoblastos
de la placa mediante tinción de Von Kossa y lo que evidenciaron
fue que la mineralización osteoblástica inducida por fosfato-bglicerol y ácido ascórbico estaba atenuada en aquellas placas
que se cultivaron en ausencia de macrófagos, lo que indicaba que la presencia de los macrófagos en la placa de cultivo era
necesaria para que los osteoblastos completasen la mineralización de forma adecuada.54
En la misma línea se encuentra el trabajo publicado por
Cho et al., que utilizó un modelo de apoptosis de macrófagos
inducida por fas (MAFIA, macrophage fas-induced apoptosis
transgenic mouse model), en el que se puede inducir una depleción temporal de macrófagos tras la inyección de un ligando
sintético que induce la apoptosis de estos.59 Los ratones Mafia
tienen un fenotipo osteopénico con un número de osteoclastos
indistinguible de los animales control, lo que indica que el fenotipo de masa ósea baja se debe a un defecto en la formación.
Por otro lado, los autores demuestran que estos ratones son
insensibles al efecto anabólico de la hormona paratiroidea
(PTH).59
Todos estos datos apoyan la hipótesis del papel mediador
del macrófago residente en el hueso para canalizar las señales
anabólicas sobre los osteoblastos y que estos culminen la formación ósea. Hallazgos similares fueron encontrados en otro
modelo experimental; el modelo que expresa la toxina A de la
­
OsteoMacs
Proinflamatorio
i
nido en la superficie del tejido óseo, que es fenotípica y funcionalmente diferente al del osteoclasto, no fue desarrollado hasta
20 años después. Es en este momento cuando se acuña el nombre
de osteal macrophages (OsteoMacs)54 para describir una población celular mononuclear que expresa marcadores típicos de
macrófagos (F4/80+, CD68+ y fosfatasa ácida tartrato resistente
[TRAP]–), que se localiza preferentemente en las superficies
óseas (endostio y periostio), intercalada entre las células de revestimiento quiescentes y, especialmente, junto a los osteoblastos, en zonas adyacentes a las regiones donde el remodelado óseo
es más activo. Esta localización tan estratégica ya sugirió a los
autores que los macrófagos que residen en el esqueleto, y que no
se diferencian a osteoclastos, debían poseer efectos pleiotrópicos
sobre el metabolismo óseo (fig. 7-6A).
Aún hoy día se desconoce si los OsteoMacs podrían formar
parte del pool macrofágico que, bajo ciertos estímulos microambientales, se diferencia a osteoclastos maduros. Lo que sí que
parece cierto es que los OsteoMacs, al igual que los macrófagos
residentes en otros tejidos, son capaces de adquirir dos fenotipos
funcionalmente opuestos: macrófagos M1 frente a macrófagos
M2 (fig. 7-7). Los primeros tendrían efectos proinflamatorios, y
los segundos, efectos antiinflamatorios y reparadores. De modo
que, dependiendo del microambiente en el que estén, los OsteoMacs pueden adquirir un fenotipo u otro, y sintetizar citoquinas
proinflamatorias como TNF-a, IL-6, IL-1 o interferón b, que
estimularían la osteoclastogénesis, o, por el contrario, secretar
factores osteogénicos y reparadores como el TGF-b y BMP-2,55,56
que estimularían la osteoblastogénesis.57
Varios trabajos han mostrado que el 75% de los osteoblastos
de la superficie del endostio cortical están cubiertos por estructuras en dosel que contienen marcadores propios de los macrófagos como F4/80+, CD68+, Mac-3+ y TRAP– (fig. 7-6B).54,58
Osteocito
Osteoblastos
Hueso
A
Progenitores
osteoclastos
OsteoMacs
Osteoclastos
Osteocito
Osteoblastos
Hueso
B
r
i
F gu a 7-6 Representación de la localización de los OsteoMacs en
la superficie del hueso. A. Fase de reposo. B. Fase de remodelado óseo,
donde favorecen la formación de un toldo celular que permite una comunicación con los distintos grupos celulares que en él participan. Se representan los diferentes tipos celulares de linaje osteoblástico y osteoclástico
del hueso.
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C
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apítulo 7 Bases de biología celular y molecular en cirugía ortopédica y traumatología
difteria en células que expresan lisozima M (LysM/cre+/–;
DTAf/–), es decir, monocitos y macrófagos. Al caracterizar estos ratones, los autores observaron que a los 3 meses de edad
estos ratones eran más pequeños que los controles y los osteopénicos. Asimismo, encontraron que, si bien el número de
osteoclastos TRAP+ en los huesos de los ratones LysM/cre+/–;
DTAf/– era discretamente menor que en los controles, no había
diferencias en los cultivos ex vivo. No obstante, lo interesante
del trabajo fue que, al analizar la tasa de formación mediante marcaje con calceína, observaron que esta estaba disminuida
en los animales carentes de macrófagos,60 lo que indica que los
macrófagos no son solo un soporte necesario para la formación
osteoblástica, sino que también son importantes para el mantenimiento de los progenitores mesenquimales.
Además de los datos que apoyan la idea de que los macrófagos son imprescindibles para la formación ósea, también
existen datos que sugieren que los macrófagos son esenciales
para la formación del callo de fractura y, en consecuencia, de
la reparación ósea.61 La formación del callo está completamente abolida cuando la depleción de macrófagos se realiza al inicio de la fractura y disminuida cuando la depleción ocurre más
tardíamente, esto es, en el momento que se está desarrollando
la fase anabólica de la formación del callo. En el modelo murino de fractura femoral, se han identificado macrófagos pro
inflamatorios (F4/80+ Mac-2) al inicio de la formación del callo
en los centros de condrificación y, por el contrario, los macró­
fagos antiinflamatorios F4/80+ Mac-2neg predominan durante la
maduración del callo. Todo ello indica que tanto los macrófagos proinflamatorios como los antiinflamatorios son necesarios
para la reparación exitosa de las fracturas óseas. Por otro lado,
estos mismos autores observaron que la formación del callo
blando de fractura se potenciaba tras el tratamiento local con
el M-CSF.62,63 Con todo lo descrito, podemos concluir que los
macrófagos representan una posible diana del tratamiento anabólico para potenciar la consolidación de las fracturas en determinadas circunstancias.
O
steoclastos
Los osteoclastos son células multinucleadas de linaje hematopoyético, derivadas de precursores comunes con los de las células monocito/macrófago.64 Su función principal es la de degradar la matriz ósea.
La transición desde la célula precursora al osteoclasto maduro depende de diversos tipos de estímulos capaces de crear
el ambiente adecuado para su diferenciación. Estudios basados
en animales genéticamente modificados, han ayudado a identificar alguna de las vías de señalización implicadas en su desarrollo. De hecho, se trata de una célula extremadamente compleja en cuanto a su morfología y función, que requiere de la
expresión de múltiples proteínas (fig. 7-8) para alcanzar una
maduración funcionalmente activa. Los osteoclastos poseen
Anillo de actina
c-src
Pyk2
A
Célula madre
hematopoyética
Célula
estromal
Catepsina K
MMP
M-CSF
Laguna de resorción
B
RANKL
RANKL
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c-src
Pyk2
v3
MitF
Precursores
de osteoclastos
OC inmaduro
TRAF6
NF-B
AP-1
FcR
V-ATPasa
NFATc1
DAP12
DC-STAM
Apoptosis
OC maduro
3V-ATPasa
CIC-7
CAII
Catepsina-K
AE2
Hueso
F gu a 7-8 Proceso de diferenciación de las células de linaje osteoclástico. El esquema representa las proteínas necesarias en cada estadio de la diferenciación osteoclástica. El M-CSF induce la diferenciación y proliferación hacia unidades formadoras de colonias de macrófagos, que son los precursores
comunes de los macrófagos y los osteoclastos. La diferenciación desde unidades formadoras de macrófagos hacia osteoclastos multinucleares implica la fusión
celular, la reorganización del citoesqueleto y polarización celular, la adherencia a la superficie ósea y el inicio de la resorción. A. Visión desde el área de
contacto con la superficie ósea. Se representa el anillo de actina. La organización del citoesqueleto está mediada por las integrinas y las quinasas c-src y PYK2.
B. Visión lateral del osteoclasto. Se identifica la laguna de resorción. Primero se produce la digestión de la matriz inorgánica. Para ello, se necesita acidificar
el ambiente, y este proceso está mediado por una bomba de protones especializada (a3V-ATPasa), un canal de cloro (CIC-7), la enzima anhidrasa carbónica
(CAII) y un intercambiador aniónico (AE2). Posteriormente, se lleva a cabo la degradación de la matriz orgánica mediante la secreción de colagenasas (flechas).
M-CSF, factor estimulante de colonias de macrófagos; OC, osteoclasto; RANKL, ligando de receptor activador para el factor nuclear kB.
i
r
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Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
una membrana celular polarizada que se divide en dos zonas
perfectamente diferenciadas: la membrana apical que contacta
con el hueso y la membrana basolateral que contacta con el
torrente vascular (fig. 7-9). La primera está compuesta por una
región periférica en la que predominan moléculas de adhesión
ricas en microfilamentos de actina que se reorganizan para formar un cinturón de podosomas,65 lo que permitirá el sellado de
la periferia del osteoclasto a la superficie del hueso, y la formación de un compartimento central intracelular y aislado del
resto del citoplasma, la laguna de Howship o de resorción, donde se va a iniciar el proceso de degradación ósea.
La cara osteoclástica de la laguna se denomina ribete en
cepillo, por su semejanza con las microvellosidades epiteliales.
A su vez, este ribete se divide en dos subdominios: uno más
periférico, llamado zona de fusión, y otro más central, denominado zona de absorción.66 El primero se encarga de secretar
aniones ácidos y enzimas degradativas (colagenasas, catepsinas, etc.), y el segundo, de absorber los productos procedentes
de la degradación ósea. Los orgánulos de los osteoclastos tienen una distribución peculiar, los núcleos están localizados
cerca de la región basolateral, junto al RE, el aparato de Golgi
y el centro organizador de los microtúbulos. Otra peculiaridad
del osteoclasto es que poseen abundantes mitocondrias y estas
se localizan próximas al ribete en cepillo, junto a los lisosomas
y las vacuolas. Los microfilamentos se localizan en la periferia
de la célula formando los podosomas, mientras que los microtúbulos cruzan la célula desde los centros de organización a la
región apical, contribuyendo al tráfico de sustancias hacia el
ribete en cepillo.
Existen dos moléculas esenciales para la formación de los
osteoclastos: RANKL y M-CSF. El M-CSF induce la translocación nuclear de distintos FT, como el MITF y el PU.1, relacio-
nados con la supervivencia y diferenciación celular.67 La presencia adicional de RANKL facilita la asociación de coactivadores
a los FT reclutados inicialmente por el estímulo del M-CSF. De
esta forma, se consigue una respuesta sinérgica y eficaz en la
transcripción de los genes necesarios para la diferenciación osteoclástica68 (fig. 7-10). El resultado de la unión del RANKL a
su receptor RANK es la activación de las proteínas activadas por
mitógenos (MAP, mitogen-activated protein) quinasas y de dos
FT esenciales, NF-kB y AP-1,69 los cuales inducen la expresión
del factor de transcripción fundamental en el control del desarrollo de los osteoclastos, el NFATc1. El NFATc1 tiene la peculiaridad de amplificar su propia expresión con un efecto en cascada70,71 y mantenerse activo en el núcleo participando en la
expresión de la mayor parte de los genes que determinan la diferenciación y funcionalidad de los osteoclastos.
La autoamplificación de NFATc1 requiere su localización
nuclear. Sin embargo, su localización es preferentemente citoplasmática. Esto es así porque las proteínas NFAT se caracterizan por estar muy fosforiladas, y esta modificación postraduccional es la que determina su posición en el citoplasma. La
translocación nuclear viene determinada por su desfosforilación, y ello se produce gracias a la fosfatasa calcineurina, una
fosfatasa modulada por la presencia de calcio.72,73 A su vez, la
señalización mediada por calcio está regulada por inmunorreceptores de membrana a los que están unidas moléculas adaptadoras del tipo FcRg o DAP12, caracterizadas por contener
motivos citoplasmáticos de activación de tirosina (ITAM, immunoreceptor tyrosine-based activation motif)74 (v. fig. 7-10).
Por otra parte, la regulación del calcio está también implicada
directamente en la respuesta a la señalización de RANKL. Recientemente, se ha descrito que, además de los inmunorreceptores de membrana que acabamos de mencionar, existen resi-
Dominio
de secreción funcional
Membrana
basolateral
Anillo de actina
Cinturón
de podosomas
Membrana
apical
Zona de sellado
Ribete en cepillo
Laguna de Howship
A
B
r
i
F gu a 7-9 Morfología del osteoclasto activado. A. Visión lateral del osteoclasto. El ribete en cepillo está aislado dentro de la laguna de resorción
de Howship. En él existe una zona más periférica especializada en exocitosis, por fusión de las membranas lisosómicas con la membrana plasmática, y
otra zona más interna de captación, especializada en la internalización de los productos degradados de la matriz ósea que son desplazados y liberados a la
corriente vascular a través del dominio secretor funcional localizado en la membrana basolateral. B. Visión desde el área de contacto con la superficie ósea.
Se representa el anillo de actina, que forma los podosomas.
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apítulo 7 Bases de biología celular y molecular en cirugía ortopédica y traumatología
Célula
estromal
¿?
RANKL
RANK
Inmunorreceptor
DAP12
ITAM
TRAF6
ERK
JNK
Ca++
c-Fos
Syk
Rac
Ca++
Ca++
Calc
ineu
AP-1
NFATc1
rina
P
NF-B
NF-B
NFATc2
NFATc1
AP-1
P
Actina
NFATc1
NFATc1
NFATc1
F gu a 7-10 Representación del inicio de la señalización RANKL/RANK y la autoamplificación de NFATc1. La señalización RANKL/RANK
recluta la molécula adaptadora TRAF6. Tras recibir el estímulo de RANKL, la proteína NF-kB se desplaza al núcleo para unirse al promotor de NFATc1.
AP-1 también se activa en respuesta a RANKL/RANK, a través de c-Fos, y se une al promotor de NFATc1 en una fase más tardía, cuando ya se ha empezado a expresar NFATc1. La señalización por calcio, a través de la activación de la calcineurina, favorece la localización nuclear de NFATc1 mediante su
desfosforilación, lo que garantiza no solo su propia transcripción sino también la de los otros genes que caracterizan al osteoclasto. AP-1, proteína activadora 1 (factor de transcripción); ITAM, immunoreceptor tyrosine-based activation motif; NFATc1, factor nuclear de linfocitos T activados, citoplásmico 1;
NF-kB, factor nuclear potenciador de las cadenas ligeras k de las células B activadas; RANKL, ligando de receptor activador del factor nuclear kB (RANK);
TRAF6, factor asociado al receptor del TNF-6.
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i
r
duos ITAM en el dominio intracelular del receptor de M-CSF
conocido como c-Fms.
La activación de los motivos ITAM se lleva a cabo mediante
su fosforilación cuando los inmunorreceptores interaccionan con
sus ligandos. El resultado de esta fosforilación es la activación
de Syk y PLCg. PLCg escinde el fosfatidil-inositol-4,5-bisfosfato (PIP2) para dar lugar a los segundos mensajeros, IP3 y DAG.
El IP3 aumenta las concentraciones intracelulares de calcio mediante la liberación del mismo desde el RE, mientras que el DAG
activa la PKC en la membrana. Recientemente, se ha visto que
la quinasa Syk está involucrada en la reorganización del citoesqueleto y en el desarrollo de los anillos de actina a través de la
activación de GTPasas como Rac.75,76
También son necesarias para la osteoclastogénesis algunas
quinasas dependientes de calcio/calmodulina, como la CaMKIV. Su función tiene lugar a través de la fosforilación del
factor de transcripción CREB, que colabora con el NFATc1 en
la regulación de genes específicos de los osteoclastos como,
por ejemplo, el gen del receptor de calcitonina, de la catepsina
K, de la TRAP y de la integrina 3.77 No olvidemos que el objetivo final de la maduración funcional del osteoclasto es la degradación ósea. Para que dicha degradación se pueda llevar a
cabo, entre la membrana del osteoclasto y la superficie ósea se
forma una cámara sellada, a cuyo interior se vierten aquellas
sustancias que van a destruir el hueso. Dicha cámara tiene una
disposición circular, y el fenómeno de sellado se establece gracias a la interacción de las integrinas avb3 periféricas del osteoclasto y los aminoácidos de la matriz con motivos Arg-GlyAsp, reconocidos por aquellas. Las integrinas se sitúan en unas
pequeñas elevaciones de la membrana celular conocidas como
podosomas, que en la situación de reposo tienen una localización aleatoria.
Sin embargo, cuando se va a producir la resorción ósea, los
podosomas se concentran en una zona de disposición anular,78
hecho que determina la morfología circular de la cámara de
resorción antes referida. El anillo formado por el conjunto de
podosomas tiene un esqueleto de actina, que a su vez está conectado con el citoesqueleto celular. Las primeras sustancias
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80
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
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ología del ca tílago a t cula
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que se vierten a la cámara de resorción son hidrogeniones, los
cuales movilizan el componente mineral del hueso. Los H+ se
generan a partir de agua y dióxido de carbono en una reacción
dependiente de la anhidrasa carbónica II (CAII). Su excreción depende de la bomba de protones a3V-ATPasa localizada
en el ribete en cepillo del osteoclasto. El mantenimiento del pH
ácido depende de la excreción de Cl–, resultado del intercambio con bicarbonato HCO3–, a través del canal aniónico del
cloro CIC-7. Posteriormente, se excretan las colagenasas capaces de degradar la matriz orgánica. La catepsina K es la principal y su funcionamiento se ve facilitado por el pH ácido.79
Fisiología del cartílago
El cartílago articular o cartílago hialino es un tejido especializado, avascular, aneural y alinfático, constituido por dos elementos fundamentales: uno celular, el condrocito, y otro extracelular, la MEC, que se nutre principalmente mediante difusión
de nutrientes desde el líquido de la cavidad articular. Existen,
en el humano, tres tipos de cartílago: el cartílago hialino, el
fibrocartílago y el cartílago elástico. El cartílago hialino es el
que recubre las epífisis óseas de las articulaciones diartrodiales
y es el conocido propiamente como cartílago articular.
El cartílago articular está compuesto principalmente por agua
(≈70%), colágeno (≈20%) y PG (5-10% del peso total).80,81 El
colágeno principal del cartílago articular es el Col II, aunque también existen otros tipos de colágeno en menor proporción. El
cartílago articular es heterogéneo desde un punto de vista estructural, funcional y metabólico, y está organizado en cuatro capas
bien diferenciadas: superficial o tangencial (zona I), intermedia o
de transición (zona II), radial o profunda (zona III), y calcificada
o zona IV. Las dos últimas zonas, profunda y calcificada, están
separadas por una línea o frente de calcificación, denominado
tidemark o «línea de marea». Por debajo del cartílago articular,
se encuentra el llamado hueso subcondral (HS), componente
esencial en la distribución y absorción de cargas en la biomecánica articular en condiciones tanto fisiológicas como patológicas.
Las propiedades físicas del cartílago articular están determinadas en gran medida por la distribución de la red de las fibrillas de colágeno, que aportan la resistencia a las fuerzas de
tensión, y por los agregados de PG, que aportan resistencia a la
compresión gracias a su gran capacidad de retener o secuestrar
el agua circundante, la cual es nuevamente liberada una vez que
cesan las fuerzas compresivas. El cartílago articular presenta
una superficie con un bajo coeficiente de fricción debido a la
presencia de algunos lubricantes, como el ácido hialurónico y
la lubricina, ambos producidos tanto por los condrocitos como
por las células sinoviales.82
Aunque este apartado se abordará nuevamente y de forma
más precisa en el capítulo 12, creemos oportuno cerrar esta
sección hablando, al menos someramente, de la biología del
cartílago, la homeostasis del condrocito y otras células esenciales de la articulación como el fibroblasto.
Biología del condrocito
El condrocito es la única célula integrante del cartílago y constituye exclusivamente el 1-2% del volumen total del cartílago.80,81 Al igual que algunas de las células mencionadas en este
capítulo, como el osteoblasto y el fibroblasto, su naturaleza es
mesenquimal, ya que procede de precursores mesenquimales
indiferenciados. La diferenciación de los precursores mesenquimales a condrocitos ocurre principalmente durante la embriogénesis y en situaciones reparativas tras una lesión, como
ocurre en la formación del callo tras una fractura.
La morfología y la distribución de los condrocitos varían
según la profundidad a la que se encuentren, siendo más pequeños y aplanados en la capa superficial, y más gruesos o esféricos en la capa intermedia, adquiriendo una morfología elíptica
en la capa profunda, con una distribución en columnas de dos
a seis células cada una y una orientación perpendicular a la
superficie articular. En la zona profunda, los condrocitos son
menos numerosos, aunque viables. Para desempeñar sus funciones, los condrocitos están en estrecho contacto con la MEC
e interaccionan constantemente con sus proteínas. El condrocito se encuentra instalado dentro de esa MEC formando lagunas o «condronas», que constituyen la denominada unidad
funcional del cartílago articular.81
El papel principal del condrocito es mantener la integridad
del cartílago reparando el daño ocasionado a la matriz por los
insultos cotidianos y microagresiones de la vida diaria. En condiciones fisiológicas y debido en gran medida a la falta de vascularización del cartílago, el condrocito trabaja en condiciones
de hipoxia, sobre todo, en las capas profundas, lo que dificulta
su capacidad de reparación. De hecho, el condrocito vive y
trabaja en superficie con una tensión de oxígeno al 10% de la
presión arterial de oxígeno y a menos del 1% en las zonas
profundas.83,84
Los condrocitos maduros apenas presentan actividad mitótica, manteniendo un metabolismo basal al ralentí, mucho menor que en otros tejidos conectivos. Ello conduce a un bajo
recambio del Col II, suficiente solo para garantizar el equilibrio
entre los procesos anabólicos y catabólicos dentro del cartílago, aunque el recambio de glicosaminoglicanos (GAG) y proteínas no colágenas está algo mejor conservado. Además, el
número de condrocitos disminuye con la edad, lo que hace que
su reparación sea aún más difícil en edades avanzadas. Sin embargo, en el cartílago de la placa de crecimiento, existen factores de supervivencia intracelulares como el factor inducible por
hipoxia 1a (HIP-1a) que ayudan al condrocito a mantener una
actividad fisiológica adaptada a un escenario más anabólico y
de diferenciación celular.85
En la artrosis, por el contario, el condrocito se torna proliferativo e hipertrófico, al igual que se observa en la placa de
crecimiento, adquiriendo un fenotipo catabólico caracterizado
por la disminución en la síntesis de matriz, la sustitución del Col
II por Col I y X, y el aumento de enzimas degradativas, MMP
y agrecanasas, que contribuyen a la destrucción del mismo.
Homeostasis del cartílago articular
La mayor parte del colágeno que compone el cartílago articular
es de tipo II, lo que supone aproximadamente el 90-95% del
total. El resto son Col VI, IX, XI, XII y XIV. El Col II es sintetizado por el condrocito y liberado al medio como procolágeno, que a su vez es degradado parcialmente por enzimas
proteolíticas que eliminan la porción no helicoidal, dando lugar
posteriormente a la formación de redes tridimensionales que se
incorporan a la MEC, lo que proporciona al conjunto una mayor
resistencia a las fuerzas de tensión.80,86
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C
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
apítulo 7 Bases de biología celular y molecular en cirugía ortopédica y traumatología
Sin embargo, los colágenos minoritarios que componen el
cartílago articular (VI, IX, XI, XII y XIV) pueden tener importantes propiedades estructurales y funcionales, contribuyendo
a mejorar las conexiones celulares, aumentar la estabilidad e
incrementar la resistencia del cartílago. Por su parte, los PG son
macromoléculas sintetizadas por el condrocito y constituidas
por un eje lineal central de naturaleza proteica al que están
conectadas lateralmente cadenas de GAG mediante enlaces
covalentes. Se disponen entre las fibras de colágeno y son altamente hidrófilos, incrementando de forma notoria la resistencia
del cartílago articular.80,86
El ácido hialurónico es otro GAG producido por el condrocito, que sirve para enlazar diversos PG a través de las denominadas proteínas de unión, dando lugar a grandes agregados
llamados agrecanos, que contribuyen a dar mayor estabilidad
y resistencia al cartílago. Aunque la semivida de los PG del
cartílago articular humano adulto es prolongada, pudiendo sobrepasar los 800 días, existe, sin embargo, cierto recambio rápido de parte del mismo (en pocos días), lo que sugiere un indudable grado de recambio o remodelado del cartílago articular.
Además, la síntesis de PG aumenta llamativamente en el cartílago lesionado, aunque la calidad estructural y funcional de
este cartílago nuevo o de síntesis, generalmente, fibrocartílago,
es menor a la del cartílago original, lo que sin duda merma sus
propiedades biomecánicas y funcionales.80,86
Asimismo, el cartílago articular contiene en su matriz PG
de pequeño tamaño como la decorina y el biglicano, así como
pequeñas cantidades de otras proteínas no colágenas y PG, que
interaccionan con otras proteínas de la matriz. De ellas, las más
estudiadas son la fibronectina, la ancorina y la proteína de matriz oligomérica del cartílago (COMP). La fibronectina podría
contribuir al mantenimiento de la estructura del cartílago a través de su interacción con determinados componentes de la matriz como el Col II y la tromboespondina. La ancorina es una
proteína situada en la superficie del condrocito y que actúa
como receptor de señales mecánicas desde la matriz al interior
de la célula. Por su parte, la COMP es un miembro de la familia de las tromboespondinas, especialmente abundante en el
cartílago de crecimiento, y podría participar en fenómenos de
reparación y de regulación del crecimiento celular.80,86
Existen algunos marcadores fenotípicos que nos pueden
orientar sobre el tipo y momento evolutivo en la diferenciación
condrocitaria. Por ejemplo, la expresión de Col X y la de ALP
son marcadores que se expresan principalmente en el condrocito hipertrófico. En cambio, la expresión de factores de crecimiento de tipo BMP-6 y BMP-7 es un marcador que se expresa principalmente en condrocitos que intervienen en la
calcificación endocondral.
Un aspecto esencial en la homeostasis del cartílago es el
relacionado con su degradación. En este sentido, es esencial
el papel desarrollado por las MMP. Las MMP son una familia
de endopeptidasas capaces de degradar los diferentes componentes de la MEC, que habitualmente contienen átomos de cinc
y que, para su activación, necesitan la presencia de calcio y
magnesio. Normalmente, se secretan como proenzimas. En la
actualidad, se conocen al menos 28 tipos de MMP, que pueden
degradar diferentes sustratos como colágenos, PG, gelatina o
fibronectina. Asimismo, existen controladores negativos o inhibidores de la acción de las MMP, entre los que destacan los
inhibidores tisulares de las MMP (TIMP, tissue inhibitors of
81
metalloproteinases). En condiciones fisiológicas, existe un
equilibrio entre los procesos anabólicos y los catabólicos. Las
MMP juegan un papel especialmente relevante en situaciones
patológicas en las que predomina el aspecto catabólico. En
la tabla 7-2, se muestran las principales MMP conocidas en la
actualidad y los principales sustratos sobre los que actúan.1,2,86
Finalmente, nos gustaría resaltar el papel del HS en la homeostasis y funcionamiento del cartílago articular en condiciones tanto normales como patológicas. El HS es un tejido bien
diferenciado y con unas características específicas que, en las
articulaciones diartrodiales, está en estrecho contacto con el
cartílago suprayacente, formando una unidad funcional que
actualmente se denomina «unidad osteocondral», a través de la
cual se establece una comunicación continua entre los osteoblastos y osteoclastos del HS y el condrocito articular,87 que
cobra una especial intensidad en situaciones patológicas como
la artrosis.88,89 El HS es una estructura dinámica bien adaptada
al estrés y fuerzas mecánicas que continuamente impactan en
la articulación. El HS absorbe normalmente un 30% de la carga que recibe la articulación y sirve de apoyo al cartílago adyacente. Asimismo, el HS suministra nutrientes a las capas
profundas del cartílago y facilita la depuración de los productos
metabólicos de desecho.88,89
Otras células articulares: fibroblastos
y sinoviocitos
Los fibroblastos (FB) son células de linaje mesenquimal, pleiotrópicas, ubicuas y que residen en ambientes ricos en colágeno,
rodeados de MEC. Los FB presentan una gran capacidad para
diferenciarse en otras células del sistema ME, dando lugar a
tendones y ligamentos. En algunos casos, los FB adquieren una
especialización muy sofisticada, lo que les permite elaborar
tejidos como hueso o cartílago. Los FB tienen habitualmente
una morfología fusiforme o estrellada, aunque su aspecto varía
en función del tejido en el que asientan.86
Funcionalmente, el fibroblasto es una célula típicamente
secretora, que expresa fibronectina y sintetiza, sobre todo, Col
I y III. Su función principal es mantener una MEC de calidad.
De hecho, los FB poseen también numerosas enzimas que les
permiten destruir los constituyentes ya degradados de la MEC,
que reemplaza rápidamente sintetizando nuevas moléculas de
matriz. De este modo, los FB mantienen la homeostasis del
tejido donde asientan y ayudan a la reparación y curación de
las heridas.90 En casos no controlados, se producen consecuencias indeseables dando lugar a fibrosis. La proliferación de FB
se induce bajo el efecto de diferentes factores de crecimiento,
especialmente, PDGF y TGF-b.86,90
En último lugar, cabe mencionar que los sinoviocitos, nombre con el que denominamos a las células residentes en la membrana sinovial, presentan dos subtipos principales: el sinoviocito fibroblástico, con todas las características que acabamos
de mencionar para el fibroblasto, y el sinoviocito de tipo macrófago, con las características comunes a los macrófagos ya
mencionadas.
onclu one
C
si
s
En este capítulo, hemos revisado brevemente algunos aspectos
básicos de la biología celular, incluyendo una visión general
del ciclo celular, las vías de señalización y los FT más impor-
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T
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
abla 7-2 Proteasas de matriz, agrecanasas y principales sustratos en los que intervienen
Sustrato principal
Colagenasas
MMP-1 (colagenasa 1)
MMP-8 (colagenasa 2)
MMP-13 (colagenasa 3)
MMP-18 (colagenasa 4)
Colágeno de tipo II
Proteína del núcleo de agrecano
Gelatinasas
MMP-2 (gelatinasa A)
MMP-9 (gelatinasa B)
Colágenos de tipos II y XI
Proteoglicanos; proteínas de unión
Estromelisinas
MMP-3 (estromelisina 1)
MMP-10 (estromelisina 2)
MMP-11 (estromelisina 3)
Proteína del núcleo de agrecano
Colágenos de tipos IX y XI
Fibronectina; proteínas de unión
Matrilisinas
MMP-7
MMP-9
Proteínas de unión
MMP de membrana
(MT-MMT)
MMT-14 (MT1-MMP)
MMT-15 (MT2-MMP)
MMT-16 (MT3-MMP)
MMT-17 (MT4-MMP)
MM-24 (MT5-MMP)
MMT-25 (MT6-MMP)
Colágeno de tipo II; fibronectina; agrecano; pro-MMP-2;
pro-MMP-13; pro-TNF
Agrecanasas
ADAMTS-1
ADAMTS-4
ADAMTS-5
Núcleo de agrecano
etaloproteasas de matriz (
Serina proteasas
MM
Tipo
M
Familia
P)
Activadores del plasminógeno
Agrecano; fibronectina; pro-MMP
Catepsina G
Agrecano; colágeno de tipo II; pro-MMP
Cisteína proteasas
Catepsinas B, K, L, S
Colágenos de tipos IX y XI; proteínas de unión; agrecanos
Inhibidores tisulares
de las MMP (TIMP)
TIMP-1; TIMP-2; TIMP-4 (formas
solubles)
TIMP-3 (unida a la matriz)
Inhiben acción de las MMP
ADAMTS, desintegrina y metaloproteinasa con secuencias trombospondina; TNF, factor de necrosis tumoral.
tantes implicados en las distintas células y tejidos que componen el sistema ME, así como algunas generalidades sobre los
mecanismos de apoptosis o muerte celular programada. En un
segundo apartado, hemos repasado aspectos concretos de las
principales linajes celulares que componen el sistema ME, particularmente, de las células del linaje osteoblástico y monocito-macrofágico, para terminar el capítulo centrados en el condrocito, el fibroblasto y la homeostasis condrocitaria.
­
Agradecimientos
Los autores agradecen a Vanessa Centeno Talayero, técnica del
Laboratorio de Reumatología del Hospital de La Princesa (Madrid), sus aportaciones al manuscrito y la preparación de las
imágenes enviadas.
s
r
i
b ev atu a
r
A
AP-1: proteína activadora 1 (factor de transcripción).
Apaf-1: apoptosis protease-activating factor-1 (proteína activadora de la apoptosis).
ARN: ácido ribonucleico.
Bcl-2: B-cell lymphoma 2 (familia de proteínas de la vía intrínseca de la apoptosis).
BMP: proteínas morfogenéticas del hueso.
CAII: anhidrasa carbónica II.
CaMKII: Ca2+/calmodulina proteína quinasa II (Ca2+/calmodulindependent protein kinase II).
cdk: quinasas dependientes de ciclinas.
CFU-F: unidad formadora de colonias de fibroblastos.
Cit C: citocromo C.
Col I: colágeno de tipo I.
COMP: proteína de matriz oligomérica del cartílago.
COX: ciclooxigenasa; existen al menos dos isoformas conocidas: COX-1 y COX-2.
CREB: cAMP response element-binding (factor de transcripción).
DAG: diacil glicerol.
ADN: ácido desoxirribonucleico.
ALP: fosfatasa alcalina.
AMPc/cAMP: monofosfato de adenosina cíclico.
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C
apítulo 7 Bases de biología celular y molecular en cirugía ortopédica y traumatología
DAP12: DNAX-activating protein 12 kDa (adaptador transmembrana).
DMP-1: proteína de la matriz de la dentina 1.
E11: glicoproteína transmembrana clave en la osteocitogénesis
temprana (podoplanina).
EGF: factor de crecimiento epidérmico.
FADD: dominio de muerte asociado a Fas.
FB: fibroblastos.
FcRg: receptor de cadenas g asociado al Fc de las inmunoglobulinas (adaptador transmembrana).
FGF: factor de crecimiento fibroblástico.
FT: factores de transcripción.
G: proteína G.
GAG: glicosaminoglicanos.
GDP: difosfato de guanosina.
GTPasa: guanosina trifosfatasa, o trifosfatasa de guanosina
(superfamilia de enzimas que hidrolizan la molécula de trifosfato de guanosina (GTP).
HIP-1a: factor inducible por hipoxia 1a.
HS: hueso subcondral.
IGF-1: factor de crecimiento similar a la insulina 1.
IKB: inhibidores de kB.
IL: interleucina.
IP3: inositol-1,4,5-trifosfato o trifosfoinositol.
ITAM: secuencia de activación de inmunorreceptor basada tirosina.
JAK: Janus quinasa.
LRP: proteínas relacionadas con el receptor de lipoproteínas de
baja densidad (low-density lipoprotein receptor-related
proteins).
MAFIA: modelo de apoptosis de macrófagos inducida por fas
(macrophage fas-induced apoptosis transgenic mouse
model).
MAP: proteínas activadas por mitógenos (mitogen-activated
proteins).
M-CSF: factor estimulante de colonias de macrófagos.
ME: musculoesquelético.
MEC: matriz extracelular.
MEPE: fosfoglicoproteína de la matriz extracelular.
MIFT: factor de transcripción asociado con microftalmia (factor
implicado en el desarrollo de melanocitos y osteoclastos).
MMP: metaloproteinasas de matriz (matrix metalloproteinases).
MSC: células madre mesenquimales (mesenchymal stem cells).
NF-kB: factor nuclear potenciador de las cadenas ligeras k de
las células B activadas.
NFATc1: factor nuclear de linfocitos T activados, citoplásmico 1.
OC: osteocalcina.
OP: osteopontina.
OPG: osteoprotegerina.
OsteoMacs: macrófagos del hueso.
Osx: osterix (factor de transcripción de la diferenciación de los
osteoblastos).
PDGF: factor de crecimiento derivado de las plaquetas.
PG: proteoglicanos.
PHEX: endopeptidasa neutra reguladora de fosfatos ligada al
cromosoma X.
PI3K: fosfoinositol 3 quinasa.
PIP2: fosfatidil-inositol-4,5-bisfosfato.
PKA: proteína quinasa A.
PKC: proteína quinasa C.
83
PTH: parathormona, hormona paratiroidea.
PTHrP: péptido relacionado con la parathormona.
PU.1: factor de transcripción implicado en el desarrollo del
sistema inmunitario.
Rac: proteína de la superfamilia de GTPasas.
RANK: receptor activador del factor nuclear NF-kB.
RANKL: ligando del receptor activador del factor nuclear
NF-kB.
RE: retículo endoplásmico.
RIP: receptor-interacting protein (proteína quinasa inductora
de apoptosis).
RUNX2: Runt-related transcription factor 2 (factor de transcripción clave asociado con la diferenciación de los osteoblastos).
SCF: Skp Cullin F-box containing complex (subunidad E3 del
complejo de la ubiquitina ligasa).
SOST: esclerostina (SclerOSTin).
STAT: transductor de señal y activador de transcripción.
Syk: tirosina cinasa de bazo.
TGF-b: factor de crecimiento transformante b.
TIMP: inhibidores tisulares de las MMP (tissue inhibitors of
metalloproteinases).
TNFR1: receptor 1 del factor de necrosis tumoral.
TNF-a: factor de necrosis tumoral a.
TRAP: fosfatasa ácida tartrato resistente.
UV: ultravioleta.
VEFG: factor de crecimiento vascular endotelial.
Wnt: int/Wingless signaling gene family (vía de señalización
implicada en múltiples procesos biológicos, oncológicos y
del desarrollo).
bl og a ía
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© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
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‑
Capítulo 8
Bases de genética en cirugía
ortopédica y traumatología
Sonia Vidal Rodríguez
Resumen
La influencia del genotipo es notable en cirugía ortopédica
y traumatología. Este capítulo analiza la estructura y la variabilidad (mutaciones y polimorfismos) del material genético,
los principales patrones de herencia y los trastornos genéticos más frecuentes en esta especialidad. También dedica
atención a las implicaciones de la genética en la prevención,
la medicina personalizada y los dilemas éticos que plantean.
Int oducc ón
r
i
La genética es, sin duda, la disciplina con mayor dinamismo del
mundo científico actual. Desde que en 1898 Virchow estableciese la célula como la única unidad de reproducción,1 comienza
una compulsiva búsqueda de la base material de la herencia. La
entrada en el siglo xx produce una explosión de nuevos descubrimientos que ya no se detendrá y que continuará a un ritmo
siempre creciente. A comienzos del siglo xxi, a través del desarrollo del Proyecto Genoma Humano,2 fue posible conocer la
secuencia prácticamente completa del ADN humano. Los resultados del proyecto han permitido avanzar en el estudio y conocimiento de la estructura y regulación de nuestros genes, y cómo
la variación genética puede contribuir a la enfermedad que, como
sabemos, es el resultado de una combinación multifactorial entre
las características genéticas de cada individuo y el ambiente al
que está expuesto. En el ámbito de la traumatología y la cirugía
ortopédica, el estudio de factores genéticos es relativamente joven. Sin embargo, el impacto futuro será cada vez mayor en el
ámbito clínico y quirúrgico. Comienzan a nacer protocolos en
materia de prevención, basados en análisis genéticos y perfiles
genotípicos que pueden condicionar la aparición y evolución de
diversas patologías óseas. Se hace, pues, necesario el conocimiento de los principios básicos en esta rama de la medicina.
Este es el objetivo del capítulo que se muestra a continuación.
Est uctu a d la nfo mac ón
g nét ca
r
e
r
e
i
r
i
i
En el genoma humano quedan almacenadas las claves para llevar a cabo una correcta diferenciación celular y la producción
de todas las proteínas que forman los diferentes tejidos y órganos de un individuo funcional. Además, los genes contienen la
información necesaria para que se manifieste un carácter fenotípico específico de cada individuo (p. ej., color de pelo).
Todas las células nucleadas del cuerpo humano contienen
su propia copia del genoma humano, que posee alrededor de
20.000-50.000 genes. El genoma se compone de grandes cantidades de ácido desoxirribonucleico (ADN). El ADN es una
macromolécula de ácido nucleico polimérico con tres tipos de
unidades: un azúcar con cinco carbonos, la desoxirribosa; una
base que contiene nitrógeno, y un grupo fosfato. Las bases son
de dos tipos, purinas y pirimidinas. En el ADN hay dos bases
de purina, a saber, adenina (A) y guanina (G), y dos bases de
pirimidina, a saber, timina (T) y citosina (C). Cada una de las
cuatro bases establece enlaces con la desoxirribosa, a través del
nitrógeno y con un grupo fosfato, formando los nucleótidos
correspondientes (fig. 8-1).
El ADN tiene una estructura de doble hélice, descrita por
Watson y Crick.3 Las dos cadenas de polinucleótidos siguen
direcciones opuestas y se mantienen unidas entre sí por enlaces
de hidrógeno entre los pares de bases: la T de una de las cadenas se une a la A de la otra, y la G se une a la C (fig. 8-2). Los
genes están codificados en el ADN, que se estructura en cromosomas localizados en el núcleo de cada célula. Los genes se
alinean a lo largo de los cromosomas y cada uno ocupa un lugar
preciso, denominado locus. El mapa de la localización genómica de los genes es el mapa génico, característico de cada
especie y de los individuos dentro de una especie. El genoma
contenido en el núcleo de las células somáticas humanas está
constituido por 46 cromosomas, organizados en 23 pares. De
estos 23 pares, 22 son iguales en los hombres y las mujeres. El
par restante lo constituyen los cromosomas sexuales: un cromosoma X y un cromosoma Y en los hombres, y dos cromosomas X en las mujeres. Cada cromosoma contiene un conjunto
diferente de genes dispuestos linealmente a lo largo de su ADN
(fig. 8-3).
Una vez conocida la estructura del ADN, se nos plantean
dos cuestiones de enorme relevancia: ¿cómo se transmite la
información de una generación celular a la siguiente?, y ¿cómo
el ADN puede dirigir el funcionamiento de un ser humano?
Además, los cromosomas se encuentran en el núcleo celular;
sin embargo, la síntesis de proteínas que especificarán las funciones celulares tiene lugar en el citoplasma de las células. La
86
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
87
apítulo 8 Bases de genética en cirugía ortopédica y traumatología
Pirimidinas
Purinas
Adenina (A)
Citosina (C)
Guanina (G)
Timina (T)
Nucleótido
Fosfato
Fi
gu a 8-1
r
Desoxirribosa
Base nitrogenada
Cuatro bases del ADN y estructura general de un nucleótido en el ADN.
respuesta constituye lo que ha venido denominándose como el
dogma central de la biología molecular. El ADN es capaz de
autoduplicarse antes de una división celular. El mediador químico para lograr este proceso es el ácido ribonucleico (ARN).
Su estructura es muy similar a la del ADN, salvo que cada
nucleótido del ARN tiene un azúcar de ribosa en lugar de
G
C
A T
A
G
A
desoxirribosa y el uracilo (U) reemplaza a la timina (T), como
base pirimidínica. Además, el ARN es una molécula de una
sola cadena, al contrario que el ADN, que es una doble hélice
(fig. 8-4). La duplicación del ADN se realiza a través del proceso de replicación; transmite su información a una molécula
de ARN mensajero (ARNm) por el proceso de transcripción y
T
C
T
Cromosoma
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
G
C
A
T
G
Segmento de ADN/gen
C
A
A
G
T
T
Núcleo
C
A T
gu a 8-2
AT y GC.
Fi
r
Célula
Estructura en doble hélice de ADN con los pares de bases
gu a 8-3
Fi
r
ERRNVPHGLFRVRUJ
Estructura de los cromosomas nucleares.
88
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
ARN
ADN
Adenina
Citosina
Guanina
0
Uracilo
HN
O
Timina
C
0
Base
-0 P O CH
2
O
O
C H HC
H3 C C H
CH CH
CH
C N CH
H
Uracilo (U)
Fosfato
Ribosa
r
Fi
gu a 8-4 Doble hélice de ADN. Hélice de
ARN y estructura de un nucleótido ARN.
2. Mutaciones regionales o subcromosómicas: se modifica
solo una parte de un cromosoma. Pueden implicar un cambio en el número de copias de un segmento o una alteración
estructural en partes de uno o más cromosomas.
3. Mutaciones de genes o del ADN: aparecen sustituciones, deleciones o inserciones de ADN que oscilan desde un solo nucleótido hasta un límite de aproximadamente 100 kb (fig. 8-7).
Va ab l dad g nét ca: mutac on s
y pol mo f smos
Las mutaciones pueden ser inocuas o silentes, o ser causa de
una enfermedad, dependiendo de la ubicación precisa y dimensiones de la mutación.
e
i
i
e
i
i
r
i
i
ri
­
el ARNm la transmite a una secuencia de aminoácidos de una
proteína mediante el proceso denominado traducción (fig. 8-5).
Además, las proteínas controlan el proceso de replicación del
ADN uniéndose a una secuencia específica y, de esta manera,
pueden activar o inhibir la transcripción de un gen determi
nado.
M
El ADN asegura la constancia de los caracteres fundamentales
de un ser humano. Heredamos de nuestros progenitores dos
juegos de cromosomas, uno procedente de la madre y otro del
padre (fig. 8-6). Dentro de una misma especie, un cromosoma
en concreto es similar, aunque presenta pequeñas variaciones.
Polimorfismos genéticos
En todas las poblaciones humanas, se han identificado decenas
de millones de diferencias en un único nucleótido y más de un
millón de variantes más complejas. Estas alteraciones se con-
utaciones genéticas
Una mutación supone un cambio en la información contenida
en el ADN. Puede ser el cambio de un solo nucleótido o alteraciones de un cromosoma entero. Se pueden clasificar en función del tipo de células afectadas:
•
•
ADN
Transcripción
Germinales: afectan a los gametos (células reproductoras)
y células pluripotenciales (células madre), y, por ende, se
transmiten a la descendencia.
Somáticas: afectan a las células somáticas y no son heredables.
ARN
Traducción
También se pueden clasificar sobre la base de la extensión del
material genético afectado, donde se distinguen tres niveles
diferentes:
Proteína
gu a 8-5
r
Fi
1. Mutaciones cromosómicas: los cromosomas se encuentran
intactos, pero varía su número en el interior de una célula.
Núcleo
celular
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Dogma central de la biología molecular.
Citoplasma
C
89
apítulo 8 Bases de genética en cirugía ortopédica y traumatología
Cromosoma
procedente
de padre
Cromosoma
procedente
de madre
Un par
de cromosomas
homólogos
A
A
A
a
El locus de un gen
Posición del gen
en el cromosoma
Un par de alelos
Diferentes formas
de un gen
Homocigoto
Dos copias iguales AA
Heterocigoto
Dos copias diferentes Aa
Tres pares
de genes
gu a 8-6 Conceptos genéticos más importantes: cromosomas homólogos (dos copias, una procedente de cada progenitor); locus (posición de un
gen dentro de un cromosoma), y alelos (dos formas diferentes de un gen: un individuo es homocigoto cuando las dos copias alélicas son iguales y se
considera heterocigoto cuando las copias son diferentes).
Fi
r
sideran polimorfismos genéticos si su frecuencia supera el 1%
de los alelos en una población. El polimorfismo genético promueve la diversidad dentro de una población. Se desconoce el
significado para la salud de una gran cantidad de polimorfismos,
pero son diana actual de numerosas investigaciones. Existen
diferentes clases de polimorfismos. Los más frecuentes son los
polimorfismos de un único nucleótido (SNP, single nucleotide
polymorphisms). El efecto de cada uno de ellos aislado o en
conjunto es poco conocido como causa directa de una enfermedad, pero se relaciona mucho más con la susceptibilidad o riesgo de padecer una patología concreta.
La localización cromosómica de un SNP suele tener solo
dos alelos que corresponden a las dos bases distintas. La distribución es muy heterogénea en el genoma. Se han descrito más
SNP en partes no codificantes del genoma.
Así, de manera general, las mutaciones se consideran patológicas o anormales, mientras que los polimorfismos son variaciones normales en la secuencia de ADN entre unos individuos
y otros, superan el 1% en la población y, por tanto, no se consideran patológicos. La mayoría de los polimorfismos, como
hemos visto, proceden de mutaciones silentes y de recombinaciones genéticas (fig. 8-8).
1. Gen de referencia/normal/cadenas de ADN complementarias
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
2. Gen con mutación por sustitución
3. Gen con mutación por deleción
4. Gen con mutación por inserción
gu a 8-7 Tipos de mutaciones en un gen de referencia (1) con sus dos cadenas de ADN complementarias. En (2) el par de bases TA ha sido sustituido por GC, en (3) el par de bases TA ha sido suprimido y en (4) el par de bases TA se conserva, pero se ha insertado un par de bases adicional GC.
Fi
r
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90
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
Alelo A
Alelo a
Secuencia de referencia: solo se muestra una cadena de ADN, porque la
secuencia complementaria puede deducirse por la naturaleza bicatenaria del ADN
A
A
A
a
A:
gu a 8-8
i
i
ere
e
e
nc a g nét ca
e
r
Polimorfismo de un único nucleótido (SNP) en el ADN genómico del genoma humano de referencia mostrado en la parte superior.
at on s d h
r
P
Fi
a:
El patrón de herencia autosómica dominante (AD) se da cuando el alelo alterado es dominante sobre el normal y basta una
sola copia para que se exprese la enfermedad. Se denomina
autosómica porque el gen se encuentra en uno de los 22 pares
de cromosomas no sexuales, o autosomas, pudiendo afectar así
con igual probabilidad a hijos e hijas. El alelo alterado puede
ser heredado tanto del padre como de la madre. Cada persona
afectada tiene normalmente un progenitor afectado y un 50%
de probabilidad de que cada hijo herede el alelo mutado y desarrolle la enfermedad (fig. 8-9).
La herencia genética autosómica recesiva (AR) se produce
cuando el alelo alterado es recesivo sobre el normal, por lo que
con una única copia de este alelo no se expresa la enfermedad.
El alelo alterado tiene que heredarse tanto del padre como de
la madre para que aparezca la enfermedad. Cada persona afec-
Herencia autosómica dominante
tada tiene normalmente ambos progenitores sanos, pero portadores del alelo mutado. Los hijos de una pareja en la que ambos
son portadores tienen una probabilidad del 50% de ser portadores de una copia del alelo alterado (no expresarán la enfermedad, pero podrían transmitirla a sus descendientes), el 25%
de probabilidad de tener dos copias del alelo alterado y desarrollar la enfermedad AR, y el 25% de probabilidad de heredar
dos copias del alelo normal y no desarrollar la enfermedad ni
ser portadores. La herencia ligada al sexo se relaciona con la
presencia del alelo alterado en el cromosoma X y/o en el cromosoma Y. A su vez, puede ser de carácter dominante o recesivo.
Por otra parte, en el interior de las células existen unos orgánulos denominados mitocondrias, responsables del metabolismo energético celular. Las mitocondrias contienen una cantidad pequeña de material genético que se denomina ADN
mitocondrial. Las alteraciones en este material genético son
Herencia autosómica recesiva
Madre afectada
Dominante
Recesivo
Hh
hh
Padre sano
Cc
Madre portadora
Hh
Hh
hh
r
Fi
Cc
Cc
cc
Hijo afectado
Hijos sanos
Hijo sano
gu a 8-9
Padre portador
hh
CC
Hijos afectados
Cc
Tipos de herencia.
ERRNVPHGLFRVRUJ
Portadores sanos
91
capítulo 8 Bases de genética en cirugía ortopédica y traumatología
responsables de algunas enfermedades, a las que se cataloga
como enfermedades de herencia mitocondrial. El patrón de
transmisión de estas alteraciones genéticas es muy característico, ya que las mitocondrias solo se heredan de la madre. Todos los hijos e hijas de una mujer afectada heredarán las mitocondrias con la mutación y serán afectados por la enfermedad,
mientras que ninguno de los hijos e hijas de un hombre afectado heredará la alteración ni desarrollará la enfermedad.
Son muchas las enfermedades genéticas con manifestaciones osteoarticulares. En la tabla 8-1 se resumen las más importantes entre las enfermedades de herencia AD.
En el síndrome de Charcot-Marie-Tooth (CMT) se pueden
distinguir varios tipos en función de la alteración genética implicada. En CMT1, subtipo A (CMT1A), la alteración se encuentra en el gen PMP22, que codifica la proteína del mismo
nombre y que forma parte de la mielina. La alteración consiste
en un exceso de copias en dicho gen y, así, la función nerviosa
se ve alterada. En CMT1, subtipo B (CMT1B), las mutaciones
afectan al gen MPZ, que también codifica una proteína de la
mielina. Así, estas alteraciones producen lesiones desmielinizantes. En el tipo 2, CMT2, las lesiones más frecuentes son de
carácter axonal, por alteraciones en el gen de la mitofusina 2
(MFN2), que es una proteína fundamental para el buen funcionamiento mitocondrial.4
En el síndrome de Apert, caracterizado por la craneosinostosis, la alteración genética se encuentra en el gen FGFR2 (gen
receptor 2 del factor de crecimiento de fibroblastos), que resulta fundamental para una correcta fusión ósea en el desarrollo.
La acondroplasia se debe a una alteración en el gen FGFR3 que
implica una alteración en el desarrollo del cartílago.
El término osteopetrosis se refiere a un grupo de enfermedades genéticas caracterizadas por un incremento de la densidad ósea por fallo en el desarrollo y función de los osteoclastos.
Existen múltiples tipos en función de la alteración genética
implicada y el tipo de herencia. Las de tipo autosómico recesivo son las que revisten mayor gravedad y en las que la remodelación ósea se ve ampliamente comprometida.5
gEnétIca dEl tEjIdo ósEo
El tejido óseo es un tejido en continuo remodelado y renovación
fisiológica, imprescindible para lograr mantener las funciones
normales del aparato locomotor humano. El proceso de remodelación ósea permite la renovación de un 5% del hueso cortical y un 20% del hueso trabecular al año.6 La tasa de renovación
total alcanza el 10% del hueso total al año. El proceso se mantiene a lo largo de toda la vida. Sin embargo, el balance es
positivo solo hasta la tercera década de la vida. La remodelación
ósea corre a cargo de células muy especializadas. Los osteoblastos son células de origen mesenquimal, mientras que los
osteoclastos son de estirpe hematopoyética. Se pueden distinguir
tres fases. La primera es una fase de activación. El ciclo de
remodelado es activado por células de estirpe osteoblástica que
favorecen la expresión de los denominados factores de diferenciación osteoclástica. Los osteoblastos se diferencian a partir
de células osteoprogenitoras bajo el estímulo de las denominadas proteínas morfogenéticas del hueso (BMP, bone morphogenetic protein), implicadas también en el desarrollo de cartílago y otros tipos de tejidos conjuntivos. Las BMP son factores
de crecimiento que pertenecen a la familia de los factores de
tabla 8-1 Enfermedades con herencia autosómica dominante y síntomas osteoarticulares
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Enfermedad
Alteración genética/
de proteínas/de función
Fenotipo osteoarticular
Síndrome
de Charcot-Marie-Tooth
Neuropatía hereditaria
periférica
CMT1A: PMP22
CMT1B: MPZ
Proteínas de mielina
CMT2A: mitofusina 2 (MFN2:
actividad mitocondrial)
CMT-X: ligada a cromosoma X: GJB1
Debilidad en pies
Dedos en martillo
Pérdida de masa muscular
en piernas
Síndrome de Apert
Acrocefalosindactilia 1
Alteraciones en la fusión ósea
FGFR2: receptor 2 del factor
de crecimiento de fibroblastos
Alteraciones
craneofaciales
Sindactilias
Acondroplasia
FGFR3: receptor 3 del factor
de crecimiento de fibroblastos.
Alteración en el desarrollo
y división celular
Diversas mutaciones/isoformas
Talla baja, hiperlordosis
Manos en tridente
Acortamiento rizomélico
de miembros
ERRNVPHGLFRVRUJ
92
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
crecimiento transformantes TGF-b. Las BMP son las proteínas
más potentes inductoras de regeneración ósea. Se ha comprobado que las BMP-2 y BMP-7 son factores de crecimiento que
inducen la diferenciación de células progenitoras a osteoblastos.
La BMP-4 tiene una acción osteoinductiva importante y participa activamente en el metabolismo del cartílago. La BMP-3 y
la BMP-5 presentan una acción significativamente retardada.
Las mutaciones en las BMP y sus inhibidores están asociadas
con numerosos trastornos que afectan al esqueleto humano.
Clínicamente, un aumento en la expresión de BMP-4 está asociado a la fibrodisplasia osificante progresiva7 y otras mutaciones en esta proteína producen anomalías cerebrales y malformaciones óseas en las extremidades, por su función en el
desarrollo embrionario. Otros muchos factores inducen la diferenciación de células mesenquimales en células osteoblásticas
como la parathormona (PTH), la vitamina D, la osteocalcina,
las interleucinas —en especial la IL-1—, el factor de crecimiento fibroblástico (FGF) y el factor de crecimiento vascular endotelial (VEGF). La interconexión entre osteoblastos y osteoclastos es un proceso complejo, en el que es importante
conocer dos sistemas/vías, cuyas alteraciones genéticas inducen
la aparición de procesos patológicos en el aparato locomotor.
con otras proteínas conocidas como TRAF, también de la familia de TNF. Se han descrito alteraciones en el gen TRAF6 relacionadas con el desarrollo de osteopetrosis8 por el déficit de
osteoclastos. Se conocen tres formas de RANKL, codificadas
por un solo gen. La isoforma 1 codifica la secuencia que permite su anclaje a la membrana celular. La PTH y algunas interleucinas como IL-6 incrementan la expresión de RANKL. La
osteoprotegerina (OPG) es una glucoproteína producida también
por las células osteoblásticas, que estimula la apoptosis de los
osteoclastos y bloquea su formación y activación. La OPG es
capaz de unirse a RANKL, neutralizando sus efectos e inhibiendo, así, la resorción ósea. Se han descrito mutaciones en
OPG, asociadas a la enfermedad de Paget juvenil,9 osteolisis
familiar expansiva10 y osteosarcoma.11 El bloqueo en la expresión de OPG se relaciona con la aparición de osteoporosis.12 En
los últimos años, se ha diseñado un anticuerpo que inhibe
RANKL, denosumab, que se ha introducido como tratamiento
para la osteoporosis. Se administra cada 6 meses y ha demostrado un incremento en la densidad mineral ósea y reducción
en el riesgo de fracturas13 (fig. 8-10).
istema/vía R
El proceso de activación osteoblástica a partir de células mesenquimales requiere del correcto funcionamiento de dos vías
de señalización molecular, íntimamente ligadas entre sí: la vía
Wnt (wingless) y la vía de las BMP (fig. 8-11).
Las proteínas Wnt está implicadas en el desarrollo embrionario y en muchos procesos tumorales. En Wnt se requiere la
interacción entre la proteína relacionada con el receptor de
lipoproteínas de baja densidad 5 (LRP5) y los receptores
frizzled. La b-catenina, mediadora en Wnt, puede ser estimulada por BMP2 para la diferenciación osteoblástica y la formación ósea encondral. Mutaciones en LRP5 producen un tipo
­
­
El ligando del receptor activador de NF-kB (RANKL) es una
proteína transmembrana que pertenece a la familia de TNF. Es
producida por osteoblastos, pero también por células del sistema inmunitario y células de estirpe endotelial. Su receptor se
denomina RANK, que se encuentra en la superficie de las células precursoras de osteoclastos. Cuando el RANKL, producido por los osteoblastos, se une a su receptor RANK, se induce
la expresión de genes que promueven la diferenciación y activación de osteoclastos. Tras el contacto, RANK interacciona
­
K-
OPG
AN
K -R
L
AN
S
BMP
Vía Wnt/
Precursor osteoclasto – Estirpe hematopoyética
Osteoclasto maduro
Diferenciación
RANK
M-CSF
OPG
Glucocorticoides
Vitamina D
RANKL
RANKL
PGE2
IL-11
IL-6
IL-1
PTH
TNF-α
gu a 8-10
r
Fi
Osteoblasto – Estirpe mesenquimal/estroma
Vía RANKL/RANK/OPG en la diferenciación de osteoclastos.
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
93
apítulo 8 Bases de genética en cirugía ortopédica y traumatología
Precursor de
osteoclastos
Célula precursora
hematopoyética
Osteoclasto
maduro
Dkk-1:
Actividad osteolítica
Wnt
Esclerostina
(gen SOST)
DKK-1
MSC
Fz
LRP5
Célula mesenquimal
Osteoblasto
maduro
Precursor de osteoblastos
TNF-α
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Fi
gu a 8-11
r
Vía y regulación de sistema Wnt en el remodelado óseo.
muy infrecuente de osteoporosis, conocido como síndrome de
pseudoglioma-osteoporosis. Se trata de una enfermedad AR
que cursa con ceguera, fracturas y deformidades de las extremidades.14 Otra mutación en el gen LRP5 es responsable del
síndrome de alta densidad ósea, con herencia AD.15
La esclerostina es una proteína codificada por el gen SOST
que interfiere en la señalización BMP y Wnt. Las mutaciones
en el gen que la codifica producen la enfermedad de Van Buchem16 y la esclerostosis, por aumento de la masa ósea.17 Se han
publicado estudios en los que diversos polimorfismos en los
genes Wnt10b, LRP5, LRP6 y SOST pueden influir en la masa
ósea y predisponer al desarrollo de osteoporosis.18
Las alteraciones genéticas en Wnt que producen inhibición de
la actividad osteoblástica se han relacionado con las lesiones óseas
del mieloma múltiples.19 Las alteraciones que conducen a un aumento en la expresión de Dkk-1 que bloquea los ligandos de Wnt
inhiben la actividad osteoblástica, favoreciendo la aparición de
lesiones osteolíticas por aumento de la actividad osteoclástica.
A la fase de activación le sigue una etapa o fase de resorción iniciada por los osteoclastos ya diferenciados. Los osteoclastos producen diversas enzimas proteolíticas que van
excavando lagunas en el hueso trabecular y conos resortivos en
el hueso compacto. La resorción ósea libera factores de crecimiento (TGF-b, BMP, factor de crecimiento [GF]) que actúan
como estímulo para que posteriormente los osteoblastos sinteticen y depositen matriz ósea. La producción de OPG por parte de los osteoblastos, como vimos anteriormente, limita la
actividad resortiva del osteoclasto y, una vez cumplida su función, el osteoclasto entra en apoptosis. Sobre la superficie resorbida se deposita una placa de glicoproteínas que se denomina línea de cementación y que servirá de soporte para el
asiento de los osteoblastos. Es un período de aparente inactividad celular que suele durar entre 1 y 2 semanas.
En la fase de formación los osteoblastos van ocupando las
zonas excavadas por los osteoclastos y sintetizan colágeno de
tipo I y proteínas que conforman el osteoide que después adquiere estado de mineralización. El proceso suele durar de 1 a
3 meses. Los principales factores estimulantes en la formación
de hueso se muestran en la figura 8-12 y cualquier alteración en
los genes que los codifican puede producir defectos óseos importantes.
rtrosis y mecanismos genéticos
A
Hoy en día, se sabe que la artrosis tiene un componente hereditario importante. Se ha comprobado que las personas con
artrosis severa de rodilla en familiares directos que portan una
prótesis precisarán una prótesis en dicha articulación de dos a
cinco veces más frecuentemente que la población general.20,21
El conocimiento de los factores genéticos que puedan estar
implicados en la aparición y desarrollo de la artrosis permitiría
identificar a aquellos individuos de mayor riesgo en fases iniciales e iniciar el estudio de nuevas terapias que permitan disminuir el ritmo de degeneración articular. Desde hace tiempo,
se sabe que están implicados genes de la vía Wnt.22 La evidencia científica pone de manifiesto que, tras estudios en gemelos,
el carácter hereditario se encuentra en el 75% de los casos de
espondiloartrosis, el 60% de coxartrosis, el 40% de gonartrosis
y el 65% de rizartrosis.23
Desde hace ya una década, se vienen realizando estudios de
asociación de genoma completo (GWAS, genome-wide association study) para asociar variaciones genéticas específicas con el
desarrollo de la artrosis. El mayor problema en todos ellos es la
variabilidad en la clasificación de la artrosis primaria y la heterogeneidad en relación con edad, sexo y raza. Muchas alteraciones genéticas se han descrito, por ejemplo, en poblaciones asiáticas y no han podido reproducirse en otras poblaciones.24
GDF5 fue el primer gen asociado al desarrollo de artrosis. En una población asiática, se descubrió la asociación de un
polimorfismo de un único nucleótido (rs143383, C/T) con la
ERRNVPHGLFRVRUJ
94
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
Célula de estirpe hematopoyética
Célula mononuclear
Progenitor de
osteoblastos
Célula mesenquimal
Preosteoclasto Preosteoblastos
Línea
de cementación
Osteoclasto
Osteoblastos
Matriz osteoide
Hueso nuevo
Hueso viejo
Osteocitos
Principales factores estimulantes
en la formación de hueso
gu a 8-12 Principales factores estimulantes en la formación de hueso.
r
Fi
BMP-2 (proteína morfogenética ósea 2)
BMP-4 (proteína morfogenética ósea 4)
BMP-6 (proteína morfogenética ósea 6)
BMP-7 (proteína morfogenética ósea 7)
IGF-I (factor análogo a la insulina I)
IGF-II (factor análogo a la insulina II)
TGF-β (factor transformante del crecimiento β)
FGF (factor de crecimiento fibrioblástico)
PDGF (factor de crecimiento derivado de las plaquetas)
VEGF (factor de crecimiento vascular endotelial)
T
artrosis de cadera y rodilla. Estudios posteriores lo han confirmado en algunas poblaciones europeas.25 La proteína GDF5 es
un miembro de la familia de las BMP y participa en la condrogénesis y en los procesos de reparación del hueso y del cartílago.
En la tabla 8-2, se muestran los genes más estudiados en su relación con la artrosis, el defecto genético y la función fisiológica. La
producción científica es amplia y rápida, y día a día se van sumando variantes genéticas relacionadas con la degeneración articular.
abla 8-2 Principales genes estudiados en la artrosis
Gen(es)
SNP/mutación
Función/proteína
Enfermedad
Col2A1, Col11A1,
Col11A2
Mutación. Posición 519,
cadena a1 (11); codón cisteína
Síntesis de colágeno
Osteoartrosis familiar
Condrodisplasia
DIO2
SNP (rs225014 y rs12885300)
Regulador hormonal
Tiroidea. Yodotironina desyodinasa
Artrosis de grandes
articulaciones
FRZB
Frizzle
SNP (rs288326 y rs7775)
Antagonista Wnt
Coxartrosis
ADAM 12
SNP (rs3740199, rs1278279,
rs1044122, rs1871054)
Enzima de degradación de cartílago.
Metalopeptidasa
Artrosis
ANP32A
SNP (rs7164503)
Apoptosis/señal Wnt
Artrosis
VDR1
SNP (alelo aa)
Receptor de vitamina D
Rizartrosis
COMP
Mutación c.2152 C>T mutación
en exón 18
Matriz extracelular
Trombospondina 5
Artrosis juvenil familiar
ALDH1A2
SNP
(rs3204689)
Retinaldehído deshidrogenasa 2.
Desarrollo de cartílago/hueso
Rizartrosis
ITPR2
SNP (rs10842750)
Degradación de matriz cartilaginosa
Enfermedad de Kashin-Beck
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
95
apítulo 8 Bases de genética en cirugía ortopédica y traumatología
nét ca d l t j do con ct o
Haplotipo
Ge
Haplotipos
Padre
Fi
gu a 8-13
r
Madre
Hijo o hija
Esquema de haplotipo.
También se ha estudiado el posible papel del ADN mitocondrial en la artrosis, especialmente en haplogrupos.26 Un
haplotipo es un tipo de secuencia que comprende todas las secuencias idénticas. Estas secuencias están compuestas por
combinaciones alélicas. Es decir, un conjunto de alelos, genes
o polimorfismos que se heredan en bloque. Un haplogrupo es
un grupo de haplotipos que comparten un ancestro común. Es
decir, estos haplotipos forman un conjunto que se repite en una
población y que define el haplogrupo. El estudio de estas variantes en el ADN mitocondrial permite el estudio de las relaciones filogenéticas en la evolución de la humanidad (fig. 8-13).
Estos haplotipos se remontan hasta los orígenes de la especie
humana en África, en su línea matrilineal, dado que el ADN
mitocondrial se hereda solo de la madre. Desde allí, se inicia la
dispersión por toda la superficie del planeta. Con letras de la A
a la Z se denominan los diversos linajes, según el orden de su
descubrimiento.
Los haplogrupos J (m.4216T>C, m.10398A>G) y JT (m.
4216T>C) se han asociado a un menor riesgo de artrosis de
rodilla, y los haplogrupos relacionados J y J1c (m.14798T>C),
con menor riesgo de artrosis de cadera en población española.27
La mayor parte de los estudios de investigación demuestran
que el grado de expresión de diferentes genes entre un paciente con artrosis y una persona sana es completamente diferente.
Aún faltan por conocer los mecanismos intrínsecos de estas
diferencias, pero su estudio permitirá consideraciones futuras
de diagnóstico y tratamiento. La susceptibilidad genética se
podrá considerar como un factor de riesgo más para el desarrollo de la degeneración ósea y articular.
i
e
e
i
e
iv
El tejido conectivo constituye la estructura fisiológica que aporta resistencia a los tejidos y está compuesto por diversas proteínas que incluyen colágenos, proteoglicanos y glicoproteínas.
Se trata de un tejido de características dinámicas y metabólicas
que representa una reserva nutritiva importante debido a su
contenido en mucopolisacáridos. Además, casi un tercio de las
proteínas totales del organismo se encuentran en los espacios
intercelulares del tejido conectivo. Así, su regulación genética
requiere de enorme precisión.
El colágeno es una proteína insoluble y fibrosa compuesta
por tres cadenas polipeptídicas que forman una triple hélice. Es
el paradigma de las proteínas estructurales y es un componente fundamental de la matriz extracelular. El tipo de colágeno
presente en una matriz extracelular condiciona sus propiedades
físicas y biomecánicas. En la tabla 8-3 se muestran los distintos
tipos de colágenos y distribución tisular.
Los análisis genéticos han demostrado que los genes que
codifican las cadenas de colágeno se encuentran dispersos en
el genoma y la expresión de un determinado tipo de colágeno
se encuentra sometida a un riguroso control.28 Su síntesis anormal, las alteraciones en su estructura y en la interacción con
otros componentes de la matriz extracelular producen numerosas disfunciones orgánicas.
La matriz extracelular tiene tres componentes fundamentales, donde pueden aparecer lesiones determinadas genéticamente: fibras estructurales, matriz hidratada y proteínas adhesivas.
ibras estructurales
F
Entre ellas están los colágenos y la elastina. A la síntesis de cada
colágeno, contribuyen diversos genes. En la tabla 8-4, se muestran
aquellas alteraciones en el colágeno con repercusión en el sistema osteoarticular. La osteogénesis imperfecta engloba un grupo
heterogéneo de desórdenes caracterizados por fragilidad ósea que
provoca fracturas ante mínimos traumatismos o ausentes.29 Existen muchos tipos en función del tipo de alteración genética y el
tipo de herencia. La alteración afecta a los genes COL1A1 y
COL1A2, que codifican para las cadenas pro-a1 y pro-a2 del
procolágeno de tipo 1. La osteogénesis imperfecta fue una de las
abla 8-3 Tipos de colágenos y distribución tisular
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
T
Colágenos
Tipo(s)
Distribución tisular
Fibrilares
I
Piel, hueso, tendón, cápsulas de órganos, arterias
II
Cartílago, humor vítreo
III
Piel, vasos, útero
V
Piel, vasos, placenta
XI
Cartílago
Asociados a fibras
IX, XII, XIV, XVI, XIX, XX
Cartílago, discos intervertebrales, tendones y ligamentos
Redes y estructuras microfibrilares
IV, VI, VII, VIII, X
Cartílago, estroma, fibrillas de anclaje, cartílago en la placa
de crecimiento
ERRNVPHGLFRVRUJ
96
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
RANKL
abla 8-4 Enfermedades genéticas
del colágeno
T
Gen(es)
afectado(s)
I
COL1A1,
COL1A2
RANK
Osteoclasto
Enfermedad
Osteogénesis imperfecta,
síndrome
de Ehlers-Danlos,
enfermedad de Caffey,
hiperostosis cortical
infantil
COL2A1
Acondrogénesis
III
COL3A1
Síndrome
de Ehlers-Danlos
IV
COL4A1,
COL4A2,
COL4A3,
COL4A4,
COL4A5,
COL4A6
Síndrome de Alport,
síndrome de
Goodpasture
V
COL5A1,
COL5A2,
COL5A3
Síndrome
de Ehlers-Danlos
(clásico)
VI
COL6A1,
COL6A2,
COL6A3
Miopatía de Ulrich,
miopatía de Bethlem
IX
COL9A1,
COL9A2,
COL9A3
EDM2 y EDM3
X
COL10A1
Displasia metafisaria
de Schmid
XI
COL11A1,
COL11A2
Fibrocondrogénesis
GEN COL1A1 G-T
TG
TT
GG
Resorción ósea
Recambio óseo
Fi
II
Hueso
gu a 8-14
r
Tipo de
colágeno
Denosumab
Osteoblasto
Mecanismo de acción del denosumab.
primeras patologías genéticas del aparato locomotor en cuyo
tratamiento comenzaron a utilizarse los anticuerpos monoclonales; en concreto, un anticuerpo monoclonal que se une a RANKL,
impidiendo la activación de su receptor RANK, presente en la
superficie de los osteoclastos. Como antes hemos comentado,
esta unión inhibe la formación, función y supervivencia del osteoclasto, lo que lleva a una disminución de la resorción ósea en
el hueso cortical y trabecular (fig. 8-14).
Las alteraciones en los genes que codifican los colágenos
se han estudiado ampliamente en relación con la predisposición
a lesiones en tendones y ligamentos.
Los estudios se centran, sobre todo, en el análisis de polimorfismos en distintas poblaciones. Los genes más estudiados
son Col1A1, Col5A1 y GDF5, relacionados con lesiones en el
tendón de Aquiles, en el ligamento cruzado anterior (LCA) de
la rodilla y en tendones del manguito rotador del hombro durante la práctica deportiva. En la figura 8-15, se muestran estas
alteraciones. En Col1A1, el polimorfismo consiste en el cambio
de una guanina por una timina.30 Las mujeres y hombres homocigotos para el alelo T (TT) tienen un 85% menos de probabilidad de sufrir lesiones en el LCA de la rodilla y el tendón de
CC
GEN GDF5 C-T
TC
TT
GEN COL5A1 C-T
TC
TT
CC
LCA
Mujeres
85% <
60% < > 2
Hombres
85% <
60% <
Mujeres
85% <
>2
Hombres
85% <
>2
60% <
60% <
gu a 8-15 Alteraciones genéticas más frecuentes en lesiones tendinosas y ligamentosas. LCA, ligamento cruzado anterior.
r
Fi
Tendón de Aquiles
ERRNVPHGLFRVRUJ
>2
C
97
apítulo 8 Bases de genética en cirugía ortopédica y traumatología
Aquiles, en comparación con el resto de genotipos para el mismo gen. En GDF5, el cambio es de una citosina por una timina.31 Las mujeres y hombres homocigotos, TT, tienen dos veces
más posibilidades de lesión en el tendón de Aquiles. En el gen
Col5A1, el cambio es de una citosina por una timina.32 En este
gen, se ha demostrado que los homocigotos para el alelo C
(CC) tienen un 65% menos de probabilidad de, durante la práctica deportiva, sufrir lesiones en LCA y en tendón de Aquiles.
Por otra parte, las mujeres TC y TT tienen el doble de probabilidad de lesiones en LCA de la rodilla. En el caso de lesiones
en el manguito de los tendones rotadores del hombro, se ha
demostrado que el alelo T en GDF5 es un factor de riesgo para
la lesión. El síndrome de Ehlers-Danlos clásico se produce
por una mutación identificable de herencia AD en Col5A1 o
Col5A2, que codifican el colágeno de tipo V.33 Se caracteriza
por hiperextensibilidad de la piel, propensa a hematomas y heridas con lenta cicatrización. Existe una hiperlaxitud articular
extrema que favorece la aparición de esguinces, luxaciones que
se acompañan de fatiga muscular y dolor.
atriz hidratada
M
Destacan fluidos extracelulares y proteoglicanos. Existen diferentes tipos de proteoglicanos. El ácido hialurónico predomina
en los líquidos articulares, los condroitín sulfatos en cartílago,
tendones y hueso, donde coexisten con queratán sulfatos. Sus
alteraciones genéticas son responsables de enfermedades sistémicas graves, donde la alteración en el crecimiento óseo y las
deformidades suelen ser un elemento común. Podemos citar el
síndrome de Hunter, el de Morquio o el de Sanfilippo.34 En los
últimos años, se han descrito polimorfismos en genes implicados en la función de proteínas sulfatadas y su relación con lesiones discales de columna, sobre todo con hernias discales. Es
el caso del gen CHST3.35
roteínas adhesivas
P
por un solo gen (ELN), alteraciones en este gen se asocian a
lesiones como la estenosis supravalvular aórtica por afectación
de las paredes vasculares o el síndrome de Williams, una enfermedad rara en la que se produce un defecto en el desarrollo,
alteraciones en la columna vertebral y bajo tono muscular. 36
A las microfibrillas se asocian otras proteínas como factores de
crecimiento (TGF-b, MAGP y fibulinas).
Las fibrilinas forman parte de las fibrillas más grandes en
todos los tejidos. La familia de las fibrilinas está compuesta por
dos tipos:
1. La fibrilina 1 es codificada por el gen FNB-1. Las mutaciones (existen casi 600 mutaciones) en este gen son causa
directa del síndrome de Marfan.37 Se trata de una enfermedad con herencia AD, aunque existen tipos con herencia
ligada al cromosoma X. Los principales síntomas en el
aparato locomotor incluyen malformaciones en el pecho
(pectus carinatum/excavatum), estatura alta, escoliosis y
movilidad aumentada de las articulaciones. En la figura 8-17 se muestra el mecanismo genético y celular de estas
alteraciones, y sirve de ejemplo de las alteraciones genéticas relacionadas con la producción de proteínas de adhesión de la matriz extracelular.
2. La fibrilina 2 forma parte también de las fibras elásticas.
Los defectos genéticos se asocian a patologías como la
aracnodactilia congénita.38
nét ca d l t j do muscula
squ lét co
Ge
i
e
e
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
e
i
r
El músculo esquelético es una estructura tisular altamente especializada. La estructura general del músculo esquelético queda reflejada en la figura 8-18.
Las proteínas primarias de las fibrillas del músculo esquelético son la miosina y la actina, así como la tropomiosina y la
troponina asociadas a la actina. Otras proteínas musculares
Las principales proteínas adhesivas de la matriz extracelular
son las fibronectinas, lamininas y elastina. Durante el desarrollo, se produce la síntesis de las fibras elásticas y la expresión
de elastina va disminuyendo rápidamente con la edad, salvo en
patologías vinculadas a su sobreexpresión. La fibra elástica
está formada por un núcleo central de elastina insoluble y amorfa, rodeado de una red de microfibrillas, ricas en fibrilina
(fig. 8-16). A diferencia del colágeno, la elastina es sintetizada
Núcleo
de elastina
Contracción
e
i
Célula normal
en el gen FBN1
Célula con mutación
en el gen FBN1
Fibrilina 1 normal
Fibrilina 1 defectuosa
Microfibrillas
+
Fibras elásticas normales
Microfibrillas
+
Fibras elásticas anormales
Relajación
TGF-β
Crecimiento
celular
Microfibrillas
Moléculas de elastina
Fi
gu a 8-16
r
Enlaces
Estructura de las fibras elásticas.
gu a 8-17
Fi
r
ERRNVPHGLFRVRUJ
Mecanismo genético y celular del síndrome de Marfan.
98
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
A
plicación de genética en traumatología,
asistencia sanitaria personalizada
e implicaciones éticas y sociales
Endomisio (recubre cada fibra
muscular)
Perimisio (delimita el fascículo
de fibras musculares)
Epimisio (recubre el conjunto
del músculo)
Vaso sanguíneo
Tendón
gu a 8-18 Estructura del músculo esquelético.
r
Fi
Hueso
como la a-actina, la miomesina o la neblina son esenciales
para mantener la unión y alineación de los miofilamentos. Una
de las más importantes es la distrofina del sarcolema que forma
el citoesqueleto de actina a la matriz extracelular. Cualquier
alteración en algunos de los genes que codifican todas estas
proteínas tendrá repercusiones en el sistema de contracción
muscular. La distrofina es una proteína de forma bastoniforme,
de gran tamaño, ubicada justo por debajo de la membrana plasmática de la célula muscular. Permite el anclaje de las proteínas
musculares citoplasmáticas a la membrana celular. Participa en
la unión elástica entre las fibras de actina del citoesqueleto y la
matriz extracelular, permitiendo disipar la fuerza contráctil durante la contracción/relajación muscular (fig. 8-19). Las alteraciones genéticas en la distrofina conducen a una fragilidad en
la membrana celular con tendencia al daño mecánico del sarcolema, así como a la desestabilización del complejo de glicoproteínas asociada y a la necrosis de las miofibrillas.39 Así, se
desarrollan las denominadas distrofinopatías (fig. 8-20) con
afectación importante en el sistema osteomuscular. Tanto la
distrofia muscular de Duchenne como la de Becker tienen una
herencia recesiva ligada al cromosoma X, con localización
Xp21 (v. fig. 8-20). La mayor parte de las alteraciones en el gen
de la distrofina son deleciones, un 5-10% de duplicaciones y
casi un 35% de mutaciones. Independientemente del tipo de
mutación, para que se produzca la enfermedad la alteración
genética debe romper el marco de lectura normal del ARNm
que sintetiza la proteína, de manera que la síntesis se interrumpe y se degrada lo que ya ha sido sintetizado. Si la alteración
genética no rompe el marco de lectura, se producirá proteína
en menor cantidad o parcialmente funcional, que origina la
distrofinopatía de Becker, de fenotipo algo más leve.40
Los métodos genómicos modernos están ampliando nuestras
capacidades de evaluación del riesgo y de asesoramiento genético para pacientes y familias que se enfrentan a la posibilidad
de padecer enfermedades hereditarias.
En el ámbito de la traumatología estas aplicaciones aún se
encuentran en su inicio, pero existen algunas patologías, en
globadas dentro del grupo de enfermedades raras, en las que es
posible establecer un diagnóstico prenatal.
En el caso de la distrofia muscular, es posible la detección
de portadores, así como la realización de diagnóstico prenatal
en familias con antecedentes de Duchenne. En casi el 70% de
las familias, la mutación se debe a una deleción o una duplicación. Estas alteraciones se pueden determinar mediante el estudio del ADN fetal mediante un procedimiento denominado
amplificación múltiple de sondas dependiente de ligamiento
(MLPA, multiplex ligation-dependent probe amplification). La
enfermedad tiene una frecuencia muy alta de mutaciones nuevas y al tener una herencia recesiva, ligada al cromosoma X, la
mayor parte de los niños varones con enfermedad nacen en el
seno de familias sin antecedentes de enfermedad.
En relación con la osteogénesis imperfecta, se han detectado más de 2.000 mutaciones diferentes que afectan a la síntesis
o estructura del colágeno de tipo I. El diagnóstico prenatal es
posible en los casos de herencia de tipo dominante (cuando uno
de los progenitores es afectado) o cuando ya existe un hermano
con la enfermedad (en los casos de herencia recesiva).
Para el diagnóstico prenatal, el ADN genómico se obtiene
de células coriónicas o amniocitos a partir del feto gestante. El
control en todas estas pruebas debe ser exhaustivo para evitar
la contaminación por células maternas que puede alterar los
resultados finales.
­
Unión muscular
Colágeno en la lámina basal
Distrofina-complejo
proteico
Laminina
a-DG
α-SG
β-SG
γ-SG
δ-SG
β-DG
Sarcolema
Xp22.32
Xp22.2
Xp22.12
Xp21.3
Xp21.1
Gen
Distrofina
Xp11.3
Xp11.22
Xq12
Xq13.2
Xq21.1
Xq21.31
Xq21.33
Xq22.2
Xq23
Citoplasma celular
Actina
Xq25
Xq26.2
Xq27.1
Xq27.3
gu a 8-19
r
Fibra muscular (célula)
Fi
Nervio intramuscular
ERRNVPHGLFRVRUJ
Mecanismo celular y genético de la distrofina.
C
99
apítulo 8 Bases de genética en cirugía ortopédica y traumatología
Gen
Pseudohipertrofia
gemelar
Xp21
Gen
Xp21
p
p
q
q
X
Y
X
Varón afectado
X
Mujer portadora
Signos de Gowers
gu a 8-20 Afectación genética en gen de la distrofina, ligada a cromosoma X. Fenotipo clásico en distrofinopatías: pseudohipertrofia gemelar y
falta de tono muscular en muslos/caderas.
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Fi
r
Así, en traumatología, hasta el momento solo es posible el
análisis de las patologías que han demostrado una clara herencia dominante y donde el antecedente familiar es un hecho.
El mejor conocimiento molecular y genético de las enfermedades traumatológicas permitiría en un futuro establecer el
cribado genético en grupos de población, con independencia de
sus antecedentes familiares. En epidemiología genética, los
estudios se desarrollan en tres grandes grupos: estudios de casos y controles, entre personas enfermas y las que no padecen
la enfermedad; estudios transversales con una muestra aleatoria de la población, en la que se determinan y comparan genotipos y exposiciones ambientales, y estudios de cohortes, en los
que la población se observa durante un cierto tiempo para objetivar quiénes desarrollan o no la enfermedad.
Los principales aspectos éticos en genética médica recaen
en la privacidad de la información obtenida y el uso apropiado
de la misma. No debe existir ningún tipo de discriminación
laboral ni en seguros de vida o sanitarios.
La traumatología está dando sus primeros pasos en la investigación genética con el reto de que los resultados puedan
ser aplicados clínica y quirúrgicamente. La producción científica es enorme y abre la posibilidad a estudios y proyectos jóvenes y ambiciosos, donde mejorar el bienestar de nuestros
pacientes sea el gran final.
bl og afía
Bi
i
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ERRNVPHGLFRVRUJ
Capítulo 9
Fisiopatología ósea
Pedro Carpintero Benítez
Resumen
participa en la hematopoyesis, forma parte del equilibrio
ácido-base y es el principal regulador del metabolismo fosfocálcico:2
­
El hueso es un tejido conectivo altamente especializado que
posee funciones mecánicas como son la protección de órganos internos y facilitar el movimiento, y funciones metabólicas como son la hematopoyesis y la regulación del metabolismo fosfocálcico. Está formado por una fracción inorgánica
(fósforo, calcio y algunas trazas de otros elementos) y otra
orgánica constituida por proteínas y células. Estas células
son las responsables de la formación, del modelado y remodelado óseos, procesos por los cuales el tejido óseo se adapta a los requerimientos mecánicos y se renueva de forma
constante destruyendo el hueso viejo o dañado y formando
un hueso nuevo de mejor calidad. Estos procesos están regulados por multitud de factores tanto mecánicos como bioquímicos, en los que participan citoquinas y un gran número
de hormonas. Cuando se altera el equilibrio entre formación
y reabsorción óseas, se produce una disminución de la resistencia del hueso. Este fenómeno ocurre con el envejecimiento y ante determinadas circunstancias patológicas.
• Protección, especialmente, en aquellas zonas del organis-
mo donde un traumatismo puede acarrear graves consecuencias como ocurre en la cabeza, tórax o pelvis, y, aunque la estructura de los huesos que cubren estas zonas es
igual que la del resto del organismo, sin embargo, está organizada para absorber el máximo de energía posible, como
se puede observar en el cráneo, costillas y pelvis, cuya estructura está formada por dos tablas de hueso compacto,
rellenas de hueso esponjoso para absorber una parte importante de energía.
Función mecánica, que consiste en dar soporte y permitir
los movimientos mediante la acción de los músculos estriados, ya que ninguna contracción muscular sería efectiva sin
realizar un efecto de palanca en el hueso.
Hematopoyesis, al producirse las células sanguíneas en la
médula ósea.
Regulación del metabolismo fosfocálcico, al ser el reser
vorio más importante de ambos elementos que pasan al
torrente circulatorio mediante el remodelado óseo.
Recientemente, se le atribuyen otras funciones endocrinas, ya que también participa en el metabolismo energético mediante la secreción de la osteocalcina y del factor
de crecimiento fibroblástico 23 (FGF-23); este último es
segregado por el osteoblasto, aumentando la reabsorción
de fosfatos y disminuyendo las concentraciones de 1-25
OH vitamina D. La osteocalcina influye en la secreción de
insulina y actúa sobre los adipocitos que producen adiponectina, que reduce la resistencia a la insulina. También
el hueso, mediante la lectina, influye en el hipotálamo.
Así, no solamente actúa en el metabolismo mineral, sino
también en el metabolismo de la glucosa y deposición
grasa.3
•
•
•
Int oducc ón
r
i
Todo organismo pluricelular necesita una estructura que le dé
soporte y que posibilite sus funciones mecánicas, y, al igual que
la estructura de un edificio es diseñada según las funciones
que vaya a tener, el esqueleto será diferente según las necesidades de cada especie.1
El hueso es un tejido altamente especializado que desde
el punto de vista mecánico se caracteriza por su rigidez, porosidad y dureza, que, además, tiene poder de reparación y
regeneración, está compuesto por células y por una matriz
extracelular constituida por fibras y material cristalino. Alrededor de la tercera parte es sustancia orgánica, y dos tercios
son minerales. Se está modelando y remodelando durante
toda la vida para adaptarse a los cambios biomecánicos y para retirar el hueso viejo o dañado y sustituirlo por nuevo con
mejor resistencia.
•
pos de huesos
Ti
Según su apariencia externa, los huesos se pueden clasificar en
largos, cortos, planos, irregulares, sesamoideos y neumáticos.
Func ones del tej do óseo
i
­
i
El tejido óseo es multifuncional y juega varios papeles importantes para el buen funcionamiento del organismo, ya que
protege órganos vitales, hace posible la locomoción, es reservorio de calcio, fósforo, factores de crecimiento y citoquinas,
uesos largos
H
Son mayores en una dimensión que en cualquier otra. Consisten
en una estructura relativamente cilíndrica (diáfisis) y en dos
101
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
ERRNVPHGLFRVRUJ
102
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
uesos cortos
M
Está compuesto por cristales de hidroxiapatita que se encuentran
entre las fibras de colágeno, aunque inicialmente se depositan
como fosfato de calcio amorfo con grandes cantidades de carbonato cálcico. Con el desarrollo del hueso, el carbonato se
reduce y se cristaliza disponiéndose los cristales paralelos a las
fibras de colágeno. Con la edad, estos cristales se hacen mayores y más cristalizados. Existen dos fases de cristalización del
hueso. Una inicial en la que se incrementa rápidamente el número de cristales (mineralización primaria) que se depositan en
el entramado colágeno y que produce entre el 65 y el 70% de
la mineralización total, y que dura unas 3 semanas. Existe una
segunda fase en la que se continúa acumulando minerales de
forma lenta y que puede durar meses o años.5
H
C
Tienen todas sus dimensiones prácticamente iguales. No poseen
cavidad medular, sino que están rellenos de hueso esponjoso,
que está rodeado de una fina capa de hueso compacto, por lo que
absorben bien el estrés mecánico. Se encuentran situados en
articulaciones complejas como el carpo y el tarso.
uesos planos
H
Son delgados y expandidos en dos direcciones. Consisten en
dos placas de hueso compacto rellenas de tejido esponjoso. Su
misión principal es la de proteger estructuras nobles (cráneo,
costillas, esternón, pelvis, escápula), aunque algunos de ellos
como la escápula y la pelvis sirven también como inserción a
multitud de músculos.
H
No tienen ninguna forma definida. A este grupo pertenecen las
vértebras y algunos huesos del cráneo. Suelen tener procesos
prominentes y proporcionan protección, soporte e inserción a
músculos.
élulas
Existen tres células fundamentales en el tejido óseo: el osteoblasto, el osteocito y el osteoclasto (fig. 9-1).
uadro 9-1 rincipales proteínas no colágenas
encontradas en el hueso
i
ompos c ón del hueso
i
C
Contienen espacios aéreos (senos) que se comunican con la
atmósfera. A este grupo pertenecen el maxilar y el frontal en
la especie humana. Las aves tienen la mayoría de sus huesos
«neumatizados» para disminuir el peso del esqueleto.
Como se ha comentado anteriormente, el hueso está formado
por una matriz orgánica y otra inorgánica que forman un material compuesto (composite) en el que la matriz mineral le confiere rigidez, y la orgánica, resistencia y cierto grado de elasticidad. Aproximadamente el 65% de su masa es mineral
(hidroxiapatita fundamentalmente), hay un 25% de materia
orgánica, siendo el 90% fibras de colágeno de tipo I, y el 10%
restante, proteínas no colágenas y células. El 10% restante es
agua.4
roteoglicanos y glucosaminoglicanos
• Heparán sulfato: producido por osteoclastos y osteoblastos. Importante papel en interacción celular
• Hialuronano (ácido hialurónico): glucosaminoglicanos
• Proteoglicanos: organización estructural del hueso
P
uesos neumáticos
Glicoproteínas
• Fosfatasas alcalinas: transportador de calcio. Marcador de
formación ósea
• Fibronectina: primeras fases de formación ósea
• Trombospondina: formación de hueso y cartílago
• Vitronectina: atracción celular
• Osteopontina: inhibe formación mineral
tras
• Osteocalcina: controla el depósito mineral
• Osteonectina: promueve la proliferación osteoblástica
O
H
C
Aparecen en el interior de los tendones para reducir la fricción,
incrementar el brazo de palanca o cambiar la dirección de la
fuerza muscular. Aparte de algunos que son constantes, existen
varios que pueden aparecer en manos y pies, y que son inconstantes. El mayor de ellos es la rótula.
roteínas no colágenas
Aunque solo representan el 2% de la totalidad del hueso, juegan
un papel importante en la formación y desarrollo de las fibras
de colágeno y en el control de la mineralización. Podemos distinguir varios tipos (cuadro 9-1).
C
uesos sesamoideos
olágeno
Las fibras de colágeno se intercalan con el sustrato mineral. Estas fibras están formadas por dos cadenas a-1 y una cadena a-2,
que forman una hélice triple. Cada cadena posee aproximadamente 100 aminoácidos. La orientación de estas fibras se encuentra en relación con los requerimientos mecánicos del hueso: en
sentido longitudinal, en la parte del hueso sometida a tensión y,
transversalmente, en aquellas zonas sometidas a compresión.6
P
uesos irregulares
ineral
P
H
extremos que son las epífisis. Entre la diáfisis y las epífisis se
encuentran las metáfisis, que tienen forma cónica. Sus funciones principales son las de servir de brazo de palanca y de soporte del cuerpo, haciendo posible la locomoción. Se consideran huesos largos el húmero, radio, cúbito, metacarpianos y
falanges en el miembro superior, y el fémur, tibia, peroné, metatarsianos y falanges en el miembro inferior. En el interior de
la diáfisis existe una cavidad medular, y hueso esponjoso, en el
interior de las metáfisis y epífisis.
ERRNVPHGLFRVRUJ
103
C
apítulo 9 Fisiopatología ósea
Osteocito
Matriz calcificada
Osteocito
Osteoblasto
Mantiene
el tejido
óseo
Forma
la matriz
ósea
F
Células del tejido óseo.
u a 9-1
ig
r
Célula
osteogénica
Célula madre
Osteoclasto
Reabsorbe
el hueso
F
ig
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
El osteoblasto deriva de las células madres mesenquimales que se encuentran en la médula ósea y que pueden diferenciarse a osteoblasto, condroblastos o adipocitos. Esta
transformación está regulada por muchos factores de transcripción, entre los que se encuentran las proteínas morfogenéticas del hueso (BMP, bone morphogenetic protein), la
parathormona (PTH), b-catenina y factores de crecimiento
(TGF-b, IGF-1). El osteoblasto es el responsable de la formación de la matriz ósea y de su mineralización, y su número
tiende a disminuir con la edad. El osteoblasto puede transformarse en osteocito, en células de revestimiento, o sufrir una
apoptosis7 (fig. 9-2).
El osteocito es el osteoblasto maduro y representa entre el
90 y el 95% de todas las células óseas en el adulto, frente al
4-6% de osteoblastos y el 1-2% de osteoclastos. Se encuentran
de forma dispersa en la matriz mineral, dentro de una celda y
conectados a otros osteocitos, osteoblastos o a células de revestimiento por unas prolongaciones dendríticas a través de canalículos (fig. 9-3). Son sensibles a las cargas mecánicas, respondiendo a los cambios de estrés mecánico transmitiendo señales
a la superficie ósea para inducir osteoformación o resorción
ósea. Tienen también una función importante en la homeostasis
Lacunae
Canaliculi
u a 9-3
r
Osteona.
de los fosfatos y en el remodelado óseo, y participan en la nutrición y expulsión de detritus a través de los vasos sanguíneos.8
Provienen, como se ha dicho anteriormente, de los osteoblastos, que también producen células de revestimiento, y otros
sufren apoptosis.9
El osteoclasto es una célula gigante multinucleada, miembro de la familia osteocito-macrófago y proviene de los macrófagos de la célula ósea. Se encuentran en la superficie ósea en
las llamadas lagunas de Howship (fig. 9-4). Existen dos citoquinas esenciales para su génesis, el ligando del receptor activador NF-kB (RANKL) y el factor estimulante de colonias de
macrófagos (M-CSF-1), que son producidas por las células
madres mesenquimales y los osteoblastos. Otras proteínas juegan un papel importante en la biología del osteoclasto, como
es la osteoprotegerina (OPG), que tiene una gran afinidad por
el RANKL y lo inhibe, evitando la formación de osteoclastos.
La OPG es segregada por células mesenquimales de la médula
ósea. El osteoclasto realiza la reabsorción ósea mediante enzimas que digieren la matriz mineralizada, liberando calcio. Su
acción está regulada por diferentes hormonas (PTH, calcitonina e IL-6) y por la interacción de las moléculas de OPG y el
RANKL (fig. 9-5).
Células de revestimiento
Osteoprogenitor
Osteoblastos
Hueso
Osteocitos
Hueso
F
u a 9-2
ig
r
Osteocito.
ERRNVPHGLFRVRUJ
104
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
RANKL
M-CSF R
RANKL
INFβ R
TRAF6
C-SRC
C-SRC
Anhidrasa
carbónica II
HCO3
HCO3
Cl–
Cl–
C-SRC
Pyk2
Lisosomas
Receptores de calcitonina
PKA,
PKC Pyk2
Zona clara
C-SRC
H+
C-SRC
ανβ3 Integrinas
H+
C-SRC
ATPasa
Integrinas
Integrinas
H+ Enzimas secretadas
Cl–
+
Catepsina K
– H
Cl
MMP-9
H+
TRAP
Matriz ósea
u a 9-4
r
ig
F
Fases del remodelado óseo.
Las células de revestimiento provienen de los osteoblastos
cuando se vuelven inactivos, aunque no se puede descartar que
provengan de otras células endósticas o del estroma. Ante determinados estímulos, pueden convertirse de nuevo en osteoblastos.10
Se encuentran en la superficie ósea, que cubren parcialmente. Tienen una gran importancia en el metabolismo fosfocálcico, ya que
RANKL RANK
Célula
osteoblástica
regulan a estos dos elementos en el hueso. También tienen un
papel importante en el remodelado óseo, pues es necesario que se
retraigan o que desaparezcan para que los osteoclastos comiencen
la reabsorción ósea, y, además, digieren el colágeno que dejan los
osteoclastos en las lagunas de Howship, como paso previo a la
acción de los osteoblastos que formarán hueso nuevo.11
HSC
Osteoblasto
apoptósico
MSC
Preosteoclasto
- Factores
de crecimiento
M-CSF
Preosteoblasto
- Calcio
Osteoblasto
Osteoclasto
Osteomacrófago
Hueso
u a 9-5
r
ig
F
Célula de revestimiento
Osteocito
Sistema RANK/RANKL.
ERRNVPHGLFRVRUJ
105
C
apítulo 9 Fisiopatología ósea
Org
an zac ón
i
i
Desde el punto de vista ultraestructural, el hueso adopta diferentes formas según su función. Se distingue un hueso laminar,
que es la mayor parte del tejido óseo, en el cual las fibras de
colágeno y el componente mineral se disponen en capas que
forman bandas circunferenciales, o entrelazado, que es un hueso muy desorganizado, más mineralizado que el anterior, y
suele ser un tejido de reparación.
Macroscópicamente, podemos distinguir dos tipos. El primero es el hueso compacto o cortical, y el segundo, el hueso
esponjoso o trabecular.
El hueso compacto se encuentra en la diáfisis de los huesos largos, rodeando el hueso esponjoso (vértebras, pelvis,
cráneo, etc.), y está formado por unidades cilíndricas llamadas osteonas (fig. 9-6). Cada una de ellas contiene capas concéntricas de matriz calcificada con osteocitos que se encuentran en unos espacios denominados lagunas. En el centro,
existe un canal (canal de Volkmann) que permite el paso de
vasos sanguíneos provenientes del periostio. Entre las capas,
existen unos pequeños canales que se irradian desde el canal
central y poseen vasos sanguíneos y nervios. Los osteocitos
están conectados entre ellos por extensiones celulares. A pesar de su denominación, el hueso compacto posee una cierta
porosidad debido a los conductos de Havers, que representan
alrededor del 5%, aunque este porcentaje aumenta con la
edad, por lo que se ha calculado que la resistencia del hueso
disminuye un 2% aproximadamente por década después de la
maduración ósea. Este aumento de la porosidad también se
produce en algunas situaciones patológicas como en la osteoporosis.
Alrededor del hueso compacto se encuentra el periostio,
que es un tejido conectivo que cubre la cortical externa, excepto en las articulaciones. Contiene vasos sanguíneos, nervios y
células como son los osteoclastos y osteoblastos. Está firme-
Vena
Nervio
Arteria
Osteocito
F
ig
u a 9-7
r
Historia natural del osteoblasto.
mente adherido al hueso por las llamadas fibras de Sharpey, que
son fibras de colágeno. El interior de la cavidad medular está
revestido por una estructura membranosa (endostio), que cubre
también la superficie del hueso trabecular y los conductos de
Volkmann. También posee, lo mismo que el periostio, células
(osteoblastos, condroblastos) y vasos sanguíneos.12
El hueso esponjoso se encuentra en las metáfisis, vértebras,
costillas y pelvis, y constituye solo el 25-30% del total de la
masa ósea; su misión es dar soporte estructural sin incrementar
el peso del esqueleto debido a la interconexión que existe entre
sus trabéculas.13
Vascula zac ón e ne
del hueso
ri
Canal central
Osteoblasto
Laminillas
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Osteocito
i
i
ac ón
rv
i
Los vasos nutricios óseos se dirigen hacia el canal medular y,
por esta razón, dos terceras partes de la vascularización son
producidas por él, y el resto, por el periostio. Cuando llegan a
los conductos de Havers (fig. 9-7), tienen una estructura capilar
y poseen numerosas interconexiones a través de canalículos
formando una red.
Ine
ac ón
rv
i
El tejido óseo está pobremente inervado, y se han descrito terminaciones nerviosas en el periostio y la médula ósea.
asa ósea y cal dad ósea
M
Osteoclasto
Arteria
Vena
Nervio
F
u a 9-6
ig
r
Osteona.
Vaso linfático
i
La resistencia del hueso viene dada por una combinación de la
cantidad de hueso (masa ósea habitualmente medida por tomodensitometría) y la calidad del hueso. Este concepto de calidad
ósea no está claramente definido y se considera que está en
relación con diferentes factores como la velocidad del remodelado óseo, la arquitectura y geometría, las propiedades de la
matriz mineralizada y la cantidad de microfracturas que tenga.
ERRNVPHGLFRVRUJ
106
i
ecanot ansducc ón
i
eta ol smo óseo
b
D
Es una hormona esteroidea. Se sintetiza en la piel por acción
de los rayos ultravioleta, que transforman el 7-dihidrocolesterol en provitamina D y, posteriormente, en vitamina D inactiva. Llega al hígado unida a la proteína fijadora de la vitamina D, donde se hidroxila convirtiéndose en 25-OH
vitamina D o calcidiol, que es la principal forma circulante y
cuyos niveles sanguíneos se usan para determinar el estado de
déficit, normalidad o intoxicación. Posteriormente, sufre una
nueva hidroxilación mayoritariamente en el riñón y en menor
medida en la mama, colon o próstata, convirtiéndose en 1-25
OH vitamina D o calcitriol, que es la forma activa de la hormona.16
Actúa facilitando la absorción de calcio en el intestino estimulando las proteínas transportadoras de calcio. También
induce la expresión de osteocalcina. Pero no solamente tiene
una acción sobre el hueso, sino que existen receptores específicos para esta hormona (receptor de vitamina D [VDR]) en la
mayoría de las células del organismo, por lo que tiene muchas
acciones extraóseas y, de hecho, se considera que regula el 3%
del genoma humano.17
alcitonina
Se produce preferentemente en las células parafoliculares de la
glándula paratiroides, pero también en otros lugares del organismo, como el pulmón o el tubo digestivo. Es un polipéptido
que inhibe la acción de los osteoclastos y, por tanto, la reabsorción ósea.
Está regulado por numerosas hormonas y factores locales.
A continuación, se detallan algunos.
Existen numerosos factores de crecimiento que actúan sobre el
hueso (IGF, TGF, PDGF, FGF, etc.), algunos de ellos antiguamente se denominaban somatomedinas.
ona o
ri
bri
esa ollo em
del hueso
rr
Las cargas mecánicas actuarían sobre mecanotransductores en
el esqueleto que informarían a las células óseas. Este mecanismo no está del todo explicado a día de hoy, parece ser que actuarían sobre el osteocito y su red de canalículos, y así se ha
demostrado que los osteocitos ante una carga mecánica aumentan la producción de ácido ribonucleico (ARN) y el consumo
de glucosa, osteocalcina e IGF-1. También se ha comprobado
el aumento de flujo de fluidos en las lagunas y canales osteocitarios, por lo que se presume que este líquido puede ser un
mediador entre los osteocitos y otras células.15
M
o calcitriol
Factores de crecimiento
i
r
M
­
El hueso es un material anisotrópico, ya que tiene diferentes
propiedades mecánicas según la dirección de la carga que reciba. Otra característica mecánica del hueso es la viscoelasticidad como resultado de agua que posee y que le permite tener
diferentes propiedades mecánicas según las cargas que so
porte.
La matriz mineralizada es la principal responsable de la
rigidez, mientras que las fibras de colágeno lo son de la elasticidad.
Vitamina
D
i
B omecán ca ósea
arathormona
Secretada por las glándulas paratiroides. Es un polipéptido de
84 aminoácidos y es el regulador más importante del calcio y
del fósforo de los fluidos extracelulares. El osteoblasto no
tiene receptores específicos para esta hormona, con lo que su
acción no es directa sobre estas células, sino que actúa de
forma indirecta inhibiendo la OPG, con lo que aumenta la
expresión de RANKL, lo que conlleva una mayor producción
y actividad de los osteoclastos y, por tanto, aumenta la reabsorción del hueso.
C
La masa ósea es la responsable del 50-70% de la resistencia
ósea.
El remodelado óseo que se describirá más adelante puede
influir en el resto de los factores. Así, un remodelado óseo elevado disminuye la resistencia ósea por alteración de la estructura del hueso y uno demasiado lento también porque se produce un aumento de las microfracturas. En cuanto a la
arquitectura, se ha comprobado que una disminución en el
número o tamaño de las trabéculas, y, especialmente, las horizontales, también disminuye la resistencia del hueso. Tanto el
componente orgánico como el inorgánico de la matriz ósea
tienen importancia en la resistencia, pues una alteración de la
mineralización tanto por defecto como por exceso puede aumentar la fragilidad (osteomalacia, osteopetrosis). La mutación
de ciertas proteínas puede producir fragilidad como ocurre en
la osteogénesis imperfecta. El aumento de porosidad con los
años explicaría el incremento de fragilidad ósea que ocurre con
la edad; no obstante, aparecen cambios adaptativos en el hueso
durante el envejecimiento para minimizar esta disminución de
la resistencia, como es la expansión de la cortical mediante
aposición perióstica y la reabsorción endóstica, que mejoran
las condiciones mecánicas del hueso al aumentar el momento
de inercia.14 También es importante la cantidad y madurez de
las fibras de colágeno de tipo I, y la forma en la que están entrelazadas (osteogénesis imperfecta). Las microfracturas óseas
aparecen por las cargas mecánicas que soporta en la actividad
diaria y son reparadas por procesos fisiológicos del hueso. Si
ocurre un aumento del número de microfracturas o una disminución de la reparación, existe también la posibilidad de una
disminución de la calidad y, por tanto, de la resistencia.
P
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
Las células esqueléticas provienen de tres líneas celulares embrionarias. Así, la cresta neural contribuye a la formación del
esqueleto craneofacial. Las células del esclerotoma formarán
el esqueleto axial, y el mesodermo, el esqueleto apendicular.
Estas células formarán el esqueleto en cuatro fases: la primera
es la migración de las células; en segundo lugar, se produce la
interacción entre epitelio y mesénquima, que dará lugar a la ter-
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
107
apítulo 9 Fisiopatología ósea
cera fase de condensación, y, por último, se produce la diferenciación entre condroblastos y osteoblastos.
La formación del hueso proviene de una matriz cartilaginosa en la que se producirá una osificación encondral. Esta formación del hueso no se produce solamente durante el período
embrionario, sino también posteriormente, incluso en el período posnatal. La osificación membranosa se produce directamente de células mesenquimales que se transforman en osteoblastos sin participación de la matriz cartilaginosa.
El crecimiento del esqueleto tanto en la etapa prenatal como en la posnatal es responsabilidad del tejido cartilaginoso
que crece intersticialmente mediante la aposición y aumento
del tamaño de los condrocitos, mediados por el pericondrio,
que hace de fuente de condroblastos. Los condrocitos segregan
diferentes sustancias como el colágeno de tipo II, agrecanos y
otras que constituyen la matriz extracelular del cartílago hialino; posteriormente, existe una invasión vascular del periostio
que permite la llegada de células precursoras osteoblásticas
(centros primarios de osificación). Estos cartílagos primitivos
de crecimiento se establecen y sirven para el crecimiento en
longitud del hueso durante la vida pre- y posnatal. Aparecen
centros de osificación secundarios en las epífisis, de forma similar a los centros primarios, que formarán el extremo articular
del hueso.
Existen muchos mediadores de la proliferación de condrocitos del cartílago de crecimiento. Unos son sistémicos, como
la hormona del crecimiento (GH), las hormonas tiroideas, los
glucocorticoides y la vitamina D, y otros son mediadores locales, como el TGF-b, el PTHrP y el FGFR3.
A diferencia de los condrocitos localizados en las diáfisis,
los que se encuentran en las epífisis no presentan hipertrofia,
maduración y mineralización, sino que por causas aún no conocidas producen una gran cantidad de matriz extracelular y
forman el cartílago articular inducidos por los TGF-b.
odelado y emodelado óseo
M
r
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
El hueso vivo es un tejido adaptable que está en un estado
continuo de desarrollo y reabsorción. Esto se reconoce como
remodelado óseo. Este término fue acuñado por Wolff en 1892
al observar que las trabéculas óseas se encontraban orientadas
en la dirección de las cargas mecánicas que soportaba el hueso,
por lo que pensó que el hueso se adaptaba a las cargas recibidas.
Esto se conoce como ley de Wolff.
odelado
M
Es el proceso por el cual el hueso cambia de forma u orientación
por la acción de fuerzas mecánicas, adaptándose el esqueleto a
la función a la que es sometido. Los huesos pueden ensancharse o cambiar sus ejes por acción de los osteoblastos y de los
osteoclastos, que responden de esta forma a los estímulos mecánicos (ley de Wolff). Normalmente, los huesos se vuelven
más anchos con la edad debido a la aposición periótica y a la
reabsorción endóstica. El modelado es menos frecuente que el
remodelado en la edad adulta12 y puede incrementarse ante situaciones patológicas como en el hiperparatiroidismo y en la
osteodistrofia renal.
Remodelado
Es un proceso complejo mediante el cual el hueso se renueva
para mantener su resistencia y la homeostasis mineral se realiza mediante la actividad coordinada de los osteoblastos y los
osteoclastos. Estas células forman estructuras temporales que
se denominan unidades multicelulares básicas. Consiste básicamente en la reabsorción de las partes del hueso viejo o que
se encuentren deterioradas (microfracturas), y su sustitución
por una nueva matriz proteica que posteriormente se mineraliza para formar un hueso nuevo. Este proceso comienza en la
vida intrauterina y se mantiene hasta la muerte, por lo que el
esqueleto se renueva periódicamente. Se produce en diferentes
zonas del tejido óseo, en unos casos es al azar y en otros donde
existen zonas de hueso alterado, y, de esta forma, se mantienen
sus propiedades mecánicas evitando un deterioro precoz del
esqueleto, con contribución a la homeostasis fosfocálcica, movilizando estos dos elementos.
Las unidades de remodelado óseo están formadas por grupos de osteoblastos y de osteoclastos que actúan de forma coordinada produciendo reabsorción de hueso viejo y formación de
hueso nuevo (fig. 9-8). Este proceso aumenta en la perimenopausia para disminuir en la senectud, pero estará más acelerado
que en la premenopausia.
Se compone de cuatro fases:
1. Activación.
2. Reabsorción.
3. Reposo.
4. Formación.
Preosteoclastos
Osteoclastos
activos
Superficie
ósea
F
u a 9-8
ig
r
Reabsorción
Preosteoblasto
Células
mononucleares
Retorno
Conducto de Havers.
ERRNVPHGLFRVRUJ
Osteoblastos
Formación ósea
Osteocitos
Mineralización
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
­
En la fase de activación, se produce un reclutamiento y activación de los precursores de los osteoclastos (células monocitos-macrófagos) que provienen de la circulación sanguínea,
levantamiento de las células de revestimiento del endostio y
fusión de múltiples células mononucleares para formar los
preosteoclastos. Estos se unen a la matriz ósea, se convierten
en osteoclastos maduros. Esta fase dura aproximadamente entre
2 y 4 semanas. La formación, la activación y la reabsorción que
producen los osteoclastos están mediadas por muchos factores,
entre los que se encuentran la relación entre el RANKL y la
OPG, y otros factores, como la IL-1, la IL-6, el M-CSF, la PTH,
la calcitonina y la 1,25-dihidroxivitamina D.
El osteoclasto acidifica la superficie del hueso, lo que contribuye a retirar la superficie mineral y diferentes enzimas (fosfatasas ácidas, catepsina K, metaloproteinasas, gelatinasas,
etc.) que digieren la matriz orgánica y forman unos espacios
conocidos como lagunas de Howship. Posteriormente, el osteoclasto sufre una apoptosis.
Durante la fase de reposo, las cavidades contienen diferentes células como son monocitos, osteocitos liberados de la matriz ósea que se ha reabsorbido, y preosteoblastos. Esta fase
dura unas 2 semanas. Posteriormente comienza la fase de formación, que dura aproximadamente unos 4 meses. En ella, los
osteoblastos forman una nueva matriz proteica que posteriormente se mineraliza. Los osteoblastos que quedan rodeados por
esta matriz se convierten en osteocitos, conectados entre ellos
y con las células de revestimiento, y el resto de los osteoblastos
sufren apoptosis o se convierten en células de revestimiento.
Estas células regulan la entrada y salida de iones minerales del
fluido extracelular del hueso, y mantienen la capacidad de volver a convertirse en osteoblastos debido a la acción de la PTH
o por la acción de fuerzas mecánicas.
Cada ciclo de remodelado dará lugar a una nueva osteona.
Esto se produce tanto en el hueso cortical como en el trabecular.
En el adulto, el remodelado cortical suele ser del 2 al 3% al año;
sin embargo, el remodelado trabecular es mucho más elevado.
Existen numerosos factores que regulan este proceso
(cuadro 9-2).
Quizás el factor más importante de este proceso de remodelado es la PTH, hormona que juega un papel más importante
en la regulación de la homeostasis fosfocálcica y en el remodelado. La acción de esta hormona depende de la forma de
administración; así, un aumento continuado de ella disminuye
la masa ósea, pero, si la administración es de forma intermitente, la aumenta.18 El mecanismo de acción por el que se produce
esta diferencia en el comportamiento de la hormona frente al
hueso es desconocido.
El ejercicio físico también tiene una gran influencia sobre
este remodelado. Cuando se hace de forma continuada, aumenta la masa ósea y modifica la estructura macroscópica y microscópica del hueso, principalmente aquellos ejercicios que implican carga. Por todo ello, aumenta la resistencia ósea.19
En el joven existe un equilibrio entre formación y resorción
del hueso que mantiene prácticamente constante la masa ósea,
mientras que en el envejecimiento o en determinadas circunstancias patológicas el balance es negativo y, por tanto, disminuye la cantidad de hueso,20 produciéndose, además, un adelgazamiento de las trabéculas óseas con pérdida de las
trabéculas horizontales, lo que hace que se pierda la conectividad intratrabecular y que, por tanto, aumente la fragilidad ósea.
uadro 9-2 Factores que actúan en el remodelado
óseo
C
108
Factores genéticos
• Determinan el 60-80% del total de la masa ósea
Factores mecánicos
• Cargas mecánicas
• Actividad muscular
Factores nutricionales
• Ingesta de calcio
Factores hormonales
• Estimulan la formación ósea: vitamina D, calcitonina, estrógenos, progesterona, andrógenos, insulina, hormona
del crecimiento, PTH en dosis bajas, leptina
• Estimulan la reabsorción ósea: PTH, glucocorticoides,
hormonas tiroideas, vitamina D en dosis altas
Factores locales
Factores de crecimiento
• Estimulan la formación ósea: IGF-1, IGF-2, BMP, TGF-b,
PDGF
• Estimulan la reabsorción ósea: TNF, EGF, PDGF, FGF,
RANKL, M-SGF, GM-SGF
Citoquinas
• Estimulan la formación ósea: IL-3, IL-4, IFN, OPG
• Estimulan la reabsorción ósea: IL-1, IL-6, IL-8, IL-11, PGE,
PGE-1, PGG-2, PG-12, PGH-2
También se produce adelgazamiento y aumento de la porosidad
cortical, que contribuyen aún más al aumento de la fragilidad.21
Simultáneamente y como defensa, el hueso del anciano sufre una reabsorción endóstica y una proliferación perióstica con
objeto de aumentar el diámetro del hueso, lo que le confiere una
mayor resistencia al aumentar el momento de inercia axial del
material.22
La densidad mineral ósea (DMO) de un individuo se mide
habitualmente por radioabsorciometría de doble energía (DEXA,
dual-energy X-ray absorptiometry), que usa una cantidad pequeña de rayos X. Básicamente, hay dos tipos: 1) central, que mide
la DMO de columna lumbar y caderas, y 2) periférica (p-DEXA),
que mide la DMO de muñeca, dedos, pierna o talón.
La DEXA es el método más universalmente usado para
medir la DMO,23 pero tiene sus limitaciones, ya que la mitad
de los pacientes que sufren fracturas por fragilidad tenía valores en la DEXA superiores a los que la OMS considera como
rango para la osteoporosis.24 Por ello, también son útiles los
llamados marcadores del remodelado óseo que son enzimas o
péptidos no enzimáticos que provienen del hueso y que pueden
ser medidos en el suero sanguíneo.
Se distinguen dos tipos:
1. Marcadores de formación ósea. Hay varios. Pueden ser
productos de la síntesis del colágeno (protocolágeno de tipo 1 N terminal [P1NP] y protocolágeno de tipo 1 C terminal [P1Nc]) o enzimas del osteoblasto (fosfatasas alcalinas), y matriz proteica (osteocalcina).
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
109
apítulo 9 Fisiopatología ósea
2. Marcadores de reabsorción ósea. También existen varios,
como son los productos de la degradación del colágeno
(C-telopéptidos, N-telopéptidos, hidroxiprolina), proteínas
no colágenas (sialoproteínas), enzimas osteoclásticas (fosfatasas ácidas, catepsina K) o marcadores de la actividad
osteocitaria (RANKL, OPG, esclerostina).
Cuando estos marcadores se encuentran elevados, ello pone de
manifiesto un alto remodelado óseo y, por tanto, un riesgo de
fragilidad.
onclus ones
C
i
El tejido óseo posee unas funciones metabólicas muy complejas que son reguladas por numerosos factores endocrinos, mecánicos y locales, lo que hace que muy diferentes situaciones
fisiológicas actúen sobre su estructura, pudiendo alterarla y
producir fragilidad.
B lo
ib
i
a ía
gr
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ERRNVPHGLFRVRUJ
Capítulo 10
Bases fisiopatológicas
de la respuesta sistémica
al traumatismo grave
Josep Maria Muñoz Vives
Resumen
La mortalidad en el paciente politraumático tiene una distribución trimodal: inmediata, precoz y tardía. La causa más
frecuente de las mortalidades precoz y tardía reside en dos
círculos fisiopatológicos viciosos: el de la tríada letal en la
precoz y el fracaso multiorgánico en la tardía. Ambos círculos viciosos tienen una base fisiopatológica que conocemos
cada vez mejor; de este conocimiento, derivan estrategias de
tratamiento que solamente se comprenden si se conocen estas bases fisiopatológicas.
Int oducc ón
r
i
El término politrauma está en uso desde hace muchas décadas.
Normalmente, se usa para definir a pacientes víctimas de un
traumatismo romo con lesiones en más de una región o cavidad
que comprometen la fisiología del paciente y que pueden causar
el fallo de órganos no lesionados. Estos pacientes presentan una
morbimortalidad superior a la de la suma de las morbimortalidades causadas por cada una de las lesiones individuales que
padecen.1
Ya en 1974, Donald Trunkey2 describió que la distribución
de la mortalidad en los pacientes politraumáticos era trimodal.
El primer pico de la mortalidad se producía en el momento del
accidente a consecuencia de lesiones del sistema nervioso central (SNC) o de hemorragia masiva; el segundo, entre la primera y la cuarta hora, frecuentemente por exanguinación del paciente, y el tercer pico, tras la primera semana por fallo
multiorgánico o sepsis.
íada letal
Tr
Las causas más frecuentes de muerte en los pacientes durante
las primeras 24-48 h son el traumatismo craneoencefálico o la
exanguinación, o sus complicaciones.3
La principal consecuencia de la pérdida de sangre es la
pérdida proporcional de la capacidad del transporte de oxígeno
a los tejidos. Las células aerobias precisan del oxígeno para
llevar a cabo su función principal, el mantenimiento de su
membrana. Si la membrana celular se destruye, la célula pierde
su identidad, deja de ser una célula, pues sus límites han desaparecido y es inviable.
Las células obtienen su energía a partir de la combustión de
glúcidos; las neuronas, en particular, carecen de mecanismos
alternativos de producción de energía. Para esta combustión, es
imprescindible que a la célula le llegue el oxígeno proveniente
de la atmósfera. La evolución ha proporcionado a los órganos
vivos multicelulares un sistema de transporte de oxígeno basado en la oxidación de moléculas y, en la mayoría de los vertebrados, la molécula que se oxida en los pulmones o branquias
es la hemoglobina que está contenida en células anucleares
denominadas hematíes.
Una de las lesiones más frecuentes en el paciente politraumático es el sangrado. Cuando un paciente sangra, está perdiendo su capacidad de transporte de oxígeno, puesto que cualquier hematíe no contenido en el sistema vascular y que no
circule por una zona ventilada del pulmón pierde su función.
Con la combustión de la glucosa y su transformación en
dióxido de carbono y agua, se consigue la transformación de
seis moléculas de difosfato de adenosina (ADP) en seis moléculas de trifosfato de adenosina (ATP), que es la moneda de
intercambio energético celular. Esta transformación, denominada ciclo del citrato o ciclo de Krebs, se produce mediante una
serie de enzimas que se encuentran en el interior de las mitocondrias, que son orgánulos intracelulares. La célula utiliza el
ATP obtenido en la combustión de la glucosa para funciones
que precisan energía como, por ejemplo, la síntesis de proteínas, la contracción muscular o la creación de un potencial de
membrana. Si las células no disponen de ATP, no pueden realizar su función; si un fibroblasto no puede producir colágeno,
no puede cicatrizar una herida; si una miofibrilla pierde la capacidad contráctil, el músculo no se mueve, y si una neurona
no transmite un impulso nervioso, dejamos de pensar.
cidosis
A
Cuando un paciente sangra, está perdiendo unidades de transporte de oxígeno a las células. Las células que no reciben oxí-
110
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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C
apítulo 10 Bases fisiopatológicas de la respuesta sistémica al traumatismo grave
geno activan sistemas de producción de energía alternativos
para mantener sus funciones vitales básicas. Las fermentaciones
son sistemas de producción de energía alternativos que no incluyen reacciones de oxigenación; la fermentación láctica consiste en la transformación de una molécula de glucosa en dos
moléculas de lactato. Esta reacción es, sin embargo, mucho más
ineficiente que la combustión aerobia de la glucosa en el ciclo
de Krebs. Por cada molécula de glucosa, solamente se consiguen
fosforilar dos moléculas de ADP en dos moléculas de ATP.
Además, esta transformación produce hidrogeniones H+, con
lo que el pH del medio en que se produce disminuye, es decir,
se acidifica.
La velocidad de una reacción enzimática es altamente dependiente de la temperatura y acidez del medio. No es de extrañar que la acidosis tenga un importante efecto sobre la coagulación, que, en definitiva, es una cascada enzimática con un
efector final: la trombina que regula la última reacción enzimática consistente en la conversión del fibrinógeno en fibrina (que
actúa como sellador de la fuga en el vaso sanguíneo). Este
efecto se ha observado en modelos experimentales,4 en los que
se ha observado que el alargamiento del tiempo de coagulación
que se produce por acidosis no se corrige de forma inmediata
mediante la administración de bicarbonato, lo cual implica que
es de suma importancia no permitir que el paciente entre en
acidosis. El efecto de la acidosis se produce especialmente porque inhibe la activación de los factores V, VIII, IX, X, y la
formación del complejo de la protrombinasa.
•
do y en el bazo, y las plaquetas pierden parcialmente sus
propiedades de agregabilidad.
Afecta a la cinética de la cascada de la coagulación. Estudios in vitro han demostrado que una disminución de la
temperatura por debajo de 35,8 °C alarga el tiempo de protrombina de forma significativa, temperaturas por debajo
de 33,8 °C alargan el tiempo de tromboplastina. Probablemente, el mayor efecto de la hipotermia sobre la coagulación se produce por esta alteración de la actividad enzimática.
Altera la fibrinolisis. Estudios en animales han demostrado
que la disminución de la temperatura aumenta la fibrino
lisis.
•
­
­
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Hipotermia
Hablamos de hipotermia cuando la temperatura corporal disminuye por debajo de los 35 °C. La regulación de la temperatura corporal se realiza en el hipotálamo, que recibe señales de
los termorreceptores situados en la carótida interna, el hipotálamo posterior, y los receptores cutáneos periféricos. En respuesta al frío, se produce una liberación de catecolaminas y de
tiroxina que hace que el organismo reaccione incrementando el
tono muscular, tiritando y aumentado el metabolismo celular.
Los pacientes traumatizados pierden la capacidad de regulación de la temperatura desde el mismo momento del accidente; además, el shock hipovolémico y la hipoxemia anulan el
mecanismo de la tiritera; un estudio mostró que, a su llegada a
urgencias, solamente 1 de cada 82 pacientes traumáticos en
situación de hipotermia tiritaba.5 Los relajantes musculares utilizados en anestesia anulan completamente la contracción muscular.
Los pacientes traumatizados, al ser desnudados para su exploración física, son expuestos a la temperatura ambiente, con
lo que pierden calor por radiación. Si los fluidos utilizados en
la reanimación del paciente (líquidos cristaloides a temperatura ambiente y derivados de la sangre que se conservan a baja
temperatura) no se calientan a una temperatura cercana a los
37 °C, se contribuye de forma significativa a disminuir la temperatura corporal.
Uno de los efectos más documentados de la hipotermia es
la coagulopatía. La hipotermia afecta la hemostasia a varios
niveles:
• Altera la función plaquetar. En situación de hipotermia, se
produce un secuestro reversible de las plaquetas en el híga-
111
Esta alteración de la coagulación no se refleja en las pruebas de
laboratorio, puesto que las muestras se calientan a 37 °C antes
de realizar las pruebas de coagulación.
Los efectos de la hipotermia sobre la coagulación son reversibles, por lo cual es muy importante mantener la normotermia del paciente politraumático para minimizar el efecto de la
temperatura sobre la coagulación.
oagulopatía
C
La explicación de que la coagulopatía del paciente politraumático es únicamente por consumo o dilucional no se sostiene con
los conocimientos actuales.6 Existen numerosas pruebas en
estudios de laboratorio, en animales y clínicos observacionales
que apoyan un origen multifactorial de la coagulopatía. Algunos
de los mecanismos son predominantes y otros solo se manifiestan en situaciones clínicas muy particulares. Los traumatismos
provocan la liberación de mediadores tisulares y estos activan
diversos sistemas humorales, como las cascadas de la coagulación, de la fibrinolisis, del complemento y de la calicreína. Estas reacciones tienen efectos sobre las funciones de las células,
entre ellas, las plaquetas, y provocan cambios en los mecanismos de la homeostasis. Uno de los sistemas cuya lesión tiene
consecuencias directas sobre la coagulación es el SNC. Las
lesiones del cerebro provocan una alteración de la coagulación
a través de la liberación de tromboplastina tisular.7
Se postula que existen seis iniciadores clave de la coagulopatía del paciente traumático:
1. Traumatismo tisular.
2. Shock.
3. Hemodilución.
4. Hipotermia.
5. Acidosis.
6. Inflamación.
Cuando no se consigue parar la hemorragia de un paciente traumático y persiste el sangrado, podría perderse la volemia suficiente como para provocar la muerte. Además de la pérdida de
hematíes, que son responsables del transporte de oxígeno desde el pulmón hasta el resto del organismo, se pierden plaquetas
y factores de la coagulación. A estos pacientes se les administran
fluidos para restaurar la volemia, la pérdida de sangre ha disminuido la cantidad de plaquetas y factores de la coagulación
circulantes, con lo que la administración de líquidos (cristaloides o coloides) sitúa frecuentemente al paciente traumatizado
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112
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
ri
i
r
i
Respuesta nflamato a
al t aumat smo
A partir de las primeras 48 h, la primera causa de mortalidad
en el paciente politraumático ya no es la exanguinación, sino
las lesiones cerebrales secundarias o el fracaso multiorgánico.3
El paciente politraumático sufre en el momento del accidente múltiples lesiones, contusiones, laceraciones, fracturas y
otras lesiones tisulares que se agravan frecuentemente por la
hipoxia tisular secundaria al sangrado o a las lesiones del aparato respiratorio. Este cúmulo de lesiones tisulares, que deno-
Coagulopatía
Hemorragia
gu a 10-1 Tríada letal.
r
Fi
Hipotermia
Acidosis
9.000
Trombina activa (μg/l)
7.500
6.000
4.500
3.000
1.500
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Minutos
Control
Hipotermia
Acidosis
Combinado
r
gu a 10-2 Efectos de la hipotermia, la acidosis y su combinación
sobre el tiempo de coagulación.
Fi
en una situación de coagulopatía dilucional, puesto que la concentración de plaquetas y factores de la coagulación en la sangre circulante es inferior a la normal.
Los pacientes con un sangrado importante pueden caer en
el círculo vicioso de la tríada letal (fig. 10-1). El sangrado
disminuye el transporte del oxígeno por pérdida de las unidades de transporte que son los hematíes, las células en ausencia
de oxígeno utilizan la vía anaerobia del metabolismo, que tiene
un rendimiento energético muy inferior al de la aerobia, y el
paciente se enfría y su medio interno se acidifica. Tanto la hipotermia como la acidosis alteran la coagulación. La hipotermia altera básicamente la función plaquetar, disminuyendo su
activación. La acidosis altera las reacciones enzimáticas de la
cascada de la coagulación y aumenta la fibrinolisis. Los efectos
de la hipotermia y la acidosis son aditivos (fig. 10-2), y la corrección de la acidosis con bicarbonato no revierte la alteración
de la coagulación. La alteración de la coagulación hace que
persista la pérdida hemática, con lo cual no solo se agrava el
transporte de oxígeno sino la coagulopatía misma, ya que al
perder sangre se pierden también las plaquetas y los factores
de coagulación que se necesitan para detener el sangrado. Como ya se ha señalado, la pérdida de hematíes obliga al organismo a utilizar la vía anaerobia para obtener energía, que tiene
un rendimiento muy inferior provocando hipotermia y acidosis.
En este punto, el paciente ya ha entrado en un círculo vicioso,
el mismo efecto es a su vez causa y consecuencia; la coagulopatía provoca sangrado que provoca hipotermia y acidosis, que,
a su vez, agravan esta coagulopatía. Aunque actualmente existen estudios que buscan estrategias para sacar a los pacientes
del círculo vicioso y revertir la situación de coagulopatía, el
mejor tratamiento de este síndrome sigue siendo la prevención
del mismo, es decir, evitar la hipotermia, parar el sangrado tan
pronto como sea posible y reponer la pérdida hemática de forma precoz para evitar la acidosis.
minamos primer impacto, es debido a las fuerzas externas que
han incidido en el paciente en el momento del accidente.
El tratamiento inicial del paciente también es causa de lesión tisular, las laparotomías, la fijación de fracturas, las transfusiones, etc. son también agresiones al organismo, aun cuando
su fin sea curativo. Al conjunto de lesiones tisulares producidas
con intención curativa, lo denominamos segundo impacto.8
El conjunto de lesiones tisulares (incluidas las del primer y
el segundo impactos) inducen una reacción inmune de defensa
del organismo, habitualmente, inflamatoria, que es el primer
paso en la regeneración de los órganos lesionados. En ocasiones, y dependiendo de su magnitud, esta reacción inmune se
vuelve contra el propio organismo, agravando la lesión que ya
padecían los órganos lesionados, incluso provocando el fracaso
de otros que no habían sido lesionados por el impacto inicial,
conduciendo al fallo multiorgánico y la muerte del paciente.
Mediadores de la inflamación
Cada vez conocemos más los mecanismos de la reacción inmune de defensa y sabemos que son varias las cascadas metabólicas que se activan en el proceso inflamatorio. Estas cascadas
metabólicas se encuentran interrelacionadas entre sí.9
Mediadores inflamatorios locales
El ácido araquidónico normalmente se encuentra esterificado
como fosfolípido y forma parte de la membrana celular. La
rotura de la membrana plasmática expone al ácido araquidónico a la acción de dos enzimas: la ciclooxigenasa, que lo transforma en tromboxanos y prostaglandinas, y la lipooxigenasa,
que lo transforma en leucotrienos. Estos tres grupos de moléculas actúan como mediadores inflamatorios en diversas reacciones.
También actúan de forma local los derivados del quininógeno (calicreína y bradiquinina) y la histamina secretada por
los mastocitos tisulares o los basófilos circulantes. Todos estos
mediadores producen un aumento de la permeabilidad capilar
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C
apítulo 10 Bases fisiopatológicas de la respuesta sistémica al traumatismo grave
y edema local, y reclutan células del sistema inmunitario. Estos
factores inflamatorios tienen básicamente un efecto local y una
vida media corta, por lo que la medición de sus niveles en
suero no es un buen indicador de la lesión tisular generada. Sin
embargo, si se producen en exceso por una lesión tisular muy
extensa, pueden distribuirse por el torrente sanguíneo y amplificar la respuesta inflamatoria en órganos alejados del lesionado originalmente.
las alteraciones de las barreras intestinales y epiteliales que se
observan tras un traumatismo grave.
Uno de los frentes de estudio actuales es saber las acciones
de esta molécula después del período inflamatorio, ya que se
cree que puede estar implicada en la regeneración tisular, atrayendo células madre12 al lugar de la lesión y promoviendo la
angiogénesis en lugares previamente inflamados.
Cascada del complemento
Las citoquinas son proteínas secretadas por las células que
tienen como misión la transmisión de información de forma
paracrina (a las células alrededor de la célula secretora) y
endocrina (a las células a distancia de la célula secretora). En
el último cuarto de siglo, estas moléculas se han estudiado
con mucho interés en el campo de la inflamación. Su administración puede producir un síndrome de respuesta inflamatoria sistémica (SIRS) en ausencia de traumatismo y el bloqueo
de sus receptores puede ser beneficioso.10 Las citoquinas proinflamatorias más estudiadas son el TNF y las interleucinas
1b (IL-1b), 6 (IL-6), 8 (IL-8) y 12 (IL-12), y el interferón g
(IFN-g). Otras citoquinas tienen un efecto antiinflamatorio,
como la IL-10.
El TNF fue una de las primeras citoquinas identificadas.
Estimula el eje hipotálamo-hipofisario-suprarrenal produciendo fiebre; en el hígado estimula la síntesis de proteína C reactiva (PCR) y es un potente agente quimiotáctico para los neutrófilos. Sus efectos sobre los macrófagos son: estimular la
fagocitosis, activar la síntesis de IL-1, de lisozimas y de prostaglandina E2.
La IL-6 ha sido una de las citoquinas más estudiadas porque demuestra una buena correlación con la cantidad de lesión
tisular.13 Se ha preconizado su utilidad como marcador de pronóstico clínico porque el aumento de su concentración plasmática por encima de determinado nivel predice el desarrollo del
síndrome del distrés respiratorio del adulto (ARDS, adult respiratory distress syndrome) y de fallo multiorgánico (MOF,
multiple organ failure). Entre sus acciones se encuentran la
estimulación de la síntesis de PGE2 en el hipotálamo, con lo
que induce fiebre; en el hígado, también estimula la síntesis de
proteínas reactivas de fase aguda (fibrinógeno, PCR); en la médula ósea, promueve la multiplicación y diferenciación de granulocitos neutrófilos y activa los linfocitos natural killer.
La cascada del complemento consiste en una serie de reacciones
enzimáticas que se inician por complejos antígeno-anticuerpo
(vía clásica) o directamente por algunos de los componentes de
la membrana de los microorganismos (vía alternativa). Algunos
de los productos pueden producir la lisis bacteriana de forma
directa y otros como el C3a o el C5a actúan conjuntamente con
las quininas y productos de la degradación de la fibrina produciendo liberación de histamina y aumentando la permeabilidad
capilar. Los metabolitos activos del complemento «marcan» las
bacterias (opsonización), atrayendo a los neutrófilos para que
las fagociten y las lisen.
Alarminas
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113
Cuando se produce una invasión por microorganismos patógenos, algunas células liberan sustancias denominadas alarminas
cuando sus receptores de membrana detectan patrones moleculares que solo poseen estos microorganismos (lipopolisacáridos de la membrana, ADN bacteriano o ARN viral). Estos
patrones moleculares exclusivos de los microorganismos patógenos se denominan PAMP (pathogen-associated molecular
pattern o patrones moleculares asociados a patógeno). Los
traumatismos también elicitan respuestas de alarma por exposición de estos receptores a moléculas endógenas denominadas
alarminas. Las alarminas forman, junto con los PAMP, un grupo más general de sustancias que denominamos DAMP (damage-associated molecular pattern o patrones moleculares
asociados a lesión).10
Una de las alarminas más estudiada es la HMGB1 (high
mobility group box-1 o proteína del grupo de alta movilidad
con caja 1). Esta proteína se encuentra en el núcleo de la
célula, donde cumple una función de organización del ADN
y regulación de la transcripción. Cuando una célula fallece y
se lisa, esta proteína nuclear se libera al espacio extracelular
y activa los receptores de DAMP estimulando la secreción de
mediadores inflamatorios. La HMGB1 no solo se libera en la
lisis celular, los monocitos, los macrófagos y las células dendríticas la secretan activamente cuando están activados
(p. ej., por el factor de necrosis tumoral [TNF] a). Como su
concentración está en relación con la cantidad de necrosis
tisular, se han estudiado sus niveles en diversos modelos experimentales de traumatismo como la fractura bilateral de
fémur, el shock hipovolémico o la lesión hepática por isquemia-reperfusión.11
Tanto las sustancias liberadas por los PAMP como las alarminas activan las células presentadoras de antígenos (APC)
—neutrófilos, linfocitos T, monocitos, macrófagos, linfocitos
natural killer y células dendríticas—, indicándoles el lugar del
daño tisular y estimulando la liberación de citoquinas por parte de estas células. La HMGB1 también interacciona con las
células endoteliales, por lo que se la ha responsabilizado de
Citoquinas
élulas implicadas en la respuesta
al traumatismo
C
En respuesta a los traumatismos, entran en acción en el sistema
inmunitario los neutrófilos, los monocitos/macrófagos y los
linfocitos natural killer.
Neutrófilos
Los neutrófilos o granulocitos representan el 60% de los leucocitos circulantes. Son el grupo celular que primero se activa
y su acción es la más importante en la respuesta inicial al traumatismo. Su función principal es la lucha contra microorganismos invasores y el desbridamiento de los tejidos necróticos.
Cuando se produce un traumatismo, los neutrófilos se activan,
migran e infiltran los tejidos afectados por el trauma atraídos
por la IL-8; una vez en el lugar del traumatismo, se adhieren a
la pared endotelial y la atraviesan llegando al parénquima del
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114
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
órgano, donde se degranulan, liberando diversos tipos de moléculas:
• Marcadores de lesión y activadores de otras células. Los
•
•
•
mismos neutrófilos liberan IL-8 y TNF; ambas moléculas
son potentes quimiotácticos de los mismos neutrófilos, con
lo cual cada vez son más los que acuden al lugar de la lesión.
Proteasas neutras. Entre ellas, la elastasa es la que permite
la adhesión de los neutrófilos al endotelio de los vasos y su
posterior migración hacia el parénquima tisular. Los niveles
de elastasa se han utilizado como marcadores de la cantidad
de daño tisular.
Especies reactivas del oxígeno, que incluyen iones de oxígeno, radicales libres y peróxidos. Son moléculas muy pequeñas y altamente reactivas. Estos compuestos se forman
de manera natural como subproducto del metabolismo normal del oxígeno y tienen un importante papel en la señalización celular, actuando como marcadores de lesión. Además, el peróxido de hidrógeno es el sustrato de actuación
de la mieloperoxidasa. Sin embargo, si sus niveles aumentan significativamente, se pueden producir daños en el ARN
y ADN celulares.
Mieloperoxidasa. Es la enzima responsable de la transformación del peróxido de hidrógeno y cloro (H2O2 + Cl–) en
ácido hipocloroso (HClO), que es capaz de disolver la pared de las bacterias y, por ello, la principal arma del neutrófilo contra las infecciones. La enzima, al contener un grupo
hemo, es la responsable del color verde de algunos puses y
secreciones.
Los neutrófilos atacan a los microorganismos y desbridan el
tejido muerto mediante tres mecanismos:
1. Fagocitosis del microorganismo opsonizado (marcado) por
el complemento o del resto celular, y liberación de gránulos
al interior del fagocito para que digiera su estructura.
2. Degranulación. Liberación de las sustancias del interior de
los gránulos al espacio extracelular, donde lisarán directamente el microorganismo.
3. Trampas extracelulares. Los neutrófilos pueden también
«morir matando»;14 a este tipo de muerte celular, diferente
a la lisis y a la apoptosis, se la ha denominado netosis (de
net, «red»). Cuando un neutrófilo está activado, puede romper sus membranas plasmática y nuclear, y expulsar la cromatina contenida en el núcleo al espacio extracelular. Su
cromatina (su ADN) actúa como una red en la que los microorganismos quedan atrapados, los gránulos del neutrófilo también son expulsados y lisan los microorganismos
atrapados.
La función de los neutrófilos es defender ese tejido lesionado contra los microorganismos y limpiarlo de tejido necrótico. Sin embargo, una activación generalizada puede producir que los neutrófilos migren e infiltren tejidos no lesionados, y causen su
disfunción.15 Son los principales responsables del ARDS y del
MOF.
Monocitos/macrófagos
La función principal de los monocitos circulantes y de los macrófagos tisulares es la fagocitosis de patógenos o de tejido
necrótico. Los granulocitos que han fallecido también son ingeridos por los macrófagos. Además de la función de digestión
de los patógenos, otra de sus funciones más importantes es la
de actuar como células presentadoras de antígenos; al digerir
un patógeno, integran parte de la pared del microorganismo en
su propia membrana plasmática. Los linfocitos T que reconocen
esta pared bacteriana producen anticuerpos específicos para el
antígeno presentado que se unirán a otros microorganismos
para señalarlos como cuerpos extraños para que el macrófago
los fagocite.
Células dendríticas
Las células dendríticas probablemente deriven de los monocitos,
como los macrófagos. Se encuentran en los epitelios en contacto con el mundo exterior, las mucosas del estómago y del intestino, la mucosa nasal y la piel (donde reciben el nombre
de células de Langerhans). Las células dendríticas actúan como
células presentadoras de antígenos, es decir, presentan en su
membrana antígenos para que sean reconocidos por linfocitos
T-killer, T-helper y linfocitos B. Los linfocitos T y B se activan
en contacto con el antígeno presentado por la célula dendrítica
y actúan contra él, ya sea mediante citotoxicidad o fabricando
anticuerpos específicos para el antígeno.
Linfocitos natural killer
Los linfocitos natural killer son linfocitos que actúan precozmente, pertenecen al sistema inmunitario innato, es decir, que
no precisan de la presencia de anticuerpos para desarrollar su
función. Se activan por citoquinas (IL-2, IL-6, IL-12, IL-15,
IL-18) liberadas por células estresadas (por una infección vírica, pero también por un traumatismo). Actúan por citotoxicidad,
mediante proteínas contenidas en gránulos de su citoplasma
(perforinas) que liberan cerca de la célula estresada que han
decidido «matar». Las perforinas producen poros en la membrana celular y la célula se lisa o presenta apoptosis.
Síndrome de respuesta inflamatoria
sistémica
Los pacientes politraumatizados con una lesión tisular significativa activan los mecanismos de defensa antes expresados
como consecuencia de la lesión celular directa que produce el
traumatismo, pero también como consecuencia de la hipoxia
secundaria a lesiones pulmonares o a la anemia aguda por pérdida sanguínea o a la necrosis tubular aguda secundaria a la
hipovolemia. Todas estas células se encuentran «estresadas» y
liberarán citoquinas.
Durante milenios, el sistema inmunitario ha evolucionado
para luchar especialmente contra la invasión por microorganismos. La respuesta inmune inicial a la lesión tisular está especialmente diseñada para protegernos contra una infección. El
aumento de la producción de neutrófilos, su activación, el aumento de adhesividad y la migración hacia el parénquima tisular son análogos a lo que ocurre en una nación que se prepara
para la guerra, alista a los soldados, los entrena y los envía al
frente. Sin embargo, la noxa ha desaparecido un instante después del accidente. A diferencia de lo que ocurre en una infección, donde los microorganismos proliferan y se multiplican
sobre el tejido necrótico, después del accidente no hay agresor
contra el que luchar, similar a un ejército inflamado por las
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apítulo 10 Bases fisiopatológicas de la respuesta sistémica al traumatismo grave
arengas, lleno de ira contra el enemigo y dispuesto para la batalla que, sin embargo, se encuentra con que se ha declarado la
paz. Las huestes, sin enemigo que atacar, se dedican al pillaje
y a la barbarie; los inocentes y pacíficos aldeanos son el pasto
de la ira insatisfecha por el inexistente enemigo que los soldados esperaban. Así, los neumocitos, los hepatocitos, los miocitos o las células del endotelio del propio organismo padecen la
acción de los leucocitos que no encuentran ninguna bacteria
que fagocitar. A su vez, el daño tisular provocado por los propios leucocitos aumenta los niveles de mediadores inflamatorios, con lo cual el organismo cae en un círculo vicioso que
puede concluir en la propia autodestrucción.
Al estado de hiperinflamación que se produce en ocasiones
después de un accidente, sin infección bacteriana subyacente,
se le denomina síndrome de respuesta inflamatoria sistémica
(SIRS). Los criterios (cuadro 10-1) para definir que un paciente se encuentra en este estado se concretaron en una conferencia de consenso en 1992,16 este estado de inflamación es tan
similar a una infección generalizada que la definición del estado de sepsis solo difiere de la del estado de SIRS en el hecho
de que se reconozca una infección o se detecte una bacteriemia.
Teoría del segundo impacto
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
El estado de SIRS está provocado no solo por la lesión tisular
directa producida por el traumatismo inicial, sino también por
las circunstancias, como consecuencia del traumatismo, que
agravan la lesión tisular (entre otras, la hipoxemia por una lesión
de la vía aérea o la hipovolemia por un sangrado abdominal) y
las que se desarrollan secundariamente.8 Un síndrome compartimental sin tratamiento correcto produce una lesión tisular
mucho mayor que la producida por el traumatismo inicial que
lo desencadenó.
Los fenómenos de isquemia-reperfusión también son responsables de una gran liberación de mediadores inflamatorios.
Cuando las células se ven sometidas a isquemia no solo por la
contusión directa, sino por el estado de vasoconstricción e hipovolemia por el sangrado, además de por alteraciones microcirculatorias (por alteraciones de la adhesividad de los leucocitos), siguen consumiendo energía (degradando ATP en ADP
y este en monofosfato de adenosina (AMP), y el AMP en hipoxantina), pero son incapaces de regenerar a ATP la hipoxantina producida. El agotamiento del ATP produce directamente
que la bomba de Na+/K+ de la membrana celular deje de funcionar, el aumento del Na+ intracelular produce edema intrace-
Cuadro 10-1 Criterios diagnósticos del síndrome
de respuesta inflamatoria sistémica (SIRS)*
• Frecuencia cardíaca > 90 latidos/min
• Frecuencia respiratoria > 20 respiraciones/min. Hiperventilación con PaCO2 < 32 mmHg
• Temperatura > 38,8 °C o < 36,8 °C
• Recuento de leucocitos > 12.000/mm3 o < 4.000/mm3,
o bien > 10% en formas juveniles
*Para la definición de SIRS, es necesario que se cumplan dos o más criterios. Se define sepsis cuando se cumplen criterios de SIRS y existe un
foco bacteriano conocido o bacteriemia.
115
lular por entrada de agua, además de alteraciones de la membrana y acumulación de Ca2+ intracelular, que es el responsable
de las alteraciones de la membrana, de la liberación de mediadores y activación de proteasas y nucleasas que pueden acabar
en lesión del ADN celular y la lisis o apoptosis de la misma
célula. Estos efectos se observan después de una isquemia prolongada, pero de mayor importancia es el efecto de la acumulación de hipoxantina en células sometidas a un estado isquémico transitorio. Cuando se restaura la volemia y se reperfunden
los tejidos que han sido sometidos a isquemia, en presencia de
oxígeno, la hipoxantina se degrada a xantina y, finalmente, a
ácido úrico. En estos dos pasos se generan radicales de oxígeno
libres que producen lesiones de la membrana y del ADN nuclear induciendo la lisis o apoptosis celular.
Algunas intervenciones terapéuticas iniciales sobre el paciente politraumatizado también aumentan la cantidad de lesión tisular: laparotomías, toracotomías, craneotomías, fijación
de fracturas, etc.; otras aumentan el estado inflamatorio por
exposición del sistema inmunitario a antígenos, como la transfusión de sangre homóloga.17 A toda la carga inflamatoria inducida por los esfuerzos terapéuticos iniciales de estabilización
del paciente politraumático, se la denomina segundo impacto.
Los médicos a cargo de un paciente politraumático han de valorar cuidadosamente que la carga del segundo impacto sea la
menor posible para evitar que el paciente sufra las consecuencias del SIRS, lo cual implica normalmente estabilizar las lesiones para evitar su progresión y diferir su reparación definitiva a un momento posterior, cuando el estado inflamatorio del
paciente haya disminuido y mejorado (teoría del control de
daños).18
Actualmente, no podemos predecir con certeza qué paciente desarrollará SIRS, aunque empezamos a atisbar que los niveles de algunos de los mediadores implicados en el proceso
inflamatorio pueden ser de utilidad en esta predicción.13 Sin
embargo, es sabido que algunos pacientes desarrollan un SIRS
tras una lesión tisular menor, mientras que otros que han sufrido una gran lesión tisular no desarrollan este estado.
onsecuencias clínicas del síndrome
de respuesta inflamatoria sistémica
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Síndrome del distrés respiratorio del adulto
La denominación de este síndrome, descrito por Ashbaugh en
1967,19 ha cambiado la palabra adulto por agudo, pues se ha
reconocido su aparición también en niños y neonatos.20
La insuficiencia respiratoria inicial es probablemente multifactorial, la hipoxemia es debida al llenado alveolar por edema rico en proteínas, alteración de la función del surfactante,
disminución de la compliancia —distensibilidad pulmonar— y
aumento del espacio muerto pulmonar por lesión del lecho capilar.21
La base fisiopatológica del ARDS es el edema pulmonar;
el paso de plasma rico en proteínas al espacio aéreo alveolar
impide la entrada de aire, con lo cual no se produce el intercambio gaseoso y disminuye la cantidad de oxígeno en la sangre. El plasma se difunde desde el interior del capilar al espacio
aéreo alveolar por un aumento de la permeabilidad capilar, a
diferencia del edema pulmonar que se produce en la insuficiencia cardíaca, donde la causa principal es un aumento de la pre-
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Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
sión sanguínea capilar pulmonar, aunque la administración
excesiva de fluidos en la reanimación puede contribuir también
a la extravasación de líquido en el ARDS. La fase inicial del
ARDS se define como exudativa y la tardía como proliferativa.
En la fase inicial, se perturba la barrera alveolocapilar, que
está formada por el endotelio capilar y el epitelio alveolar.
Las autopsias de pacientes con ARDS demuestran que el
endotelio se encuentra alterado, no solo existe lesión de las
células endoteliales, sino que estas aumentan el espacio entre
sí y a través del espacio creado puede salir el plasma rico en
proteínas que ocupará el alvéolo. En el ARDS también hay
capilares tan lesionados que la circulación sanguínea a través
de ellos es imposible, con lo que no solo hay lugares del pulmón mal ventilados, sino que los hay mal perfundidos.
La otra parte de la barrera, el epitelio alveolar, también se
daña. Existen dos tipos de células epiteliales alveolares: las de
tipo I, que son las más numerosas y constituyen la base del
epitelio, y las de tipo II, que, aunque menos numerosas, tienen
importantes funciones, a saber, la producción de surfactante, el
transporte de iones y la regeneración de las células de tipo I.
Los neutrófilos están íntimamente relacionados con el
ARDS, las autopsias de pacientes con el síndrome demuestran
una alta acumulación de neutrófilos en el pulmón; la reinfusión
de leucocitos autólogos marcados demuestra que estos se dirigen a esta localización, pero el motivo por el cual los neutrófilos son retenidos en el lecho capilar pulmonar es motivo de
debate. Una teoría apunta a que la causa es que el endotelio
pulmonar es más adhesivo en situaciones de estrés; otra a que
los neutrófilos activados (por la IL-8, leucotrieno B4, complemento C5a, endotoxina) pierden elasticidad y, comoquiera que
en situación normal han de deformarse significativamente para
atravesar el capilar pulmonar, cuando están activados no pueden deformarse y quedan atrapados, migrando posteriormente
hacia fuera del endotelio y al espacio aéreo alveolar. Una vez
en el pulmón, para causar un ARDS los neutrófilos deben liberar los productos tóxicos que contienen sus gránulos: proteasas,
especies reactivas del oxígeno, citoquinas y otros metabolitos
que lesionan el parénquima pulmonar. Estas armas químicas
pueden ser bloqueadas por sustancias que neutralizan los efectos de las proteasas (la a1-antitripsina y la a2-macrogobulina
neutralizan a la elastasa, que es la que digiere la matriz extracelular permitiendo la migración del neutrófilo hacia fuera del
endotelio) o sustancias antioxidantes que neutralizan los efectos de los peróxidos. La liberación de estas sustancias se hace
en respuesta a la acción de citoquinas antiinflamatorias. Una
vez que el neutrófilo ha realizado su función, entra en apoptosis
y es ingerido por los macrófagos alveolares; dado que en el
proceso de apoptosis el neutrófilo retiene en su interior los gránulos, no provoca mayor lesión tisular. También se ha demostrado que en situación de ARDS la proporción de neutrófilos
que entran en apoptosis es menor, lo cual implica que existen
mayor cantidad de neutrófilos activos, lisados o que han sufrido netosis,22 es decir, forman mallas (net) de ADN que contienen histonas y proteínas antimicrobianas al espacio extracelular. Estas trampas extracelulares (net) inmovilizan a los
microorganismos atrapándolos entre agentes antimicrobianos,
como mieloperoxidasa, elastasa, proteinasa 3, catepsina G, lactoferrina, triptasa y gelatinasa y otros. Pero con la lisis y la
netosis se liberan las proteasas y peróxidos, lo cual contribuye
a agravar la lesión tisular.
Toda la cascada de eventos que ocurren en el ARDS está
iniciada, amplificada y modulada por el complejo sistema de
citoquinas y otros mediadores de la inflamación. Inicialmente,
las células pulmonares producen TNF e IL-1 que estimulan
a otras células a producir IL-8, que es un poderoso quimiotác
tico de los neutrófilos. La administración de anticuerpos
anti-IL-8 puede prevenir el desarrollo del ARDS y el balance
entre IL-8 y anti-IL-8 predice mejor el desarrollo del ARDS
que la medición de la IL-8 aislada. El balance entre mediadores inflamatorios y antiinflamatorios probablemente sea mejor
predictor de la evolución del ARDS que la medición aislada
de una citoquina proinflamatoria o la cantidad de tejido pulmonar lesionado.
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116
Alveolitis fibrosante
Tras la fase exudativa del ARDS, en algunos de los pacientes
el cuadro se resuelve de forma completa y rápida sin dejar
secuelas; en otros, la curación de la lesión pulmonar es demasiado proliferativa. Hay una ocupación del espacio aéreo alveolar por células mesenquimales y excesiva proliferación de
nuevos vasos sanguíneos. Los pacientes que presentan este
tipo de fibrosis alveolar tienen mayor mortalidad. Aunque la
fase fibroproliferativa es tardía, probablemente su desarrollo
esté relacionado con el insulto inflamatorio inicial porque, por
ejemplo, la IL-1 es un estímulo mitogénico para los fibroblastos. La alveolitis fibrosante es un factor pronóstico deletéreo,
los pacientes que la desarrollan presentan mayor tasa de mortalidad.
Síndrome de fallo multiorgánico
Esta denominación define una situación clínica en la que múltiples órganos de un paciente presentan una alteración de la
función tal que el paciente no puede recuperar la homeostasis
sin ayuda médica. De hecho, al MOF no se llega sin ayuda
médica, puesto que esta situación clínica solo se presenta en
pacientes en unidades de cuidados intensivos (UCI) y es el legado del progreso de la medicina intensiva el que consigue que
sobrevivan pacientes con una insuficiencia completa de un órgano.
Aunque en realidad es todo el organismo el que está implicado, en el paciente traumático el primer órgano que fracasa
suele ser el pulmón por un ARDS, le suele seguir el fallo hepático, el renal y, finalmente, el cardíaco. Si el proceso de inflamación generalizada no se revierte, el fallo multiorgánico suele acabar con la vida del paciente.
En muchas ocasiones, el SIRS se complica con una infección. Las infecciones (neumonía por sobreinfección de una
contusión pulmonar, peritonitis poslaparotomía, infección de
una fractura abierta u otras) no solo comprometen la función
del órgano implicado, sino que aumentan el estado inflamatorio del enfermo. En muchas ocasiones, la diferencia entre SIRS
y sepsis es solo especulativa (se desconoce si el paciente presenta una infección).
Hipótesis «intestinal»
En la fase de recuperación del shock hipovolémico, el último
órgano reperfundido es el intestino. El riego esplácnico es el
último que se recupera cuando se sale de la hipovolemia y, por
tanto, el tejido intestinal es el que se ve sometido a una isquemia
más prolongada. Se cree que esta isquemia prolongada y sus
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apítulo 10 Bases fisiopatológicas de la respuesta sistémica al traumatismo grave
consecuencias pueden tener un papel fundamental e iniciador
del SIRS y del fallo multiorgánico.
A consecuencia de la isquemia intestinal, se altera la función de la mucosa intestinal y las bacterias situadas en la luz se
multiplican y migran a través de la barrera de la mucosa epitelial hasta situarse debajo del epitelio intestinal. Este fenómeno
se conoce como translocación bacteriana. La translocación
bacteriana estimula la producción de mediadores inflamatorios
por parte del intestino. Estos mediadores son liberados a la
circulación portal y distribuidos por todo el organismo activando a los leucocitos que lesionan a los distintos órganos o al
mismo intestino, produciendo una mayor alteración de la barrera intestinal, con lo que se incrementa la translocación bacteriana y se cierra otro de los círculos viciosos que padece el
paciente politraumático.10
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© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
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La mortalidad debida a coagulopatía por consumo y por fallo
multiorgánico no ha variado de forma significativa en las tres
últimas décadas y, sin embargo, la mortalidad en el paciente
politraumático ha disminuido. Esto es explicable porque ambos
son estados de agotamiento de los recursos del organismo y,
una vez traspasada la barrera que los define, no suele haber
marcha atrás. Por tanto, aun cuando se realizan esfuerzos en el
tratamiento de ambas entidades, la estrategia más eficaz es evitar que el paciente caiga en alguno de estos dos círculos viciosos letales.23
En la fase inicial de tratamiento, se debe hacer todo lo posible para minimizar la pérdida hemática y reponer la volemia
precozmente hasta solucionar la hemorragia. La detención precoz de la hemorragia no solo preserva la capacidad de oxigenación y consecuentemente evita la acidosis, sino que también
ahorra la pérdida de plaquetas y factores de coagulación que
pueden ser útiles para detener una hemorragia en otra localización. Al mismo tiempo, se ha de evitar el enfriamiento del enfermo, dadas las consecuencias de la hipotermia en la coagulación.
Se ha de intentar que el paciente supere este primer obstáculo sufriendo la menor lesión tisular posible, ya sea iatrogénica, ya sea la secundaria a la isquemia tisular por hipoperfusión. Sabemos que la cantidad de lesión tisular inicial (primer
impacto) se suma a la quirúrgica y a la producida por la hipoperfusión (segundo impacto) y que, si la suma de ambas supera cierto listón, el paciente entrará en un SIRS, que es la antesala del fallo multiorgánico. Consecuentemente, hemos de
minimizar el impacto quirúrgico en pacientes con mucha lesión
tisular y dosificarlo a lo largo del tiempo para evitar desencadenar o agravar esta respuesta inflamatoria autolesiva.
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bl og afía
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Capítulo 11
Interacción implante-huésped
Eduardo García Rey
Resumen
El gran desarrollo que se ha experimentado durante las últimas décadas en el campo de los biomateriales y su utilización como implantes en la cirugía ortopédica y traumatología ha derivado en un gran número de posibilidades a las
que el cirujano ortopédico debe enfrentarse para poseer un
correcto conocimiento. La excelente fijación ósea que presentan muchos de ellos es consecuencia de una correcta
interacción entre el implante y el huésped.
Una correcta fijación primaria es indispensable para garantizar el éxito a largo plazo de una artroplastia de sustitución articular. Tanto la fijación cementada, en su interfaz
cemento-hueso o cemento-aleación metálica, como la no cementada ofrecen resultados óptimos en un gran número de
diseños que hacen que se puedan indicar en distintos tipos
de pacientes según sus características. Los fenómenos de
aflojamiento aséptico pueden aparecer tanto a corto, debidos a una mala fijación inicial que lleva a la aparición de
una membrana fibrosa, como a largo plazo secundarios al
desgaste del par de fricción, así como a causas tribológicas
de otro tipo.
Por último, la utilización de injerto óseo en cualquiera
de sus tipos también aparece como una de las opciones
que permite una correcta evolución en determinados casos
complejos.
En este capítulo, se evaluará el conocimiento actual de la
interacción implante-huésped en cirugía ortopédica y traumatología en diferentes aspectos: primero, la estabilidad mecánica del implante y, segundo, el fenómeno del aflojamiento aséptico y los posibles factores relacionados con la fijación, como
la utilización de injerto óseo o distintos agentes farmacoló
gicos.
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Estab l dad m cán ca
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o topéd ca y t aumatología
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Una de las razones para un resultado óptimo de un implante
utilizado en cirugía de sustitución articular es la adecuada estabilidad mecánica a lo largo del tiempo de la duración de ese
implante. Para que el componente protésico presente una correcta función, debe aparecer una fijación primaria en el momento de la cirugía (estabilidad primaria), la cual puede continuar, en el caso de los implantes no cementados, por un
crecimiento óseo directo sobre una determinada superficie del
implante (estabilidad secundaria).
Int oducc ón
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El éxito de la utilización de los diferentes tipos de implantes en
cirugía ortopédica y traumatología se debe a una adecuada interacción entre los factores relacionados con el paciente y la
técnica quirúrgica1 (fig. 11-1). Sin embargo, los fallos aparecidos a lo largo de las últimas décadas en determinados materiales han sido motivo de preocupación. Aunque no siempre ha
sido la causa más frecuente, la escasa evidencia de algunos
diseños y de sus principios de fijación ha provocado que los
pacientes hayan sido víctimas de la moda.2 Por este motivo,
aunque el problema de la fijación de los implantes osteoarticulares está muy desarrollado, particularmente, en la cirugía de
sustitución articular, el cirujano debe tener en cuenta cuál puede ser el implante óptimo. Para ello, se debe evaluar de un
modo crítico toda la información científica de los datos que
obtienen tanto las investigaciones en ciencia básica como los
estudios clínicos a largo plazo o los que ofrecen los análisis de
implantes retirados.
Técnica quirúrgica
Cirujano ortopédico
Paciente
Implante
F gu a 11-1 La interacción entre el paciente, el implante y la técnica
quirúrgica debe ser la adecuada para un resultado clínico satisfactorio.
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© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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apítulo 11 Interacción implante-huésped
Fijación cementada
El desarrollo de la próstesis total de cadera de baja fricción con
par metal-polietileno y un tamaño de la cabeza femoral de
22,25 mm por sir John Charnley cambió para siempre el futuro
de la cirugía ortopédica gracias a sus excelentes resultados.3 La
introducción del cemento acrílico en la práctica ortopédica como modo de fijación fue una de las razones del éxito. El polimetilmetacrilato (PMMA) en sus dos componentes, polímero
y monómero, produce una reacción de polimerización tras su
fase de mezcla a fin de funcionar como anclaje primario y definitivo del implante.4 La interfaz hueso-cemento que se produce es una estructura con interdigitaciones que se pueden observar entre los espacios del hueso trabecular, creando un bloque.
Una evolución satisfactoria del implante cementado va a depender de la correcta transferencia y distribución de fuerzas
entre la prótesis y el hueso.
El cirujano debe conocer los factores más importantes que
pueden afectar a la interfaz cemento-hueso (fig. 11-2). La técnica de cementación es fundamental; la evolución tanto de los tipos
de cementos (alta o baja viscosidad, utilización de antibióticos o
no) como de la introducción y el manejo del PMMA durante la
cirugía (primera generación manual, segunda generación con
pistola retrógrada o tercera generación con PMMA mezclado al
vacío) ha mejorado los resultados de los implantes.5,6 El grosor
de la capa de cemento continúa en discusión desde que la tradicional capa de cemento de 2 a 5 mm, que asegura un resultado
óptimo, era alrededor de 1 mm en algunos casos con buena evolución y fue desarrollada por cirujanos franceses.7,8 Las transferencias de las cargas de un modo más directo al hueso cortical
más que en la esponjosa pueden, de este modo, mejorar la estabilidad del implante. Por último, es igualmente importante la
textura de la superficie de los componentes (pulida o mate), su
metalurgia (aleaciones de acero, cromo-cobalto o titanio) y la
forma del implante a la hora de establecer la fijación primaria y
su mantenimiento a lo largo del tiempo. Esta última debe ser
capaz de transmitir las fuerzas a la interfaz hueso-cemento para
evitar fuerzas excesivas y micromovimientos.4
De igual modo, es importante conocer la interfaz implantecemento. Al igual que el objetivo principal de los implantes
cementados es evitar el aflojamiento a nivel cemento-hueso,
hay una evidencia clara de que también puede aparecer un despegamiento de la unión entre el cemento y el implante.9 Los
factores más importantes en este proceso son análogos a la
interfaz cemento-hueso. La utilización de aleaciones de titanio
sin un adecuado tratamiento de pulido y de oxidación puede
provocar corrosión y fallo de los implantes.10 La estabilidad
rotatoria dentro de la interfaz cemento-implante también depende de la forma (bordes agudos, cuadrados) y del tamaño de
la sección del implante. Por último, la superficie del implante
(pulida o no) puede crear diferentes grados de abrasión y de
migración de los implantes dentro de la capa de cemento. Estos
últimos hallazgos llevan a que una fijación cementada pueda
ofrecer buenos resultados con distintos métodos, ya sea con un
mínimo hundimiento inicial que crea una compresión axial de
un implante recto pulido o con una fijación inicial sin hundimiento de un implante mate y anatómico.11
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Fijación no cementada
La fijación no cementada tiene como objetivo el crecimiento
óseo directo sobre el implante durante el proceso anteriormente descrito como estabilidad secundaria.1 Tras muchos intentos
con un alto número de fracasos, razón por la cual se popularizó
la fijación cementada, estos implantes comenzaron a mejorar
sus resultados utilizando para ese crecimiento diferentes superficies con cubiertas bioactivas y texturas rugosas de diferentes
implantes hechos en aleaciones metálicas (titanio, cromocobalto). En todos los casos, el objetivo es conseguir una adecuada osteointegración, es decir, una correcta unión del hueso
laminar al implante sin interposición del tejido fibroso.12 Lo que
tiene que tener en cuenta el cirujano es que la estabilidad primaria es necesaria para una correcta osteointegración. Este
proceso de osteointegración aparece como una interdigitación
entre poros de pequeño tamaño, milímetros (proceso de in-growth)
(fig. 11-3), o tras un crecimiento óseo sobre una superficie rugosa (proceso de on-growth) (fig. 11-4).
Los diferentes métodos utilizados en investigación básica
pueden evaluar la estabilidad primaria de un implante. Estudios
en experimentación miden la fuerza de tensión aplicada y su
resistencia, así como diferentes grados de movilidad, y analizan su histología.13,14 De igual modo, con los estudios en muestras óseas de cadáver o con métodos de elementos finitos que
simulan el comportamiento de un sistema basado en leyes mecánicas, lo que se trata de conseguir es una valoración óptima
de la estabilidad primaria de un implante para valorar el rango
aceptable de micromovimientos de la interfaz.15,16 Por último,
existen métodos tridimensionales in vivo como el análisis con
radioestereometría, que evalúa la posible movilización de un
implante desde el momento de la intervención quirúrgica.17 El
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F gu a 11-2 Radiografía de un vástago femoral cementado con una
correcta interfaz cemento-hueso y cemento-implante 5 años después de la
intervención.
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Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
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principal objetivo de todos estos métodos es tratar de averiguar
cuál es el movimiento que puede aparecer en la interfaz huesoimplante para que se produzca una osteointegración correcta
que permita la estabilidad del implante a largo plazo.
Los distintos estudios que han investigado el límite de cantidad de micromovimiento a partir del cual aparece la osteointegración en el proceso de estabilidad secundaria de los implantes
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F gu a 11-3 Osteointegración de una cúpula acetabular no cementada
hemisférica realizada en titanio tras su extracción.
no cementados parecen estar en el rango de 20 a 40 micras.14
A pesar de que la membrana fibrosa que se forma puede ser estable durante un tiempo, hay diversos factores como la alta fricción o la estabilidad rotatoria que pueden favorecer el aflojamiento del implante. Lo que sí parece estar más claro es que con
un micromovimiento mayor de 150 µm se forme siempre tejido
fibroso alrededor de los implantes independientemente de la superficie.18 Una vez que se ha producido esa estabilidad primaria,
los procesos biológicos estimulan el crecimiento óseo y rellenan
el hueco que aparece entre el hueso y el implante, apareciendo
la osteoinducción, estimulando las células osteoprogenitoras por
mediadores que aparecen en el proceso de reparación ósea, lo
cual aumenta la población de osteoblastos. Estas poblaciones
celulares se unen y proliferan a lo largo de la superficie del implante gracias a la osteoconductividad y la acción de las proteínas transmembrana o integrinas. Por último, se produce la osteointegración a largo plazo del hueso al implante, proceso que
comienza a partir de la cuarta a la duodécima semana postoperatoria, período durante el cual el ambiente puede influir.19
En cuanto a los factores que más influyen a la hora de diseñar un implante, conviene recordar que la morfología como
las propiedades de la superficie son los más importantes. Las
diferentes secciones geométricas se deben adaptar al hueso de
una manera adecuada para permitir una correcta estabilidad
primaria que permita la osteointegración posterior sin alteraciones significativas. Deben tenerse en cuenta las características biomecánicas de transmisión de cargas del implante al
hueso, al igual que una técnica quirúrgica que permita respetar
la vascularización ósea para que sea capaz de establecer los
puentes que inicien la reparación ósea. De igual modo, es importante que la forma sea la adecuada para evitar la aparición
de fenómenos de osteopenia por desuso a lo largo del tiempo.
En cuanto al tratamiento de la superficie del implante, se ha
descrito que se observa una correcta osteointegración con un
tamaño de poro que oscila entre 100 y 140 µm.20 Tanto si la
superficie es porosa o rugosa, el tamaño del poro es fundamental para la buena evolución de la fijación del implante al hueso
(tabla 11-1).
Fisiopatología del aflojamiento aséptico
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F gu a 11-4 Radiografía de un vástago femoral no cementado realizado de aleación de titanio de doble cuña con superficie rugosa con signos
de fijación ósea 15 años después de la intervención.
A pesar del gran éxito de la cirugía de sustitución articular
como parte del tratamiento de las enfermedades articulares en
su estadio final, el cirujano debe tener en cuenta que el aflojamiento puede aparecer en cualquier momento, especialmente a
largo plazo. Debido a las consecuencias que pueden aparecer
en términos de destrucción ósea, su correcta comprensión y el
diagnóstico precoz son esenciales. La teoría más aceptada que
trata de comprender este proceso es la de la enfermedad de
partículas. Tras la fase inicial que sigue a la implantación durante la cual se estabiliza la prótesis, la interfaz permanece
durante una fase biológica y mecánicamente estable más o menos variable a lo largo del tiempo.21
Como fenómeno multifactorial, conviene recordar los distintos factores que afectan a la aparición de aflojamiento en los
implantes utilizados en cirugía ortopédica y traumatología. Ya se
ha comentado con anterioridad la importancia del micromovi-
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apítulo 11 Interacción implante-huésped
abla 11-1 Tipos de fijación mecánica de los implantes osteoarticulares
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Fijación
Biomaterial
Interfaz
ementada
Fijación primaria
Polimetilmetacrilato
Cemento-hueso: interdigitación en hueso trabecular
Cemento-implante: depende del diseño, acabado,
hundimiento-compresión
o cementada
Fijación primaria
y secundaria
Aleaciones metálicas (titanio,
cromo-cobalto, cubiertas
de hidroxiapatita)
Micromovimiento inicial
Crecimiento óseo: en superficie rugosa (on-growth)/
interdigitación en superficies porosas (in-growth)
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miento inicial y la aparición de tejido fibroso, grietas, y el potencial camino que aparece para las partículas de desgaste, que a su
vez pueden interferir en el despegamiento del implante. La osteopenia por desuso que frecuentemente se observa alrededor de
los implantes a lo largo del tiempo también es causa de camino
para las partículas y la consecuente aparición de osteolisis. Otro
proceso estudiado ha sido el concepto de presión alta de fluidos
por la teoría del espacio articular efectivo y la carga dinámica
que puede acelerar la transferencia de partículas de desgaste a
zonas débiles de la interfaz.22 Otros factores estudiados relacionan las endotoxinas como activadoras de la respuesta macrofágica y la predisposición genética que ha sido descrita al observar
diferentes respuestas a una misma cantidad de polietileno.
La aparición de partículas procedentes de la superficie articular, las superficies modulares no articulares y las zonas de
choque produce una reacción de cuerpo extraño que activaría una
reacción inflamatoria localizada. De igual modo, las partículas
pueden ser transportadas por los macrófagos al sistema reticuloendotelial y generar una respuesta biológica dependiendo de
la cantidad, el tipo, la composición o la superficie de las mismas.
da con zonas de hueso necrótico previo y la interfaz que muestra contacto directo entre el PMMA y el osteoide23 (fig. 11-5).
Otras técnicas como el autoinjerto masivo con ayuda de membrana provocada con la utilización de un espaciador de PMMA
han demostrado la estimulación de la revascularización y la
consolidación de hueso nuevo.24
Efectos farmacológicos en la interfaz
hueso-implante
La aparición de una respuesta inflamatoria crónica en la interfaz
hueso-implante u osteolisis, puede estar influida por la acción
de diferentes fármacos utilizados en relación con la intervención quirúrgica o de modo frecuente por otras causas. Así pues,
los antibióticos, los antiinflamatorios y los medicamentos relacionados con el calcio parecen tener un efecto positivo en la
osteointegración, y otros como los inmunosupresores o los
dicumarínicos parecen tenerlo negativo.
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Injerto óseo e interfaz injerto-implante
El injerto óseo es el segundo tejido que más frecuentemente se
trasplanta por orden de frecuencia solo detrás de la sangre. Es
un procedimiento quirúrgico con gran número de indicaciones
que trata de sustituir hueso en defectos para ayudar a la reparación ósea. El hueso tiene la capacidad de regenerar sin formar
tejido cicatricial, unas propiedades que el injerto óseo puede
conseguir gracias a diferentes mecanismos biológicos: osteoconducción, el material del injerto actúa como andamiaje para
el crecimiento óseo nuevo que se encuentra en el hueso nativo;
osteoinducción, el material incluye mediadores que estimulen
las células madre mesenquimales para realizar la diferenciación
celular a condroblastos y osteoblastos; osteogénesis, síntesis de
hueso nuevo por células derivadas del injerto o el huésped,
sobre todo, las que provienen del hueso esponjoso. Así pues, se
puede obtener injerto óseo de manera autóloga (autoinjerto) o
heteróloga (aloinjerto), y según sus características puede ser
aspirado de médula ósea, hueso esponjoso, cortical, desmineralizado o sustituto óseo.
La incorporación del injerto óseo depende de factores como
la vascularización, sistémicos (hormonales, infección, fármacos), además de factores biomecánicos (carga, estabilidad). La
utilización de aloinjerto de esponjosa impactado ha demostrado
que existe una zona de hueso regenerado entre la capa profun-
F gu a 11-5 Radiografía de un fémur proximal intervenido de cirugía
6 años antes de recambio de vástago mediante una técnica de aloinjerto de
esponjosa de cabeza femoral triturado e impactado con un vástago femoral
cementado de doble cuña.
i
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122
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
e
onclus on s
i
C
­
Los implantes metálicos pueden, de igual modo, crear reacciones locales o a distancia cuando se implantan. Los productos de degradación derivados de los implantes se generan
por desgaste mecánico y roturas, al igual que por la corrosión
de la superficie.25 Estos productos pueden aparecer como
partículas de desgaste, iones libres, complejos metal-proteínas, secuestrados en formas de almacenaje orgánicas como
la hemosiderina o como sales u óxidos de metales inorgá
nicos.
Las respuestas biológicas pueden crear citotoxicidad, sobre
todo en forma de nanopartículas, formando una reacción granulomatosa intensa que afecte a la respuesta inmune, al igual
que se han descrito fenómenos de mutagénesis. A nivel local,
la respuesta a los iones metálicos puede ser en las partes blandas con derrames, lesiones quísticas o sólidas pseudotumorales
con metalosis y necrosis asociadas, al igual que en la interfaz
hueso-implante creando fenómenos de aflojamiento y osteolisis. Por último, a nivel sistémico se han descritos numerosos
hallazgos en los sistemas hematopoyético, renal o nervioso, si
bien, al igual que con la posibilidad del cáncer, no se han podido demostrar en estudios epidemiológicos alteraciones clínicas significativas.
f
r
bl og a ía
i
Bi
El cirujano ortopédico debe conocer los aspectos más importantes de las posibles interacciones que aparecen entre un implante y el hueso. Tanto la investigación básica como los estudios clínicos son fundamentales para continuar en la correcta
evolución que se ha producido durante los últimos años. Es
importante no utilizar diseños poco validados a fin de evitar
errores que se han producido, sobre todo, en patologías en las
cuales ya existen soluciones con resultados excelentes.
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­
Reacción al desgaste metálico
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Capítulo 12
Fisiopatología articular:
cartílago y sinovial
Javier García Coiradas, Fernando Marco Martínez
Resumen
En el presente capítulo desarrollaremos la fisiología y la patología relacionadas con las articulaciones y todas sus estructuras con los objetivos de:
• Conocer la estructura, composición y función de las articulaciones y sus componentes, el cartílago articular y la
membrana sinovial.
• Identificar posibles agresiones y lesiones que afectan al
cartílago articular, y el proceso de su reparación.
• Localizar los diferentes tipos de ligamentos existentes, su
anatomía y posibles lesiones, a fin de saber manejarlas
correctamente.
• Clarificar el concepto de inestabilidad articular y su tratamiento.
• Recordar la importancia de las heridas articulares, su tratamiento e impacto en el futuro de dicha articulación.
• Describir el fibrocartílago y sus principales diferencias
con el cartílago hialino.
Int oducc ón
r
i
Las articulaciones son estructuras que interconectan los diferentes segmentos rígidos del esqueleto. Distinguimos tres tipos
de articulaciones en función del grado de movilidad que presentan:
1. Sinartrosis: no hay movilidad entre los segmentos óseos
que la forman, ya que están unidos por tejido fibroso. Las
suturas frontoparietal y occipitoparietal son dos ejemplos
de sinartrosis.
2. Anfiartrosis: articulaciones de movilidad restringida, en las
que los dos huesos se mantienen unidos por estructuras cartilaginosas, por ejemplo, la sínfisis del pubis.
3. Diartrosis o articulación sinovial: es una estructura altamente especializada que permite el movimiento con una
mínima fricción y la transmisión y distribución de cargas y
solicitaciones mecánicas a su través. Es un tipo de articulación esencial del aparato locomotor, pues, accionada por
los músculos, permite la realización de un amplio rango de
movimientos. Es el tipo de articulación más frecuente.
Ejemplos de esta son el hombro o la cadera.
La articulación sinovial está formada por las epífisis de los
huesos que participan de la articulación, la cápsula articular y
los ligamentos intraarticulares que limitan el movimiento y confieren estabilidad, así como la membrana sinovial y el líquido
sinovial que baña, lubrifica y nutre las superficies articulares
junto con diferentes fibrocartílagos a fin de aumentar la superficie articular, dar estabilidad u otorgar mayor estabilidad.
La eficacia de esta articulación viene determinada por las
características de los elementos que la componen. El equilibrio
entre estabilidad y movilidad articulares es indispensable para
responder a la demanda mecánica a la que estas articulaciones
están sometidas.
En cuanto al cartílago, existen tres tipos en el organismo:
1. Fibrocartílago: predomina el componente fibrilar. Lo encontramos en los meniscos, en los anillos fibrosos de los
discos intervertebrales, en los rodetes glenoideo y acetabular, y otras localizaciones.
2. Cartílago elástico: con abundantes fibras elásticas. Es el
que forma el pabellón auricular, la epiglotis, la laringe, etc.
3. Cartílago hialino o articular: destaca como componente la
matriz hidrófila. Es el más abundante en el organismo; está
presente en superficies articulares, en la nariz, en la parrilla
costal, etc. El cartílago articular es un tejido avascular, aneural y alinfático, lo que le confiere ciertas peculiaridades fisiopatológicas, que se irán tratando a largo del capítulo. Adicionalmente, el cartílago hialino constituye la placa fisaria que
permite el crecimiento de los huesos largos.
a tílago a t cula o ca tílago
h al no
C
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r
i
r
r
i
Se trata del tipo de cartílago más frecuente, al ser el que recubre
las superficies epifisarias de los huesos que forman las articulaciones sinoviales.
omposición del cartílago articular
C
(cuadro 12-1)
Podemos dividirla en un componente extracelular, formado por
agua y macromoléculas estructurales y un componente celular,
formado por los condrocitos.
123
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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124
uadro 12-1
C
C
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
omposición del cartílago articular
C
élulas
• Condrocitos: representan aproximadamente el 10% del
cartílago articular
Matriz extracelular
• Agua (60-80%)
• Macromoléculas (20-40%):
• Colágeno (65% de las macromoléculas): tipo II (90-95%)
y tipos V, VI, IX, X y XI (5-10%).
• Proteoglicanos o mucoproteínas (25% de las macromoléculas): condroitín sulfato (el más abundante),
queratán sulfato y dermatán sulfato
• Proteínas no colágenas (10% de las macromoléculas)
Ácido hialurónico
Queratán sulfato
Matriz extracelular
Proteínas
de unión
Su composición es la siguiente:
•
Proteína del núcleo
del agrecano
F gu a 12-1 Ejemplo de una estructura de proteoglicano. Alrededor de una molécula de ácido hialurónico se van disponiendo los monómeros, que a su vez están formados por una proteína del núcleo del agrecano,
sobre la que se agrupan los glucosaminoglucósidos, incluidos el condroitín
sulfato, el queratán sulfato y el dermatán sulfato.
r
la elasticidad, a la resistencia y al bajísimo par de fricción
existente entre las superficies articulares, además de participar en los mecanismos de lubrificación articular y constituir el medio de difusión de nutrientes hacia los condrocitos.
Macromoléculas (20-40%): colágenos, proteoglicanos y
mucoproteínas, y proteínas no colágenas.
• Colágeno (65% de las macromoléculas): el tipo II representa el 90% del total de colágeno presente en el
cartílago. Es el tipo de menor calibre y el que está mejor
capacitado para colaborar con las macromoléculas en
mantener un elevado grado de hidratación. Además,
presenta gran resistencia a la tensión y al cizallamiento.
• Proteoglicanos y mucoproteínas (25% de las macromoléculas): son macromoléculas formadas por agregados
de monómeros. El monómero es una estructura formada por un filamento proteico central con múltiples cadenas laterales de glucosaminoglicanos, entre los que
destacan el condroitín sulfato (el más abundante), el
queratán sulfato y el dermatán sulfato. Los monómeros
se agrupan en torno a una cadena de ácido hialurónico,
formando los agrecanos (fig. 12-1). La interacción entre
las moléculas de colágeno y proteoglicanos en la matriz
extracelular contribuye a la rigidez, fuerza y adhesividad del cartílago articular. El grado de integración varía
en los distintos estratos del cartílago y se ve afectado en
las situaciones patológicas. Otra de las funciones de los
proteoglicanos es controlar los movimientos del agua y
permitir el atrapamiento de esta, que se desaloja en
compresión y se atrae, por la carga negativa de los proteoglicanos, al cesar esta.
• Proteínas no colágenas (10% de las macromoléculas):
como la fibronectina o la ancorina. Se encargan de mantener la relación entre las macromoléculas y los condrocitos. Los proteoglicanos y las proteínas no colágenas
mantienen atrapada la fase líquida y controlan sus movimientos para mantener la elasticidad frente a la compresión, además de participar en la lubrificación.
Condroitín sulfato
i
• Agua (60-80%): el elevado contenido en agua contribuye a
Condrocitos
Son células de origen mesenquimal. Se disponen generalmente aisladas o en pequeños grupos isogénicos, y son las encargadas de producir y mantener la matriz extracelular, lo que se ve
estimulado por la carga y el movimiento articulares.
Su morfología varía según la capa de cartílago en la que se
encuentren. Presentan un metabolismo reducido con escaso
consumo de oxígeno, en el que predomina la glucolisis y el
metabolismo anaerobio.1 La actividad metabólica del condrocito es mayor en las zonas profundas, lo que se aprecia microscópicamente por un mayor desarrollo del retículo endoplásmico rugoso. El condrocito maduro cesa prácticamente su
actividad mitótica, salvo en situaciones patológicas. En la tabla 12-1 se recogen los factores de crecimiento más importantes presentes en el cartílago articular.
Fisiología del cartílago articular
Cabe destacar lo siguiente:
• Actividad metabólica: en el cartílago articular se lleva a ca•
bo una constante sustitución de glucosaminoglicanos, a un
ritmo aproximado del 50% al año, y de colágeno, a un ritmo
del 50% cada 10 años.
Nutrición: como se ha citado previamente, el cartílago es
avascular; por tanto, la nutrición se tiene que llevar a cabo
a partir del líquido sinovial. La nutrición se realiza por difusión o convección, es decir, por la deformación del cartílago en el curso de los movimientos, lo que explica la im-
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
abla 12-1 Factores de crecimiento presentes
en el cartílago articular
T
Factor de crecimiento
Función
Factor de crecimiento
derivado de plaquetas
(PDGF)
Participa en la reparación
de las laceraciones
del cartílago
Factor de crecimiento
transformante b (TGF-b)
Estimula la síntesis
de proteoglicanos
Factor de crecimiento
fibroblástico básico (b-FGF)
Estimula la síntesis de ADN
en los condrocitos
Factor de crecimiento similar
a la insulina 1 (IGF-1)
Estimula la síntesis de ADN
y matriz extracelular
en el cartílago articular
adulto
portancia del movimiento articular para mantener una
buena nutrición y evitar el deterioro del cartílago.
Estructura del cartílago articular (fig. 12-2)
El cartílago articular se estructura en cuatro capas, con variaciones en cuanto a la composición y la organización de su estructura, debido a que existen diferencias funcionales entre
cada una de ellas:2
1. Capa superficial: lámina splendens, condrocitos alargados,
metabólicamente poco activos y ordenados en paralelo a la
superficie.
2. Capa intermedia o de transición: células redondeadas con
mayor actividad metabólica y fibras más gruesas entrecruzadas sin patrón.
Zona de superficie
articular
Capa superficial
Capa intermedia
o transicional
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
125
apítulo 12 Fisiopatología articular: cartílago y sinovial
Capa profunda
Tidemark
Capa calcificada
Hueso subcondral
Hueso esponjoso
3. Capa profunda o radial: las células se disponen en columnas perpendiculares a la superficie. Las fibras son más gruesas y abundantes, y ordenadas verticalmente. La matriz
extracelular se compone de menor cantidad de agua y más
proteoglicanos. Entre esta capa y la siguiente existe una
línea ondulada y basófila (línea de la marea o tidemark),
que sirve de separación entre ambas.
4. Capa de cartílago calcificado: presenta menor número de
células y une el cartílago al hueso subcondral por el anclaje de las fibras colágenas.
Propiedades del cartílago articular
Se distinguen dos propiedades:
1. Biomecánicas: el comportamiento viscoelástico del cartílago
articular, es decir, la deformación en función del tiempo de
aplicación de la fuerza, es lo que le permite transmitir y
amortiguar las cargas a las que se ve sometida la articulación.
Por otra parte, optimiza el deslizamiento entre las dos caras
de la articulación con un coeficiente de fricción muy bajo.
2. Lubrificación: evita el desgaste de la superficie articular.
M
b ana s nov al
em
r
i
i
Se trata de un tejido descrito como capa lisa y brillante, que se
encarga de segregar el líquido sinovial, de eliminar productos de
desgaste, de participar en la nutrición del cartílago y en la reparación de ligamentos intraarticulares. Es el tejido diana de algunas enfermedades, como los reumatismos inflamatorios crónicos.
Estructura de la membrana sinovial
Cuenta con dos capas:
1. Capa íntima: es la que está en contacto con la cavidad articular. Está formada por sinoviocitos con funciones fagocitarias (tipo A) y secretoras (tipo B).
2. Capa subíntima: se encuentra bien vascularizada y, en ella,
hay vasos linfáticos y fibras nerviosas propioceptivas.
La membrana sinovial cambia su estructura en respuesta a las
lesiones, ya sean traumatismos o irritaciones, aumentando su
vascularización, celularidad y permeabilidad, lo que influye en
las características del líquido sinovial.
íquido sinovial
L
Se trata de un filtrado del plasma regulado por la membrana
sinovial, que evita que pasen proteínas superiores a 150.000 Da
como son el fibrinógeno y las proteínas que participan en la
cascada del complemento, y que explica que el líquido sinovial
no coagule.
Algunas de las proteínas que podemos encontrar en el líquido articular son:
• Ácido hialurónico: confiere viscosidad.
• Lubricina: contribuye a mantener un bajo coeficiente de
fricción.
F gu a 12-2
i
r
El cartílago articular y sus capas.
• Fibronectina: contribuye a la adherencia celular.
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126
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
Las características del líquido sinovial varían en respuesta a las
lesiones de la membrana sinovial, encargada de la producción
de este líquido, por lo que el análisis del mismo nos orientará
sobre el tipo de agresión sufrida por la membrana sinovial.
e
r
e
r
e
e
i
Le
s on s cond al s
y ost ocond al s
Se trata de lesiones que afectan a la superficie cartilaginosa de
una articulación; en tal caso, estaríamos ante lesiones condrales,
o que, además de al cartílago, afectan al hueso subyacente,
denominándose entonces lesión osteocondral. La condición del
cartílago de ser un tejido avascular, aneural y alinfático hace
que tenga una escasa capacidad reparativa, por lo que las lesiones condrales pueden ser devastadoras para el funcionamiento
de la articulación. El pronóstico puede mejorar en el caso de
que se afecte el tejido óseo subcondral y la vascularización
subyacente pueda participar en la curación.
condral hace que se vean reducidas las propiedades mecánicas
de la articulación afectada.
Lesión condral
Se produce por abrasión, laceración o fractura del cartílago
articular. Pese a producirse la lesión, no existe una respuesta
reparativa adecuada, por lo que no se ponen en marcha mecanismos que favorezcan la regeneración del cartílago lesionado.
Existen algunos factores que han sido relacionados con la inefectiva reparación de las lesiones condrales:
• Factores vinculados con la estructura tisular, que, al ser
•
•
T
Etiopatogenia. ipos de lesiones condrales
Las lesiones pueden ser indirectas, por lesión de partes blandas
circundantes, o directas.
Lesiones condrales indirectas
Por exposición al aire
El contacto del cartílago con el aire aumenta la degradación o
supresión de la síntesis de proteoglicanos tras sufrir una apertura traumática o quirúrgica de la cápsula sinovial. Si la exposición es temporal, los condrocitos restauran dicha pérdida. Si,
por el contrario, es prolongada, se puede desecar el cartílago y
ocasionar la muerte de los condrocitos. La resistencia mecánica disminuye, alterando la correcta función de la articulación,
por lo que, además de retrasar la carga como parte del tratamiento, debería cubrirse la articulación lo antes posible y, si no
fuera posible, mantenerla irrigada con suero fisiológico.
Por derrame sinovial o hemartros
Lesión osteocondral
La profundidad de la lesión del cartílago es mayor; llega hasta
el hueso subcondral. En este caso, sí se produce un proceso
inflamatorio reparativo que depende de los elementos procedentes del hueso subcondral y encontramos la aparición de un
hematoma que favorece la migración celular de fibroblastos y
de células mesenquimales, y la síntesis de matriz extracelular,
siendo el coágulo formado inicialmente la base de la respuesta
reparadora.
Este tejido de reparación tiene características similares a las
del fibrocartílago con propiedades mecánicas inferiores al cartílago hialino y con escasa capacidad de integración con el
cartílago adyacente.
A nivel microscópico, presenta una organización macromolecular de la matriz extracelular distinta; así, aparecen altos
niveles de colágeno de tipo I, a diferencia del colágeno de tipo II, predominante en el cartílago hialino, y los proteoglicanos
propios del cartílago hialino son sustituidos por otros.3 Este
tejido de reparación no solo difiere en su composición del cartílago hialino, sino que además sufre un proceso degenerativo
más precoz y favorece el deterioro del cartílago adyacente,
pues los condrocitos cercanos a este nuevo tejido degeneran.
C
La lesión se produce por varios factores como son un aumento
de la presión articular, una disminución en la producción de
ácido hialurónico, la liberación de enzimas lisosomales, la disminución del intercambio de nutrientes y la irritación de la
membrana sinovial, que tiene lugar en mayor medida cuando
se produce un hemartros. Se debe evaluar la posibilidad de
evacuar derrames articulares o hemartros a fin de prevenir futuras limitaciones articulares.
Por cuerpos libres o detritus cartilaginosos
La presencia de cuerpos libres, también denominados «ratones
intraarticulares», puede producir una lesión mecánica directa o
una lesión indirecta por irritación de la membrana sinovial y
liberación de enzimas proteolíticas.
Lesiones condrales directas (tabla 12-2)
Contusión
Se produce cuando el impacto al que es sometida la articulación
es superior a las cargas fisiológicas habituales. Aparece edema
con alteración de la matriz extracelular y puede llevar a la destrucción de los condrocitos. La presencia de una contusión
aneural, carece del reconocimiento de que se ha producido
una lesión y, al ser avascular, no permite la aparición de una
reacción inflamatoria adecuada.
Factores inherentes a los condrocitos, como la baja densidad celular de estos y su limitada actividad mitótica.
Factores relacionados con la matriz extracelular, que parece que supone un obstáculo para la migración de moléculas.
En función del tamaño y de la localización de la lesión
condral, puede suponer la evolución a degeneración artrósica.
línica
La presentación clínica es variable en función de la intensidad
del traumatismo y de las estructuras articulares afectas.
De modo general, encontraremos:
• Dolor: de características mecánicas, por trasladarse la car•
ga al hueso subcondral al haberse superado la capacidad de
carga de la articulación.
Derrame articular: si la lesión es condral, se formará un
derrame de tipo hemartros, mientras que, si la lesión es
osteocondral y, por tanto, llega al hueso subcondral, aparecerá un lipohemartros, es decir, un hemartros con gotas de
grasa procedentes del hueso en el sobrenadante.
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C
127
apítulo 12 Fisiopatología articular: cartílago y sinovial
abla 12-2 Lesiones del cartílago articular (según Buckwalter)
T
Tipo
de lesión
Descripción
Respuesta del tejido
Potencial de curación
I
Contusión sin destrucción
de la superficie articular (daños
en la estructura macromolecular
de la matriz cartilaginosa
y en los condrocitos; puede incluir
lesión del hueso subcondral
y producir degradación
de las moléculas de la matriz)
Síntesis de nuevas macromoléculas
de la matriz
Proliferación celular
Si la estructura básica de la matriz
permanece intacta y se conservan
un número suficiente de células
viables, estas pueden restaurar
la composición normal del tejido
Si la matriz o población celular
sufre daños graves o si el
tejido sufre daños posteriores,
el cartílago puede deteriorarse
II
Fractura condral o laceraciones.
La lesión se limita al cartílago
articular
No se forma coágulo de fibrina ni
se produce inflamación. Síntesis
de nuevas macromoléculas de
la matriz y proliferación celular,
pero el nuevo tejido no rellena
el defecto de cartílago
Dependiendo de la situación, el
tamaño de la lesión, la integridad
estructural, la estabilidad
y la alineación de la articulación,
la lesión puede permanecer
inalterada o el cartílago
articular restante puede
deteriorarse
III
Fracturas osteocondrales
(la destrucción de tejido
se extiende desde el cartílago
articular hasta el hueso)
Formación de un coágulo de fibrina,
inflamación, invasión de nuevas
células y producción de nuevo
tejido. El tejido reparador
del cartílago se convierte
normalmente en fibrocartílago,
no en cartílago articular o hueso.
No rellena defectos grandes
o restaura el contorno
de la superficie articular
El tejido reparador del hueso
se convierte en hueso normal
Dependiendo de la situación
y el tamaño de la lesión, y
de la integridad estructural,
la estabilidad y la alineación
de la articulación, el tejido
reparador puede remodelarse
y formar una superficie articular
fibrocartilaginosa o puede
deteriorarse junto con el cartílago
circundante, dejando el hueso
al descubierto
Traducido y adaptado con autorización. © 2002, Wolters Kluwer Health, Inc.
Fuente: Buckwalter. Clin Orthop Relat Res 2002;402:21-37. Kluwer Health, Inc., y sus sociedades no se hacen responsables de la traducción
de la publicación original en inglés ni de los errores que pudieran producirse.
• Limitación funcional: como consecuencia del dolor y del
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
•
•
derrame articular.
Bloqueos articulares: aparecerán si existen cuerpos libres.
Signos y síntomas de las lesiones de partes blandas articulares asociadas: por ejemplo, ante una lesión ligamentosa
asociada aparecerá inestabilidad articular.
iagnóstico
extensión.4 La punción articular y el análisis del líquido obtenido pueden orientarnos en el diagnóstico.
El diagnóstico definitivo se realiza mediante la visualización directa de la lesión con la realización de una artroscopia.
La clasificación de Outerbridge permite diferenciar distintos grados de lesión condral atendiendo a su aspecto macroscópico al visualizarlos con el artroscopio (fig. 12-3):
D
El proceso diagnóstico debe comenzar por la anamnesis y una
exploración física adecuada. En la anamnesis cobra mucha importancia el mecanismo lesional, que, además del diagnóstico
de la lesión condral, nos puede hacer sospechar lesiones asociadas, como lesiones ligamentosas.
Entre las pruebas complementarias, la radiografía simple
tiene una utilidad limitada. La tomografía computarizada (TC)
puede ser útil ante una lesión osteocondral para valorar el grado de afectación ósea, aunque la prueba de elección para este
tipo de lesiones es la resonancia magnética (RM), que nos permite valorar la localización precisa, el grado de afectación y su
0. Cartílago de consistencia y apariencia normales.
1. Reblandecimiento del cartílago articular en la palpación.
2. Fibrilación superficial del cartílago.
3. Fisuración del cartílago.
4. Denudación a hueso subcondral (úlcera condral).
ratamiento
T
Para la reparación de las lesiones condrales, se debe tomar en
consideración la profundidad del defecto, la madurez del tejido
y la localización de la lesión dentro de la articulación.5
ERRNVPHGLFRVRUJ
128
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
I
II
III
IV
r
i
F gu a 12-3 Clasificación de Outerbridge de las lesiones condrales: al
visualizarlo en artroscopia, puede existir reblandecimiento, fibrilación,
agrietamiento o ulceración del cartílago.
De manera general, hay que evitar la exposición de la articulación al aire, evacuar el derrame articular si está a tensión,
proteger la articulación de la carga precoz, limitar la movilidad
articular inicialmente, pero evitando el uso de una inmovilización rígida prolongada, tratar los síntomas asociados como el
dolor y extraer los cuerpos libres si estos son de tamaño significativo.
Tratamiento quirúrgico
• Las lesiones condrales que aparecen como consecuencia de
A
nta as
Esguinces
Podemos definir el esguince como la elongación o rotura de un
ligamento debido a un estiramiento súbito en el que se supera
la máxima tensión soportable por el ligamento.
Etiopatogenia
Existen dos tipos de esguinces según el nivel del ligamento en
el que se produce la lesión:
1. Esguinces intersticiales: se producen en el cuerpo del ligamento y son los que aparecen asociados normalmente a
traumatismos de baja energía.
2. Esguinces de la unión: se produce a nivel de la inserción
del ligamento en el hueso. Se asocian a traumatismos de
alta energía y pueden ser una avulsión simple o una fractura por arrancamiento de la inserción ligamentosa.
Anatomía patológica
Se describen tres grados de lesión ligamentosa:
• Grado I: esguince leve. Existe deformación plástica con
•
•
ri
me
i
p
s on s ca sulol ga
e
Le
•
fracturas con extensión a una articulación requieren la reducción anatómica de la superficie articular afecta y una
síntesis estable.
Las lesiones condrales parciales se tratan de forma artroscópica mediante afeitado y regularización de la lesión.
Los defectos completos pueden ser tratados de diversas
maneras: perforaciones del hueso subcondral para provocar
una respuesta reparativa, colocación de injertos autólogos
(a veces, en forma de múltiples cilindros o mosaicoplastia)
o de aloinjerto, y, finalmente, implantes de condrocitos autólogos cultivados.6 Existen, actualmente, numerosas líneas
de investigación sobre técnicas de ingeniería tisular para la
reparación de lesiones condrales.
i
•
duración dura hasta 1 año con reorientación de los haces de
colágeno según las líneas de fuerza. Hasta la maduración
de las nuevas fibras formadas, puede existir laxitud articular.
2. Ligamentos intraarticulares: se encuentran dentro de la
cápsula articular (p. ej., ligamentos cruzados de la rodilla).
Las lesiones que afectan a estos ligamentos no cicatrizan
de manera espontánea, pues el proceso reparativo es impedido por el líquido sinovial.
natomía de los ligamentos
Se trata de un tejido conjuntivo rico en colágeno de tipo I en el
que predominan fibras de elastina y fibronectina, y que se caracteriza por tener un escaso número de fibrocitos. Su función
consiste en unir entre sí los huesos que forman una articulación, participar en la estabilidad articular, guiar el recorrido del
movimiento y recoger información propioceptiva gracias a la
rica inervación que poseen. Los ligamentos tienen un comportamiento viscoelástico, es decir, su deformidad depende de la
tensión a la que se vean sometidos y durante cuánto tiempo lo
estén (mayor elasticidad a fuerzas con baja velocidad, menor
edad y calentamiento previo).
Existen dos tipos de ligamentos en función de su localización respecto de la articulación:
1. Ligamentos extraarticulares: se encuentran fuera de la cápsula articular (p. ej., ligamento lateral externo de la rodilla).
Cuando se produce una lesión de este tipo de ligamentos,
la reparación es posible. El proceso de remodelación y ma-
microrroturas del ligamento, pero no hay laxitud en la exploración física de la articulación.
Grado II: esguince moderado. Aparecen roturas y focos
hemorrágicos visibles macroscópicamente, pero sigue conservándose la continuidad ligamentosa y no hay laxitud
articular.
Grado III: esguince grave-rotura ligamentosa. Se trata del
grado máximo de lesión en el que hay discontinuidad ligamentosa y laxitud clínica de la articulación afectada.
Clínica
Varía según el grado del esguince:
• Grado I: existe dolor en la palpación local al forzar el mo•
•
vimiento que pone en tensión el ligamento o al cargar la
articulación. No existe laxitud articular.
Grado II: el dolor es más intenso y aparecen edema e inflamación local moderados, pero la articulación sigue siendo
estable.
Grado III: existe dolor en la palpación local, pero en este
caso, al estar el ligamento completamente roto, el dolor no
aumenta con las maniobras de estrés articular, si bien estas
maniobras sí provocan laxitud articular, lo que se conoce
como «bostezo». En la inspección, se aprecian también
edema, inflamación y hematoma local.
Si se trata de un ligamento intraarticular, el paciente presenta
dolor y hemartros.
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
En la exploración, existe una laxitud articular, dependiendo
del ligamento lesionado.
Diagnóstico
En los esguinces de grados I y II, el diagnóstico se basa en la
anamnesis y en la exploración física, en la que destaca la estabilidad articular al realizar las maniobras de estrés. La radiografía simple es normal. La RM es la prueba más útil para detectar el grado de lesión ligamentosa y, en estos casos, aparecen
edema e inflamación intrasustancia, manteniéndose la continuidad de las fibras ligamentosas.
En los esguinces de grado III, en la exploración física destaca que las maniobras de estrés articular son positivas. Si realizamos radiografías de estrés, observaremos bostezo articular
(fig. 12-4). La RM demostrará falta de continuidad del ligamento. Podremos observar el fragmento óseo en las fracturas
por arrancamiento al realizar el estudio radiográfico.
Tratamiento
El objetivo del tratamiento de un esguince es conseguir una
articulación móvil y estable.
Como se ha indicado anteriormente, se debe distinguir si la
lesión es de un ligamento extraarticular o de uno intraarticular:
• Ligamentos extraarticulares: en general, el tratamiento es
•
conservador y la cirugía se reserva para los casos en los que
se produce una fractura por arrancamiento con separación
de fragmento óseo si existen heridas asociadas o si se produce la interposición de partes blandas entre los cabos.
Ligamentos intraarticulares: al no producirse un proceso
reparativo adecuado, las roturas de estos ligamentos requieren tratamiento quirúrgico.
Tratamiento conservador
Es el empleado en la mayoría de los casos. Tiene como base el
reposo, la aplicación de hielo, la compresión (vendaje compresivo) y la elevación, lo que responde al acrónimo RICE (rest,
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
129
apítulo 12 Fisiopatología articular: cartílago y sinovial
F gu a 12-4
i
r
ice, compression, elevation). Se suele añadir un tratamiento
analgésico o antiinflamatorio.
El grado de inmovilización varía según la gravedad del esguince, pero tiende a ser lo más funcional posible para la articulación. Se recomienda comenzar la fisioterapia una vez pasada la fase aguda del esguince, aproximadamente, 5-7 días
después de la lesión.
Tratamiento quirúrgico
Si se trata de una lesión intrasustancia, los ligamentos extra
articulares se pueden reparar mediante sutura con o sin la ayuda de un refuerzo con una plastia.7 Si es un arrancamiento, se
debe realizar la reinserción del ligamento en el hueso mediante un anclaje o similar. Si lo que ha ocurrido es la fractura por
arrancamiento de la inserción, se fijará el fragmento óseo con
material de osteosíntesis.
Para los ligamentos intraarticulares, se realiza una reconstrucción con autoinjerto o aloinjerto.8
En el cuadro 12-2 se esquematiza el tratamiento de los esguinces según su gravedad.
­
Complicaciones
Tras un esguince pueden aparecer complicaciones, bien porque
la recuperación o reparación de la lesión resulte deficiente o
excesiva:
• Reparación deficiente: puede deberse a una falta de estabi-
•
lización o a que se haya producido una lesión grave de las
partes blandas. Esto tiene como consecuencia una laxitud
e inestabilidad articulares. Se puede optar por un tratamiento conservador mediante fisioterapia para tratar de mejorar
la inestabilidad articular y, si esta fracasa, el tratamiento
quirúrgico consistirá en la reparación del ligamento mediante retensado, refuerzo o reconstrucción.
Reparación excesiva: puede aparecer en lesiones graves si
aparecen infecciones, si la cirugía de reparación fue extensa o prolongada, o si la inmovilización se prolongó dema-
Bostezo articular en radiografías de estrés de rodilla y tobillo por lesiones ligamentarias.
ERRNVPHGLFRVRUJ
130
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
Según el grado de inestabilidad
uadro 12-2 Manejo de los esguinces
según el grado
C
Dependiendo de la magnitud del traumatismo puede producir:
G
rado I: leve
• Hielo local. Analgésicos y antiinflamatorios no esteroideos
• Vendaje adhesivo elástico durante 15 días
• Fisioterapia
•
G
rado II: moderado
• Inmovilización durante 3-4 semanas:
• Contención elástica (strapping)
• Vendaje enyesado
• Ortesis estabilizadora
• Antiinflamatorio
• Fisioterapia
• Luxación: se trata de la pérdida permanente de contacto
•
Según la cronología de la inestabilidad
Atendiendo al tiempo transcurrido desde la aparición de la
inestabilidad hasta el diagnóstico, distinguimos entre inestabilidad congénita, aguda, crónica, inveterada, recidivante o
habitual:
G
rado III: grave
• Reparación quirúrgica precoz (< 4 días)
• Vendaje enyesado durante 4 semanas
• Fisioterapia
• Congénita: por ausencia o anomalía del desarrollo de los
extremos óseos.
siado en el tiempo. Cualquiera de estos factores puede tener
como consecuencia una rigidez articular. El tratamiento
inicial consistirá en fisioterapia para mejorar el balance articular y, si no mejora, puede recurrirse a una movilización
bajo anestesia o a una artrolisis de la articulación.
r
nosticar al menos durante 3 semanas.
• Recidivante: cuando la articulación ha tenido varios episodios de inestabilidad (al menos en tres ocasiones).
• Habitual: se suele emplear como sinónimo de recidivante
y, por otros autores, para señalar aquellas articulaciones
que presentan inestabilidad en los movimientos habituales
de la vida diaria.
Se distinguen dos mecanismos de lesión principales:
Se define la inestabilidad articular como la pérdida del contacto normal entre las superficies articulares.
Clasificación
La inestabilidad articular se puede clasificar de diferentes formas atendiendo al grado de inestabilidad, a la cronología, a la
etiología, a la intencionalidad o a la dirección.
1. Traumática: se trata de la forma más frecuente y se produce por una posición forzada de la articulación que puede ser
consecuencia de un traumatismo directo, indirecto, o de
una contracción muscular brusca. Se manifiesta clínicamente por dolor agudo en reposo y en la manipulación.
2. Atraumática: tiene un comienzo insidioso, con molestias
leves y reducción espontánea de los episodios de inestabi-
i
F gu a 12-5 Luxación astragalina con herida articular
asociada.
ERRNVPHGLFRVRUJ
r
i
r
i
• Aguda: episodio reciente de inestabilidad.
• Crónica: se prolonga durante más de 72 h.
• Antigua o inveterada: aquella que ha permanecido sin diag-
Según la etiología de la inestabilidad
e
i
i
e
In stab l dad a t cula .
uxac on s
L
entre las superficies articulares. Requiere maniobras de reducción para recuperar el contacto perdido (fig. 12-5).
Subluxación: existe una pérdida parcial del contacto entre las superficies y, normalmente, se produce una reducción espontánea y una vuelta al contacto articular normal.
Fractura-luxación: toda aquella luxación que lleva asociada una fractura de uno de los extremos articulares.
131
C
apítulo 12 Fisiopatología articular: cartílago y sinovial
lidad. Aparece en personas con hiperlaxitud articular, aunque también puede ser adquirida.
• Lesiones neurovasculares: la afectación de las estructuras
vasculares a consecuencia de una luxación puede conllevar
la aparición de isquemia crónica, alteraciones del retorno
venoso, edemas linfáticos, etc. La lesión de los nervios puede dejar como secuela la presencia de paresias, disestesias
o parálisis.
Según la intencionalidad de la inestabilidad
Diferenciamos entre voluntaria o involuntaria. Estos últimos casos asocian con cierta frecuencia trastornos de la personalidad.
Según la dirección de la inestabilidad
La luxación puede ser unidireccional o multidireccional.
uxaciones traumáticas
En la tabla 12-3 se resumen las distintas formas de inestabilidad
articular.
s on s d l
L
Le
Desde el punto de vista anatomopatológico, se produce una
rotura-desinserción de la cápsula y los ligamentos articulares,
en mayor o menor grado dependiendo del mecanismo, de la
dirección y de la intensidad del traumatismo.
Clínicamente se manifiestan por dolor súbito acompañado
de deformidad e impotencia funcional. Este tipo de luxaciones
se asocia frecuentemente a lesiones de las estructuras nerviosas
y/o vasculares adyacentes, por lo que es fundamental realizar
una exploración neurovascular completa ante todo episodio de
luxación.
El diagnóstico se basa en la anamnesis y en la exploración
física. La radiografía simple es la prueba de imagen de elección en el momento agudo y debe obtenerse preferiblemente
antes y después de cualquier maniobra de reducción.
El tratamiento inicial consiste en volver a colocar las superficies articulares en su correcta localización mediante maniobras
de reducción. Existen diferentes maniobras según la articulación
afectada y estas pueden realizarse bajo anestesia local o general.
En la mayoría de las ocasiones, las maniobras de reducción de
la luxación son satisfactorias de forma cerrada, pero, si no es así,
puede ser necesaria la reducción abierta de la misma.
Una vez reducida la articulación, se debe comprobar su
estabilidad, pues la persistencia de la inestabilidad puede indicar la presencia de una fractura asociada. Se debe realizar siempre una nueva exploración neurovascular distal después de
cada maniobra de reducción. La articulación luxada se inmoviliza durante un período de tiempo variable, aunque de forma
aproximada 3 semanas es el tiempo que suelen requerir las
partes blandas lesionadas para cicatrizar. Pasado el período de
inmovilización, está indicado uno de rehabilitación para recuperar el balance articular y fortalecer la musculatura.
Complicaciones
e
e
b oca tílago
fi
r
r
Definición
Los fibrocartílagos son estructuras intraarticulares de origen
cartilaginoso que facilitan el deslizamiento articular, mejoran
la congruencia entre los extremos óseos, amortiguan la intensidad de las cargas que recibe la articulación, participan en la
estabilidad articular y generan información propioceptiva.
Algunos ejemplos de fibrocartílagos son los meniscos en la
rodilla, el rodete glenohumeral del hombro o el fibrocartílago
triangular de la muñeca, siendo estos tres, además, los más
frecuentemente lesionados.
­
natomía patológica
A
Las características anatomopatológicas de los fibrocartílagos
son importantes para entender el proceso de reparación de estas
estructuras ante una lesión.9 La vascularización llega al tercio
del fibrocartílago que está en contacto con la cápsula articular
a través de su inserción, y serán las lesiones en esa zona del
fibrocartílago las que tendrán potencial de cicatrización, mientras que las lesiones en otras zonas del fibrocartílago no podrán
cicatrizar por la falta de vascularización.
Clínicamente, las lesiones de fibrocartílago se manifiestan
clínicamente por dolor, derrame articular y síntomas mecánicos
por atrapamiento, como pueden ser chasquidos, bloqueos o
pseudobloqueos, o por inestabilidad o aprensión articulares.
iagnóstico
D
Se realiza fundamentalmente mediante la anamnesis y la exploración clínica. La prueba complementaria más útil para el
diagnóstico de las lesiones de fibrocartílago es la RM. El diagnóstico definitivo se realiza hoy día mediante artroscopia.
Son relativamente frecuentes y dependen del mecanismo de
lesión y de la rapidez con que se reduce la luxación:
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
i
ratamiento
T
• Inestabilidad articular: tras un episodio de luxación, puede
•
•
aparecer una inestabilidad articular debido a la falta de reparación adecuada de las lesiones capsuloligamentarias. La
articulación se hace inestable ante traumatismos menores o
movimientos habituales.
Necrosis avascular: si en el momento de la luxación se
produce una lesión de la vascularización epifisaria, puede producirse una necrosis avascular en los meses posteriores a la luxación.
Artrosis secundaria: la pérdida de contacto entre las superficies articulares puede producir la lesión del cartílago articular y, por tanto, la degeneración artrósica de la articulación.
Inicialmente se realiza un tratamiento sintomático de forma
parecida a como se hace en caso de esguince. Si la sintomatología no remite o aparecen síntomas mecánicos o de inestabilidad, el tratamiento debe ser quirúrgico. Entre las opciones de
tratamiento quirúrgico se encuentran las siguientes:
• Reparación: si la lesión es en la zona vascular periférica,
•
mediante la realización de una sutura o la reinserción de
fibrocartílago.
Desbridamiento: se realiza una resección parcial de la lesión; es la opción elegida cuando la parte de fibrocartílago
afectada es la no vascularizada.
ERRNVPHGLFRVRUJ
132
T
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
abla 12-3 Formas de clasificación de la inestabilidad articular atendiendo a diferentes parámetros
Parámetro
Forma
Descripción
Grado de inestabilidad
Luxación
Pérdida permanente de contacto articular
Subluxación
Pérdida parcial de contacto
Fractura-luxación
Luxación asociada a fractura de uno de los huesos
Cronología
Etiología
Intencionalidad
Dirección
Congénita
Ausencia o anomalía del desarrollo de los extremos óseos
Aguda
Episodio reciente de inestabilidad
Crónica
Se prolonga durante > 72 h
Inveterada
Sin diagnosticar durante ≥ 3 semanas
Recidivante
Varios episodios de inestabilidad
Habitual
Inestabilidad en los movimientos normales de la vida diaria
Traumática
Tras un acontecimiento traumático
Atraumática
No ha existido traumatismo claro
Voluntaria
El paciente puede producir la inestabilidad
Involuntaria
El paciente no controla la inestabilidad
Unidireccional
Inestabilidad siempre en la misma dirección
Multidireccional
Inestabilidad en distintas direcciones
Asociaciones frecuentes de inestabilidad articular
Grado
Cronología
Etiología
Intencionalidad
Dirección
Ejemplo
Luxación
Luxación
Aguda
Traumática
Involuntaria
Unidireccional
Codo
Recidivante
Atraumática
Voluntaria
Multidireccional
Hombro
Subluxación
Crónica
Atraumática
Involuntaria
Unidireccional
Articulación trapeciometacarpiana
• La resección completa de los fibrocartílagos como forma
re
i
das a t cula
r
Heri
de tratamiento en articulaciones de carga ha demostrado ser
perjudicial a largo plazo por el aumento de la tendencia a
desarrollar artrosis.
facilitan el riesgo de artritis aguda postraumática tras una herida articular.
Clasificación
Fue descrita por Collins en 1988 y define cuatro tipos como
recoge el cuadro 12-3.
s
Solución de continuidad de partes blandas que establecen comunicación entre el interior de una articulación y el exterior.
Etiopatogenia
Según el mecanismo de lesión pueden ser:
• De fuera adentro: mayor riesgo de infección.
• De dentro afuera: en el contexto de fracturas o luxaciones
D
Definición
Se realiza fundamentalmente gracias a la exploración física. Si
existen dudas de la presencia de una herida articular por tratarse, por ejemplo, de lesiones puntiformes producidas por un
objeto punzante, pueden utilizarse estudios de imagen como la
artrografía, la RM o, más empleada en la actualidad, la artroscopia. El diagnóstico definitivo se realiza mediante exploración
quirúrgica de la herida.
articulares (v. fig. 12-5).
ratamiento
natomía patológica
El objetivo fundamental del tratamiento de las heridas articulares es prevenir la aparición de infecciones, facilitar la curación
de partes blandas y lesiones asociadas, y restablecer la función articular. El primer paso ante una herida articular es la
T
A
iagnóstico
Se debe valorar el grado de lesión de las diferentes estructuras
articulares. Las características fisiológicas de las articulaciones
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
133
apítulo 12 Fisiopatología articular: cartílago y sinovial
lar. Si a consecuencia de la herida se lesiona alguno de los estabilizadores de la articulación, puede aparecer inestabilidad
residual, que requerirá tratamiento quirúrgico.
uadro 12-3 Clasificación de Collins
de las heridas articulares
C
ipo I
Perforación o desgarro simple de la cápsula sin daños extensos de las partes blandas:
onclus on s
T
• Ausencia de lesión de la superficie articular o mínima
(< 2 mm de defecto; área de conminución < 1 cm2)
• Lesión significativa (> 2 mm de defecto; área de conminución > 1 cm2) de una única superficie articular
• Lesión significativa (> 2 mm de defecto; área de conminución > 1 cm2) de las dos superficies articulares o rotura
meniscoligamentaria
ipo II
Perforación o desgarro simple o múltiple de la cápsula con
lesión extensa de partes blandas:
C
i
• El cartílago articular está formado mayoritariamente por
•
agua y macromoléculas, entre las que destaca el colágeno
de tipo II. Su composición y estructura le permiten cumplir
su función biomecánica y de lubrificación de las articulaciones.
Las patologías traumáticas más importantes que afectan al
cartílago articular son la lesión condral y la osteocondral,
cuya reparación está dificultada por ser el cartílago un tejido aneural, avascular y alinfático.
Un ligamento es una estructura de tejido conjuntivo que
une dos estructuras óseas entre sí. Existen ligamentos intray extraarticulares, los cuales se comportan de manera distinta ante una lesión.
Un esguince es la elongación o rotura de un ligamento. Se
caracteriza por inflamación y bostezo articular si el ligamento está roto. El diagnóstico es fundamentalmente clínico, y el tratamiento conservador es el más habitual.
La inestabilidad articular tiene diversas formas de presentación, de las que la más frecuente es la luxación traumática. Es importante pensar en las posibles lesiones, sobre
todo, neurovasculares, que pueden acompañar a una inestabilidad articular.
El fibrocartílago articular es un tipo de cartílago presente
en algunas articulaciones para, entre otras funciones, hacerlas más congruentes. Su lesión puede ocasionar dolor e
inestabilidad articular.
Las heridas articulares ponen en grave riesgo de infección
a las articulaciones, por lo que son fundamentales un diagnóstico certero y un tratamiento precoz.
T
• Ausencia de lesión de la superficie articular o mínima
(< 2 mm de defecto; área de conminución < 1 cm2)
• Lesión significativa (> 2 mm de defecto; área de conminución > 1 cm2) de una única superficie articular
• Lesión significativa (> 2 mm de defecto; área de conminución > 1 cm2) de las dos superficies articulares o rotura
meniscoligamentaria
ipo III
Fractura abierta periarticular con extensión a la articulación
subyacente:
•
•
•
T
• Ausencia de lesión de la superficie articular o mínima
(< 2 mm de defecto; área de conminución < 1 cm2)
• Lesión significativa (> 2 mm de defecto; área de conminución > 1 cm2) de una única superficie articular
• Lesión significativa (> 2 mm de defecto; área de conminución > 1 cm2) de las dos superficies articulares o rotura
meniscoligamentaria
ipo I
Luxación abierta o lesión vascular o nerviosa asociada que
precise reparación quirúrgica
T
•
•
V
Traducido y adaptado con autorización. © 1989, Lippincott-Raven
Publishers.
Fuente: Collins et al. Clin Orthop Relat Res 1989;243:48-56. Kluwer Health,
Inc., y sus sociedades no se hacen responsables de la traducción de la
publicación original en inglés ni de los errores que pudieran producirse.
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
e
toma de muestras microbiológicas para, a continuación, administrar antibioterapia empírica y profilaxis antitetánica.
En la mayoría de las ocasiones, se debe realizar una exploración quirúrgica de la herida, en la que se lava y desbrida la
lesión, y se lleva a cabo un cierre primario si es posible o se
realiza una cobertura adecuada para proceder a un cierre diferido. La articulación afectada se inmoviliza mediante vendaje
o férula.
omplicaciones
C
El mayor riesgo tras una herida articular es la aparición de infección, que requiere un tratamiento agresivo mediante antibioterapia y lavados quirúrgicos. La aparición de fibrosis articular
postraumática puede conllevar la aparición de rigidez articu-
bl og a ía
Bi
i
r
f
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ERRNVPHGLFRVRUJ
Capítulo 13
Patrón del crecimiento humano
Juan Carlos Abril, Ana Ramírez Barragán, Gabriel Á. Martos Moreno
Resumen
En este capítulo se analizan las características básicas del
crecimiento humano, con atención especial a su evolución
en las distintas etapas de la vida. También se explican los
aspectos esenciales de la maduración del esqueleto. Además, se exponen los factores ambientales, el control genético y hormonal, así como los principales indicadores de crecimiento y los métodos de evaluación comparativo y
cuantitativo.
Int oducc ón
r
i
El crecimiento longitudinal del cuerpo humano es un proceso
dinámico que comienza intraútero con la formación del cigoto
y se completa al final de la adolescencia con el cierre fisario.
Es, por tanto, un fenómeno cuantitativo que puede expresarse
como el incremento de la masa en función del tiempo, en contraposición al desarrollo, fenómeno cualitativo que, si bien
acompaña al proceso de crecimiento, no siempre discurre al
mismo ritmo que aquel.1-3
Macroscópicamente, se manifiesta por un aumento del tamaño y un cambio de la forma del organismo. Microscópicamente, existe un aumento del número y tamaño de las células
de los distintos órganos implicados, así como del volumen de
las sustancias extracelulares. Bioquímicamente, encontraremos
un aumento de la síntesis de proteínas, ácidos nucleicos, así
como del contenido en hidratos de carbono, lípidos o sustancias
más simples como las moléculas de bajo peso molecular y cristaloides. Desde el punto de vista termodinámico, el crecimiento determina la necesidad de un aporte de energía, necesaria
para realizar los procesos anabólicos.
La curva que representa el crecimiento humano tiene una forma típica con dos períodos de crecimiento rápido, compuesta por
una fase de aceleración y desaceleración, separados por un período de crecimiento más lento y estable (figs. 13-1 y 13-2). El primer
ciclo de crecimiento rápido corresponde al período fetal y primeros meses de vida extrauterina, el segundo ciclo aparece con el
estirón puberal. El período de crecimiento más lento ocurre desde
los 2-3 años de vida hasta los 10-11 años (con rangos variables en
función del sexo y ritmo madurativo). En el momento de la adrenarquia, comienza un incremento ligero de la velocidad de crecimiento, que afecta sobre todo a los miembros.
Existe una clara diferencia entre las tasas de crecimiento de
los diferentes tejidos y órganos que se producen durante las
distintas fases del desarrollo del ser humano. Este hecho explica la variación en las proporciones del cuerpo a lo largo de la
infancia. Así, en el feto hay un desarrollo predominante del
polo craneal; por eso, en el recién nacido la longitud de la cabeza es aproximadamente el 25% de la talla total, siendo el
segmento inferior proporcionalmente más corto. Durante
el inicio de la pubertad predomina el crecimiento de los miembros, mientras que en los estadios finales el tronco crece más
deprisa que las extremidades. Los miembros alcanzan el pico
de crecimiento puberal 8-10 meses antes que el tronco. Después de la fusión de las fisis de los huesos largos, la columna
vertebral crece aproximadamente 2 cm, contribuyendo a la remodelación definitiva del esqueleto.
Estas fases claramente diferenciadas del crecimiento humano se van a ver influenciadas por múltiples factores, entre los
que destacan las predisposiciones genéticas, influencias hormonales, ambientales y nutricionales (fig. 13-3).
El crecimiento prenatal sigue un aumento exponencial en
el número de células y alcanza una velocidad que nunca más
llegará a producirse. Este momento vertiginoso de crecimiento
depende, en gran medida, del tamaño materno y del estado
nutricional. La genética parenteral presenta escasa influencia
en esta etapa. Los factores implicados en el crecimiento intraútero son la insulina y el factor de crecimiento similar a la
insulina 2 (IGF-2). En este período, la acción de la hormona
del crecimiento (GH) es escasamente relevante.
Durante la lactancia, el ritmo de crecimiento se enlentece
paulatinamente hasta alcanzar la dinámica más o menos estable
característica del período prepuberal. Este ritmo depende en
gran medida de la herencia genética, produciéndose en la primera infancia el denominado fenómeno de canalización hacia
la talla genéticamente determinada. El crecimiento a partir del
segundo semestre de vida extrauterina depende especialmente
de la acción normal de la hormona tiroidea y la GH. La GH va
a estimular la síntesis de IGF-1 en el hígado y, localmente, en
la fisis, fomentando la diferenciación de los condrocitos.
La activación del eje hipotalámico-hipofisario-gonadal, con
un incremento paulatino de la producción de hormonas sexuales, marca el inicio de la adolescencia. En este período existe
un incremento de la velocidad de crecimiento resultante del
efecto aditivo de los esteroides sexuales, junto con la GH (cuya
pulsatilidad aumenta) y, consecuentemente, la síntesis de
IGF-1.
Asimismo, a lo largo de las décadas se han objetivado cambios poblacionales en los patrones de crecimiento del ser humano. Durante el pasado siglo xx, se cree que las influencias
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© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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135
apítulo 13 Patrón del crecimiento humano
Curva de crecimiento: modelo de los tres componentes
50
45
40
35
cm/año
30
25
20
Curva combinada de velocidad
de crecimiento
15
10
5
0
Prepuberal
Primera
infancia
–1
0
Pubertad
1
2
3
4
5
6
7
9
8
10
11
12
13
14
15
16
17
Edad (años)
F gu a 13-1 Modelo de crecimiento humano descrito como el «modelo de los tres componentes»: primera infancia, prepuberal y puberal. Se trata de
una curva donde se muestra la velocidad de crecimiento en centímetros por año de edad.
i
r
Ganancia ponderal humana
10
9
8
7
kg
6
5
3
2
1
nt
o
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1
2
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4
Edad (años)
Niño
Niña
F gu a 13-2 Modelo de ganancia ponderal a lo largo del crecimiento según el sexo. Obsérvese que las niñas sobrepasan a los niños a la edad de
6-7 años; sin embargo, a la edad de 13 años son los niños los que sobrepasan a las niñas en la ganancia en kilogramos, y así se mantiene el dismorfismo
sexual hasta la edad adulta.
i
r
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136
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
Crecimiento combinado en altura
200
180
160
140
Hormonas sexuales
cm
120
100
80
GH
60
40
Factores de crecimiento
fetal
20
0
–1
0
1
2
3
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6
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13
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17
18
Edad (años)
r
socioeconómicas y ambientales favorecieron el crecimiento
humano, determinando las denominadas tendencias seculares.
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c m nto
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re
e
r
i
Evoluc ón natu al d l c
humano
C
El crecimiento lineal asienta en una estructura esquelética como
es el hueso y en una estructura específica que es la fisis o platillo cartilaginoso de crecimiento. Sus condrocitos basales proliferan, se agrandan y se osifican, dando lugar a la formación
de hueso nuevo en la zona metafisaria de la fisis. Este proceso
de «crecimiento encondral» es influido por factores genéticos,
hormonales y nutricionales/ambientales, que varían según la
fase de crecimiento en la que se encuentre. Se describen cuatro fases: período prenatal, lactancia, infancia y adolescencia.
recimiento prenatal
El desarrollo intrauterino, desde la formación del cigoto microscópico hasta el recién nacido de en torno a 50 cm, constituye el período de crecimiento más intenso del ser humano.
A partir de la novena semana de vida intrauterina, termina la
organogénesis; posteriormente, en el segundo trimestre se produce una rápida aceleración del crecimiento intrauterino, llegando a una velocidad pico de 2,5 cm/semana.
A pesar de ser un intervalo cronológicamente muy corto, el
período prenatal tiene una gran proyección en la biología y
patología ulterior del crecimiento. La transformación de una
célula pluripotencial e indiferenciada, el cigoto, en un organismo tan complejo como el recién nacido a través de los procesos
de diferenciación y morfogénesis íntimamente unidos al aumento de masa es uno de los procesos más complejos y apasionantes que tenemos que entender.
El medio endocrino intrauterino es una interacción compleja de sustancias fetales, placentarias y maternas, que influyen
en el crecimiento. Cabe destacar los IGF (principalmente el
IGF-2), la insulina fetal, el lactógeno placentario humano y los
esteroides sexuales. Ni los factores genéticos ni las hormonas
tiroideas parecen influir en el crecimiento fetal, con excepción
de las mutaciones patológicas que afectan al crecimiento del
esqueleto, como la acondroplasia.4,5 La ausencia de hormona
tiroidea fetal presenta escasa afectación del crecimiento intraútero.6
La producción de testosterona por el feto masculino, que se
inicia aproximadamente a la décima semana de gestación, es
esencial no solo en la diferenciación genital masculina, sino
además porque fomenta el crecimiento general. Esta elevación
de la testosterona al final del embarazo produce una mayor
masa magra en los recién nacidos masculinos y menos masa
grasa en las niñas. De promedio, son casi 1 cm más largos y
150 g más pesados.7
C
i
F gu a 13-3 Muestra el crecimiento como el «modelo de los tres componentes». Obsérvese que en cada fase predomina el crecimiento promovido
por una hormona diferente: factores de crecimiento fetal, hormona del crecimiento (GH) y hormonas sexuales. (Basado en Karlberg J. A Biologically‐
Oriented Mathematical Model (ICP) for Human Growth. Acta Paediatr Scand Suppl 1989;350:70-94.)
recimiento en el período de la lactancia
Comprende los primeros 2 años de la vida extrauterina. Se trata de un período de crecimiento rápido, que se va enlenteciendo a partir del nacimiento. La minipubertad del final del período fetal debida a la presencia de testosterona en el feto
masculino continúa durante 3-6 meses tras el nacimiento. Es
en este período cuando los niños crecen más rápidamente que
las niñas.
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137
apítulo 13 Patrón del crecimiento humano
En esta segunda etapa, la velocidad de crecimiento está
determinada fundamentalmente por los factores parentales dependientes de la dotación genética.
Durante este período, se producen cambios endocrinos importantes; entre ellos, la sustitución del mecanismo de regulación paracrino-autocrino del período fetal por la regulación
endocrina, en la cual la hormona hipofisaria de crecimiento
pasa a desempeñar un papel cada vez más destacado, sobre
todo a partir del sexto mes de vida.
A pesar de que en el pasado se creía que el crecimiento
durante los primeros 6 meses de vida era independiente de la
GH, actualmente se admite que la deficiencia de GH o la carencia de sus receptores causan una deficiencia grave de IGF-1
que puede afectar al crecimiento posnatal desde el principio.6,8
El crecimiento humano es lineal en un proceso gradual y
no continuo.9 De forma orientativa, la velocidad de crecimiento durante el primer año de vida va desde 20 cm/año en los
primeros meses hasta 10-12 cm/año al cabo del año de edad.
En este primer año de vida, la longitud se incrementa un 50%
y el peso se triplica. En el segundo año de vida, la velocidad de
crecimiento promedia de 10 a 13 cm/año y, en el tercer año, va
de 7,5 a 10 cm/año.
Además del peso y de la talla, otros parámetros antropométricos sufren cambios importantes, como el aumento de la grasa corporal y el aumento progresivo del segmento inferior debido al crecimiento rápido de los miembros.
recimiento durante el período infantil
del crecimiento en longitud, que se acompaña de un proceso de
remodelación morfológica y del crecimiento, y maduración
de las gónadas y los genitales. A lo largo de la adolescencia se
produce la activación progresiva del eje hipotalámico-hipofisariogonadal con un aumento en la pulsatilidad de secreción de
gonadotropinas y, como consecuencia, comienzan a incrementarse paulatinamente los niveles circulantes de esteroides sexuales.
El brote de crecimiento de la adolescencia se inicia aproximadamente 2 años antes en las niñas, coincidiendo con el desarrollo mamario. El comienzo de la adolescencia en los niños
se caracteriza por el incremento del volumen testicular. Esta
diferente cronología confiere a los niños un período más prolongado de crecimiento previo al incremento puberal, que en
parte influencia la mayor estatura media de los hombres adultos. El efecto de la testosterona sobre el crecimiento genera
gran parte del dismorfismo sexual de la especie humana favoreciendo, en los varones, el incremento de los tejidos magros.
El brote de crecimiento puberal aporta más del 20% de la
estatura y del 50% de la masa ósea del adulto. El crecimiento
se completa cuando, bajo la influencia de los estrógenos, bien
sean secretados por el ovario en las mujeres, bien sean convertidos por aromatización desde la testosterona en los hombres,
se produce la fusión de las epífisis a la metáfisis. Además de las
hormonas sexuales, durante la pubertad se observan incrementos considerables en los niveles circulantes de insulina, GH e
IGF-1, todo lo cual, junto con una función tiroidea normal, es
esencial para el brote de crecimiento de los adolescentes.10
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Este período que comprende el período preescolar y el escolar,
se extiende desde los 3 años hasta el comienzo del estirón puberal. Es un período de crecimiento lento y uniforme. La talla
aumenta aproximadamente de 5 a 7 cm/año y sus incrementos
tienden a disminuir ligeramente hasta alcanzar la mínima velocidad en el momento previo al estirón puberal («depresión prepuberal del crecimiento»).
Hacia la edad de 7-8 años, el ritmo de desaceleración disminuye y se observa un aumento ligero y transitorio de la velocidad (mid-childhood spurt). El peso sigue también un aumento lento y constante, pero, al contrario que la talla, tiende
a acelerarse progresivamente.
El crecimiento en la infancia se caracteriza también por un
cambio rápido en las proporciones corporales, cuando las piernas crecen más rápidamente que el tronco y ambos crecen mucho más rápidamente que la cabeza, en proporción con la longitud total del cuerpo. La proporción entre la parte superior del
cuerpo y el segmento inferior fluctúa entre 1,7 en el momento
del nacimiento, 1,4 a los 2 años y 1 a los 10 años de edad.7
recimiento durante la adolescencia
C
La pubertad se caracteriza por importantes cambios somáticos
y emocionales, que coinciden con el proceso de maduración
sexual. Es un período en el que coexisten un ritmo de crecimiento elevado y fenómenos madurativos importantes, que van
a culminar con la consecución de la talla adulta, la expresión
completa del desarrollo sexual y el logro de la capacidad reproductiva.
El estirón puberal es el rasgo más característico del crecimiento somático, consiste en una aceleración brusca e intensa
c m nto ós o
Cre
i
ie
e
El crecimiento del esqueleto sigue la curva general descrita,
pero, además del crecimiento en longitud, el sistema óseo sufre
un proceso madurativo que coincide cronológicamente con el
aumento de tamaño de los huesos, pero es independiente de él
y se rige por mecanismos reguladores distintos. Este proceso
consiste, en esencia, en la transformación progresiva de los
primitivos primordios fibrosos o cartilaginosos en tejido calcificado. Su interés estriba en que la valoración de la maduración
esquelética, realizada con una técnica correcta, es el método
más útil para evaluar el nivel de desarrollo alcanzado. El conocimiento de este dato es fundamental para realizar la estimación
de la talla final, para evaluar las posibilidades terapéuticas de
un niño con trastorno del crecimiento y para controlar los efectos de eventuales tratamientos.11
La maduración ósea se desarrolla en tres etapas. La primera tiene lugar en el período prenatal; en ella se osifican diáfisis,
huesos planos, epífisis distal del fémur, epífisis proximal de la
tibia, calcáneo, astrágalo y cuerpos vertebrales.
Los huesos del carpo, el tarso y las epífisis de los huesos
largos se van osificando progresivamente en la etapa prepuberal. Finalmente, en la etapa de la adolescencia tiene lugar la
fusión de las epífisis a través de la osificación de los cartílagos
de crecimiento, dando lugar al final del crecimiento en lon
gitud.
Para valorar la maduración ósea no sirven las medidas absolutas del tamaño de los huesos. Es preciso emplear criterios
morfológicos, los denominados por Todd et al.12 indicadores de
madurez, que son caracteres de los distintos huesos que se pueden reconocer en la radiografía y que, por producirse de una
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Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
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El crecimiento está determinado genéticamente, y los factores
ambientales modulan dicha base genética. La importancia relativa de la dotación genética y de los factores ambientales varía en los distintos períodos y para los distintos rasgos o parámetros antropométricos: talla, peso, proporciones segmentarias
y maduración sexual.14
En condiciones ambientales favorables, la curva de crecimiento refleja la potencialidad genética. En casos de situaciones adversas como malnutrición o enfermedades crónicas, se
va a producir una situación desfavorable que va a repercutir en
el crecimiento. La intensidad de la respuesta varía de unos individuos a otros. Esta variabilidad depende del momento en
que ocurra, de su duración y de las condiciones ambientales.
Hace un siglo y medio, el hombre occidental promedio no
alcanzaba la talla adulta de media hasta los 23 años. Actualmente, esta se consigue a los 17 años. Asimismo, la edad de la
menarquia ha disminuido de los 17 a los 11,5-12 años en nuestro medio. La explicación más evidente de este fenómeno es la
mejora en los factores ambientales, fundamentalmente en la
nutrición y la disminución de las enfermedades de la infancia.
Estas mejoras producen efectos positivos sobre el eje GH/IGF-1
mejorando el crecimiento humano. En los últimos 50 años, esta tendencia secular parece haberse estabilizado.7
Un tema de actualidad sobre los factores ambientales es la
obesidad. Parece ser que esta incrementa la velocidad del cre-
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ont ol g nét co d l c
Se estima que del 70 al 90% de la estatura adulta está predeterminada genéticamente, a igualdad de factores nutricionales y
socioeconómicos. Está ampliamente aceptado el control genético del crecimiento a través de numerosos genes que actúan en
la placa de crecimiento:
• Los factores de crecimiento fibroblásticos (FGF) activan
e
ie
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i
re
e
e
re
Facto s amb ntal s
n l c c m nto
cimiento, acelera la maduración esquelética y puede adelantar
el inicio de la pubertad (si bien en los varones puede ocasionar
el efecto opuesto). En contraste con los efectos permanentes de
la desnutrición infantil a largo plazo o las enfermedades crónicas, la obesidad no se asocia normalmente a efectos deletéreos
sobre la talla adulta.10
Los factores socioeconómicos en niños en edad preescolar parecen influir más en el crecimiento que los factores
raciales o genéticos.15 El hecho de que estas diferencias en
el tamaño entre grupos étnicos o geográficos sea el resultado
de factores ambientales más que de factores genéticos fue
apoyado por el hallazgo de que niños de 7 años en familias
de clase socioeconómica alta, de ocho países diferentes, presentaban tallas muy similares correspondientes al percentil
50 en EE. UU.16
C
manera regular y en un orden definido e irreversible, señalan
su progreso hacia la madurez.11
Los procedimientos para valorar los indicadores de crecimiento, cada uno de ellos con sus ventajas y limitaciones, son
los métodos comparativos y los métodos cuantitativos. El método comparativo coteja la radiografía del paciente con los
estándares del atlas de referencia. En este atlas se representa la
maduración ósea media en distintas edades para cada uno de
los sexos, y se le asigna la edad ósea que corresponda. En los
métodos numéricos o cuantitativos se asigna una puntuación a
las distintas etapas evolutivas del hueso.
De esta forma, un fenómeno cualitativo —que se expresa
por cambios morfológicos— se transforma en un dato numérico que puede ser analizado con métodos estadísticos; así, podemos conocer exactamente en qué percentil o desviación estándar se encuentra una persona en relación con los valores de
referencia.
El prototipo de los métodos comparativos es el atlas de
Greulich y Pyle, y el de los métodos numéricos son el método
de Tanner-Whitehouse (ambos sobre imágenes de la mano y la
muñeca) y, en menores de 2 años, el método de SobradilloHernández-Sánchez13 (sobre imagen del tobillo). El inconveniente es que están realizados con muestras de poblaciones
muy alejadas en el tiempo en sus características a la población
española actual. Para obviar estos inconvenientes, Hernández
et al. publicaron en 1991 un atlas13 y describieron un método
numérico basado en el TW2-RUS (Tanner-Whitehouse en radio, cúbito y huesos carpianos), además del mencionado método original (método de Sobradillo-Hernández-Sánchez) para
valorar la maduración ósea en los primeros 2 años de vida.
•
•
•
•
los receptores para el desarrollo del hueso encondral y la
fusión final de los huesos largos. El gen del receptor 2 de
FGF (FGFR2) se expresa por los condrocitos más precoces
e induce su diferenciación, y, además, también actúa en el
desarrollo genital masculino. Otros genes como el del receptor 3 (FGFR3) estimulan la proliferación de células inmaduras y limitan la división de los condrocitos proliferantes. En contraposición, la mutación funcional de FGFR3 se
asocia con diversas patologías esqueléticas.10
Los condrocitos prehipertróficos producen una proteína
llamada erizo indio, que coordina la proliferación y la diferenciación de los condrocitos y los osteoblastos, así como
el proceso de formación ósea. El incremento de su función
o la pérdida por mutaciones produce condrodisplasias específicas con hipocrecimientos.
El gen SHOX se encuentra en la región pseudoautosómica
de los brazos cortos de los cromosomas X e Y. Se trata de
un gen necesario para el crecimiento. La pérdida por deleción de uno de los dos alelos de SHOX ha sido encontrada
en niños con talla baja armónica, además de en la discondrosteosis de Leri-Weill (la pérdida de ambos alelos provoca otra forma de malformación ósea, la displasia mesomélica de Langer).
En contraste, la sobreexpresión del gen SHOX en niñas con
el síndrome triple X produce una talla alta y explica la estatura alta de otros síndromes poli-X y poli-Y. El incremento de la estatura se ha asociado también a variantes del receptor de la melanocortina 4 (MC4R) en casos de obesidad,
entre otros genes.
El péptido natriurético de tipo C (PNC) es un regulador del
crecimiento esquelético recientemente identificado. La mutación del receptor B de PNC produce la pérdida de la función y causa la displasia esquelética de Maroteaux-Lamy
(displasia acromesomélica). Los portadores heterocigóticos
de la mutación son significativamente más bajos que los no
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139
apítulo 13 Patrón del crecimiento humano
portadores y se estima que el 3% de los niños con talla baja
idiopática podrían ser heterocigóticos para esta mutación.17
ont ol ho monal
d l c c m nto
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Como se ha indicado anteriormente, la insulina, la hormona
tiroidea y los esteroides sexuales son componentes esenciales
en las diferentes fases del crecimiento. La ausencia de insulina
intraútero provoca una insuficiencia grave del crecimiento en
los diferentes tipos de leprechaunismo o enanismo intraútero.
La hormona tiroidea fetal no es determinante en el crecimiento
intrauterino, pero es esencial para la diferenciación y la proliferación de los condrocitos y su capacidad para responder a los
factores de crecimiento a partir del nacimiento.
Existen varios defectos genéticos que afectan a la embriogénesis y la migración de la glándula tiroides, la producción de
hormona estimulante del tiroides (TSH), el receptor de TSH, la
producción de hormona tiroidea y la conversión a triyodotironina. Estas alteraciones, junto con la tiroiditis autoinmune,
pueden determinar una grave afectación del crecimiento del
niño.
Los efectos de los esteroides sexuales sobre la maduración
ósea se producen a través del receptor estrogénico; las mutaciones de este receptor o la aromatasa que controla la conversión de testosterona a estrógeno ocasionan un crecimiento óseo
más prolongado por defecto del cierre fisario. Los estrógenos
también regulan la producción de GH y, por ende, del IGF-1.
El IGF-1 es una hormona anabolizante liberada fundamentalmente por el hígado gracias al estímulo de la GH. Es la responsable de la actividad anabólica de la GH, favoreciendo la
síntesis proteica, la retención de nitrógeno y la proliferación
celular. La deficiencia congénita de GH se asocia a malformaciones estructurales del sistema nervioso central, el hipotálamo
o la hipófisis.
Las anomalías adquiridas que afectan al eje GH/IGF fluctúan desde la lesión de la región hipotalámica-hipofisaria por
traumatismos, tumores, infecciones, enfermedades autoinmunes o radiación hasta la influencia que sobre este eje ejercen
un amplio espectro de procesos catabólicos. Asimismo,
son determinantes de hipocrecimiento los defectos genéticos
en el receptor de GH, sus vías de señalización (JAK/STAT),
el propio IGF-1, la subunidad ácido lábil (SAL) que contribuye a su transporte y el receptor de IGF-1. Recientemente,
se han descrito los primeros casos humanos de hipocrecimiento por mutaciones en las proteasas encargadas de la liberación de IGF-1 de los complejos trimoleculares circulantes
(PAPPA-2).18-20
Facto
la s s
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al zado d l c
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c m nto:
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El esqueleto realiza funciones muy variadas e importantes debido a que es una agrupación de varios tejidos: óseo, cartilaginoso, conjuntivo, estructuras vasculares y nerviosas, sistema
hematopoyético y elementos reticulohistiocitarios, cada uno de
los cuales participa en actividades muy diversas.
Un tejido muy particular es el cartílago de crecimiento o
cartílago fisario. La fisis es la encargada de llevar a cabo el
crecimiento longitudinal a través del proceso de osificación
encondral, que comporta a su vez la progresión armónica de
tres procesos complementarios y estrechamente relacionados
(fig. 13-4):
1. Proliferación celular de la línea celular basal fisaria en contacto epifisario.
2. Diferenciación de las células y síntesis de la matriz extracelular en sus capas intermedias.
3. Degeneración y lisis celular, mineralización e invasión vascular en la capa fisaria que contacta con la metáfisis.
Zona epifisaria
Capa de células de reserva
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Capa proliferativa
Fisis
Zona de maduración
Capa hipertrófica
Zona de degeneración
Hueso largo
Capa de calcificación
Zona metafisaria
F gu a 13-4 Gráfico que describe la histología de la fisis. Obsérvese la distribución columnar de las células condrales responsables del crecimiento
longitudinal. Las lesiones fisarias alteran la alineación columnar y producen el cese del crecimiento. La capa de células de reserva se encuentra en contacto con la epífisis.
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Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
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­
Bi
­
El cartílago de crecimiento está especialmente dotado para
cumplir estas funciones por la capacidad del condrocito para dividirse, aun estando sometido a fuertes presiones, así como
para responder a la acción de diversas hormonas no solo con
cambios metabólicos, sino sintetizando IGF-1 y otros factores
de crecimiento, los cuales, a través de un mecanismo autocrinoparacrino, regulan su propia diferenciación y multiplicación.
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Capítulo 14
Fisiopatología de tejidos blandos
del aparato locomotor: músculos,
ligamentos, tendones y meniscos
Rafael Ballesteros Massó
Resumen
Las funciones mecánicas que tienen que asumir los tejidos
blandos del aparato locomotor condicionan su estructura. El
conocimiento de su fisiopatología determina nuestra capacidad de reparación. La reparación muscular consta de dos
procesos simultáneos: regeneración muscular y formación
de tejido cicatricial, siendo este el mecanismo principal. Los
elementos que transmiten la fuerza desarrollada por las fibras musculares, tendones y ligamentos, así como los fibrocartílagos articulares, tienen una estructura basada en armazones colágenos con cierta capacidad de autorreparación,
aunque la historia natural de muchas lesiones mejora tras un
tratamiento quirúrgico.
Int oducc ón
r
i
Las lesiones de los tejidos blandos del aparato locomotor constituyen, en la actualidad, una parte importante de la consulta
del cirujano ortopédico. En el presente capítulo se repasan la
estructura, fisiopatología y principales lesiones de estos elementos. Su conocimiento nos permite aplicar terapias contrastadas y diseñar nuevas estrategias de tratamiento.
Músculos
Estructura
La célula muscular esquelética (denominada fibra muscular) es
fusiforme y tiene un tamaño que oscila entre 10 y 100 µm de
longitud y entre 1 y 40 µm de diámetro. Es una célula multinucleada con un citoplasma abundante (sarcoplasma) rodeado por
una membrana plasmática (sarcolema). Posee un retículo endoplásmico (sarcoplásmico) bien desarrollado y abundantes
mitocondrias. La fibra muscular posee un sistema contráctil
bien desarrollado constituido por dos estructuras características:
las miofibrillas y los túbulos en T. La unidad fisiológica de
contracción (sarcómera) es el conjunto de haces de miofibrillas
proteicas que se activan química y eléctricamente desde la placa neuromuscular y desencadenan la actividad motora. La ca-
pacidad contráctil depende de la organización espacial de las
miofibrillas, que se disponen formando filamentos paralelos.
Conviene distinguir entre la estructura proteica —composición
y asociación de estas proteínas— y su disposición espacial
—estriación visible en el microscopio—. Los filamentos finos
están formados por tres proteínas: actina (globular y fibrilar),
tropomiosina y troponina. La actina es el elemento principal,
mientras que la tropomiosina cubre sus lugares activos impidiendo su unión a la miosina. La troponina tiene una importante afinidad por los iones de calcio que se liberan tras la despolarización producida por el estímulo nervioso, de manera que
cuando se une al calcio modifica la configuración espacial del
complejo tropomiosina-troponina, quedando al descubierto el
lugar activo de la actina, que, de esta forma, puede interactuar
con el filamento grueso de miosina. Al microscopio se aprecia
una estriación característica con alternancia de bandas oscuras
y claras. La estriación se debe a la interdigitación de los filamentos finos y gruesos. Las bandas claras, cuya anchura varía
según el grado de contracción, presentan una zona central de
mayor densidad, la línea Z. La unidad fisiológica de contracción
(sarcómera) es el conjunto de miofibrillas existentes entre dos
líneas Z adyacentes. En fase de relajación, la distancia entre
las líneas Z es máxima, mientras que durante la contracción
esta distancia disminuye por deslizamiento e interdigitación de
los filamentos1 (fig. 14-1).
Un músculo está rodeado por una vaina densa de tejido
conectivo (epimisio) que contiene vasos y nervios que penetran
en su interior hasta llegar a las fibras musculares. Por debajo
del epimisio, el músculo está organizado en haces musculares
rodeados por un tejido conectivo laxo (perimisio). Los haces
están formados por numerosas fibras musculares que, individualmente, están recubiertas por un fino tejido conectivo denominado endomisio (fig. 14-2). Los tabiques conectivos actúan
como aislantes eléctricos y constituyen un esqueleto flexible al
que se anclan las fibras musculares. La continuación de estos
tabiques forma el aparato de inserción: tendón o fascia.
esiones musculares
L
El agente traumático puede actuar directamente sobre las fibras
musculares causando una destrucción total o parcial del tejido,
141
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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142
A
uadro 14-1
L
C
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
esiones musculares
gudas
Traumatismo directo
• Laceración: su gravedad depende del tamaño de la herida, de su proximidad al pedículo nervioso y de la dirección del agente cortante, lo que condiciona el tamaño del
segmento denervado
• Contusión: disrupción parcial de fibras, con rotura de capilares y sangrado infiltrativo. La gravedad depende de la
intensidad del traumatismo y del estado de contracción
muscular en el momento del impacto
• Hematoma: por sangrado abundante, con compresión de
estructuras
y una pérdida funcional proporcional a la severidad del traumatismo. Estas lesiones se atribuyen al daño del sarcolema,
lo que ocasiona la entrada descontrolada de calcio y produce
la activación de proteasas e hidrolasas2 ocasionando un proceso de autodigestión. El agente traumático también puede
actuar sobre otros tejidos distintos del muscular, pero que
repercuten sobre este, bien por isquemia, bien por lesión neurológica.
A su vez, según el mecanismo de lesión, se distinguen traumatismos directos, que ocasionan una hemorragia intersticial
acompañada de un componente inflamatorio proporcional a la
energía de la lesión, y traumatismos indirectos, en los que la lesión se produce al ser el músculo incapaz de soportar una fuerza en su eje mayor, lo que produce un daño mecánico a las
miofibrillas. En ocasiones, las lesiones musculares se cronifican, muchas veces como consecuencia de una distorsión en el
proceso de cicatrización (cuadro 14-1).
rónicas
• Pseudoquiste: falta de reabsorción del hematoma,
que se encapsula pasando a una fase líquida fluctuante
• Nódulo fibroso: proliferación de tejido fibroso desorganizado
• Miositis osificante: formación de tejido óseo
• Rotura recidivante: por debilidad estructural
C
r
i
F gu a 14-1 Músculo esquelético humano, sección longitudinal. Imagen
de microscopio electrónico de transmisión. Se aprecia la estructura de las
miofibrillas con su patrón alternante de bandas. (Tomado de Louisa Howard,
http://remf.dartmouth.edu/images/humanMuscleTEM/source/2.html.)
Traumatismo indirecto
• Distensión: aparece tras una tensión brusca o después
de algún movimiento mal coordinado. La fuerza aplicada
a la unidad miotendinosa sobrepasa su capacidad de elongación sin llegar a distorsionar la integridad estructural.3 El
daño muscular microscópico produce una alteración funcional limitada, sin lesión permanente
• Desgarro (rotura fibrilar o esguince muscular): solución
de continuidad parcial localizada en la unión miotendinosa. Son especialmente frecuentes en músculos biarticulares y en aquellos que trabajan en movimientos controlados por el par agonista-antagonista
Reparación
Consta de dos procesos simultáneos: regeneración muscular
y formación de tejido cicatricial. La regeneración es interesante desde el punto de vista biológico, aunque tiene grandes
limitaciones, ya que solo es capaz de reparar pequeñas lesiones locales, mientras que el proceso predominante en
lesiones de mayor tamaño es la formación de tejido cicatricial.
Regeneración muscular
r
i
F gu a 14-2 Corte transversal de tejido muscular (microscopio óptico
40×, hematoxilina/eosina). Se observan los núcleos en la periferia de la
célula muscular.
Tras el traumatismo se produce una reacción inflamatoria macrofágica que elimina los detritus celulares respetando la membrana basal, que posteriormente servirá de guía para la regeneración. La transición en el fenotipo de los macrófagos es un
componente esencial de la regeneración.3 Los macrófagos proinflamatorios (M1) eliminan los desechos y expresan citoquinas
que desempeñan un papel clave en la regulación de la proliferación, migración y diferenciación de las células satélite. La
posterior invasión por los macrófagos antiinflamatorios (M2)
promueve la reparación del tejido y atenúa la inflamación.4 La
regeneración se desarrolla en cuatro estadios sucesivos y coordinados (cuadro 14-2).
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C
apítulo 14 Fisiopatología de tejidos blandos del aparato locomotor: músculos, ligamentos, tendones y meniscos
uadro 14-2 Fases de la regeneración muscular
C
1. Las células satélite son células madre musculares que
se localizan entre la lámina basal y el sarcolema de las
miofibrillas. Cuando se estimulan, se diferencian en mioblastos, que proliferan y se fusionan entre sí o con células
musculares lesionadas4
2. Formación de sarcoblastos por fusión del citoplasma
de los mioblastos, con generación de los miofilamentos
proteicos que se agrupan en fascículos y constituyen
el esbozo de las miofibrillas
3. Formación de fibras estriadas nuevas por maduración
de los sarcoblastos
4. Reinervación de las fibras musculares regeneradas
Formación de tejido cicatricial
Sigue el esquema básico de respuesta inflamatoria del tejido
conjuntivo. La rotura de vasos produce un sangrado en el interior del músculo. Tras la limpieza de la zona, se forma un tejido reticulado que permite el anclaje de los fibroblastos. Estos
proliferan y sintetizan colágeno de tipos I y III. El efecto global
es la formación de una cicatriz fibrosa que rellena el defecto y
permite la continuidad tisular, aunque carece de las propiedades
contráctiles y, por tanto, limita significativamente la recuperación funcional.5
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Tratamiento
El tratamiento conservador incluye reposo, hielo, compresión,
elevación, fármacos antiinflamatorios no esteroideos (AINE) y
fisioterapia. Durante la fase aguda de la cicatrización, es beneficiosa una pauta corta de AINE, aunque hay datos que sugieren
que su uso a largo plazo puede tener efectos adversos en la
cicatrización del músculo6 al actuar sobre la ciclooxigenasa 2.7
La movilización precoz puede ser beneficiosa, ya que acelera
la proliferación de capilares, la regeneración muscular y la
orientación de las fibras nuevas, aunque una inmovilización
inicial breve (no mayor de 5 días) reduce el hematoma y estimula la aparición de colágeno de tipo I, responsable de la solidez de la cicatriz.
El tratamiento conservador tiene múltiples limitaciones.
Para conseguir la recuperación funcional del músculo, es necesario controlar la inflamación, estimular la regeneración y
limitar la fibrosis.8 Algunas estrategias que incluyen las inyecciones de factores de crecimiento, el trasplante de células
madre musculares de forma aislada o en combinación con
andamios biológicos, los tratamientos antifibróticos y la estimulación mecánica pueden mejorar la recuperación.9 La lesión del músculo esquelético puede beneficiarse de la terapia
celular, aunque la mayoría de las células musculares trasplantadas (mioblastos) son incapaces de sobrevivir a la respuesta
inmune y a las condiciones hipóxicas.10 Las células madre
derivadas del músculo (MDSC, muscle-derived stem cells)
son células madre posnatales distintas de las células satélite,
que conservan la capacidad para diferenciarse en linajes múltiples.11
Se está estudiando el potencial clínico de algunos fármacos
antifibróticos que inactivan la cascada de señalización del factor de crecimiento transformante b1 (TGF-b1), principal me-
143
diador implicado en el desarrollo de la fibrosis.12 Entre ellos,
destacan la suramina13 y la relaxina.14 Quizás uno de los fármacos antifibróticos de mayor interés sea losartán, sobre el que se
están realizando estudios preclínicos prometedores.15
Li
ga
ntos
me
Estructura y tipos de ligamentos
Los ligamentos limitan los movimientos anormales y desempeñan un papel importante en la propiocepción articular. La
mayoría de los ligamentos son extraarticulares y están rodeados
por tejido conectivo laxo. Los ligamentos intraarticulares, como
el ligamento cruzado anterior, se localizan en el interior de una
articulación pero por fuera de la membrana sinovial. Esta distinción es importante, ya que condiciona su respuesta a la lesión.
Los ligamentos extraarticulares están organizados en fascículos,
a su vez constituidos por subfascículos, integrados por conjuntos de fibras colágenas. Los fascículos están separados entre sí
por los espacios interfasciculares (EIF), formados por un conjuntivo laxo con función de distribución vascular y nerviosa.
Además, están rodeados por estructuras conjuntivas que los
aíslan del medio sinovial. El colágeno es el principal componente de los ligamentos, básicamente, colágeno de tipos I (90%)
y III (fig. 14-3). La proporción precisa entre las diferentes formas de colágeno juega un papel crítico en la estabilidad y la
función normal de las articulaciones.16 Los tipos III y VI se
concentran en las zonas de inserción. Bajo la luz polarizada, el
colágeno presenta un plegado característico (crimping), cuya
traducción funcional parece ser un efecto dinamométrico.17
Otros componentes son la elastina (5%) y los proteoglicanos (1%).
Los ligamentos están irrigados por una red que procede de
diferentes arterias periarticulares. Los vasos se disponen paralelos a los fascículos de colágeno, ocupando los EIF, y se ramifican en troncos de diámetro decreciente. Las inserciones osteoligamentosas no contribuyen en grado significativo a esta
red vascular.18 La inervación articular procede de ramas nerviosas independientes (nervios articulares) y de ramas que se originan en los nervios de los músculos adyacentes. La obtención
de datos propioceptivos se realiza por medio de mecanorreceptores que transforman la energía física producida por la compresión de los EIF en impulsos nerviosos (fig. 14-4). La suma
de descargas es integrada por el sistema nervioso central para
F gu a 14-3 Estructura del ligamento cruzado anterior del gato (microscopio óptico 20×, hematoxilina/eosina).
i
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144
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
L
mentó, esto se debe a la transición progresiva de colágeno de
tipo I a colágenos de tipos III y VI.
esiones de los ligamentos
Las lesiones de los ligamentos se clasifican en tres grados:23
• Grado I, esguince o desgarro leve: distensión del tejido sin
desorganización. Al microscopio se observan pequeñas hemorragias y roturas.
Grado II, desgarro moderado: desgarro macroscópico con
focos hemorrágicos. Se mantiene la continuidad, aunque la
resistencia se reduce considerablemente.
Grado III, rotura completa del ligamento.
•
•
­
uadro 14-3 Fases de la cicatrización
de los ligamentos extraarticulares
C
Los ligamentos cambian su forma según varía la posición de
sus puntos de origen e inserción con los movimientos de la
articulación. Esta adaptación se produce a varios niveles.
Aunque las fibras de colágeno individuales son inextensibles,
el agua asociada a los proteoglicanos proporciona la lubricación para el deslizamiento de las fibras. Se ha descrito
también que el entrecruzamiento de enlaces dentro de las
moléculas de colágeno responde a la tensión mediante un
reclutamiento mecánico de los enlaces cruzados responsable
de cierto grado de deformación.20 También contribuye a esta
adaptación el patrón de plegamiento de las fibrillas colágenas
y el reclutamiento no uniforme de las fibras individuales.
Además, los EIF funcionan como planos de deslizamiento
permitiendo el movimiento relativo entre los haces de colágeno y protegiendo las estructuras neurovasculares de las
fuerzas de cizallamiento.21 Estas adaptaciones son responsables del fenómeno denominado de forma global precondicionamiento, una de las bases teóricas del calentamiento
deportivo. También tiene cierta importancia en las diferentes
estrategias para proporcionar la tensión adecuada a los injertos tendinosos.22
Durante la actividad normal, los ligamentos trabajan en la
región de baja rigidez de la curva carga/elongación. Cuando
la articulación se somete a fuerzas excesivamente grandes, lo
hace en la región de alta rigidez para limitar el movimiento
excesivo y proteger la articulación. Los ligamentos muestran
un comportamiento dependiente del tiempo. Si se aplica una
carga progresiva, se obtiene cierta elongación. En cambio,
una fuerza brusca, aunque sea de menor intensidad que la
carga de rotura habitual, puede provocar su fracaso. En las
zonas de inserción, el cambio brusco de tejido ligamentoso
flexible a hueso rígido está mediado por una zona de transición fibrocartilaginosa, que permite un cambio gradual en la
rigidez y evita la concentración de fuerzas. Como ya se co-
La cicatrización de los ligamentos extraarticulares es similar a
la de cualquier tejido vascularizado con formación de un tejido
cicatricial con propiedades funcionales y mecánicas inferiores
a las del tejido nativo (cuadro 14-3). Los ligamentos intraarticulares son incapaces de cicatrizar de forma espontánea debido
a un fallo en la formación del hematoma. Hay respuesta vascular desde los extremos rotos, pero el hematoma se diluye en el
líquido sinovial, con lo que se impide la formación del coágulo de fibrina. Estudios experimentales24,25 apoyan la dificultad
(ligamentos extraarticulares) o la incapacidad (ligamentos intra
articulares reconstruidos) para la recuperación del control propioceptivo, lo que contribuye a la inestabilidad subjetiva en
Inflamatoria
Tras la rotura, los extremos del ligamento se retraen adoptando un aspecto deshilachado. Se forma un hematoma desde
los vasos lesionados. Los mediadores de la inflamación producen vasodilatación y aumento de la permeabilidad capilar,
permitiendo la trasudación de líquido y el reclutamiento de
células inflamatorias. Los monocitos y macrófagos fagocitan
las zonas necróticas y producen factores angiogénicos que
estimulan la proliferación de yemas capilares
Proliferativa
Multiplicación celular y síntesis de colágeno, en su mayor
parte de tipo III. Se forma un tejido de granulación en el que
predominan los fibroblastos. Al final de esta fase empieza
a predominar el colágeno de tipo I, con disposición irregular
e remodelación
Disminución de la celularidad y de la vascularización. El
colágeno empieza a organizarse, alineándose a lo largo del
eje del ligamento y aumentando su resistencia a la tensión
debido a la formación de enlaces cruzados
D
Mecánica de los ligamentos
icatrización de los ligamentos
e maduración
Remodelación del tejido cicatricial. Las líneas predominantes de fuerza inducen la disposición paralela del colágeno,
con lo que adquiere mayor resistencia en esta dirección
D
analizar la posición estática y la cinestesia de la articulación.
Los mecanorreceptores constituyen, además, el punto de inicio
del arco reflejo g, que ajusta el balance articular.19
C
r
i
F gu a 14-4 Mecanorreceptor (flechas) situado en un espacio interfascicular del ligamento cruzado anterior del gato (microscopio óptico 60×,
cloruro de oro).
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C
apítulo 14 Fisiopatología de tejidos blandos del aparato locomotor: músculos, ligamentos, tendones y meniscos
ligamentos reconstruidos y a la presencia de lesiones ligamentosas recidivantes.
ratamiento de las lesiones ligamentosas
T
En los esguinces leves de los ligamentos extraarticulares, el
tratamiento consiste en la utilización de AINE (controvertido),
analgésicos, frío, elevación y compresión moderada. La inmovilización estricta no es necesaria en los esguinces leves. Esta
pauta permite la recuperación funcional de la mayoría de las
lesiones. En lesiones más severas, la cicatriz fibrovascular formada posee unas propiedades mecánicas inferiores a las del
tejido original. En la fase inicial suele recomendarse una inmovilización rígida durante un máximo de 2 a 6 semanas. Son
muchos los autores que defienden la movilización inmediata,
ya que, además de favorecer el drenaje del hematoma, permite
una orientación funcional precoz de las fibras de colágeno y
evita los efectos nocivos de la inmovilización. La carga mecánica y la subsiguiente mecanotransducción y señalización anabólica generan algunas adaptaciones en el tejido conectivo, que
aumenta su volumen y resistencia, y mejora sus propiedades
mecánicas.26 Otras terapias, incluyendo masajes transversos
profundos, electroterapia, campos magnéticos pulsados, plasma
rico en plaquetas27 y vibraciones de baja o alta frecuencia,28 son
fuente de grandes controversias.
En la reparación de los ligamentos intraarticulares, se utilizan autoinjertos (patrón oro) y aloinjertos. Se está intentando
fabricar ligamentos artificiales viables trasplantables. Otra estrategia consiste en inyectar en el defecto células y/o factores
de crecimiento.29 Existen evidencias preclínicas que apoyan el
uso de andamios combinados con células madre mesenquimales, aunque la experiencia clínica es muy limitada.30 Se están
investigando nuevos enfoques terapéuticos como la utilización
del factor de crecimiento recombinante humano derivado de
plaquetas BB (rhPDGF-BB). Se ha demostrado que sus propiedades quimiotácticas, mitogénicas y proangiogénicas consiguen el reclutamiento y proliferación de células, y un aumento proporcional en la deposición y organización de la matriz
extracelular, mejorando las propiedades morfológicas y biomecánicas de los ligamentos.31
­
ndon s
Te
e
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Estructura y función
Los fibroblastos del tendón (tenocitos) son células fusiformes
responsables de la homeostasis y reparación tendinosa. La célula madre tendinosa, recientemente descubierta, también desempeña un papel vital en el mantenimiento del tendón gracias a su
capacidad de autorrenovación y diferenciación en tenocitos.32
Las propiedades mecánicas de los tendones derivan de la
disposición de las fibras de colágeno de tipo I, que están densamente apiladas en paralelo. El tendón posee una estructura
jerárquica de fibrillas, fibras y fascículos unidos entre sí por
una matriz de pequeñas moléculas, fundamentalmente, proteoglicanos. Los fascículos están envueltos por un conectivo laxo,
denominado endotendón, que contiene los elementos de sostén,
de disposición predominantemente longitudinal, y que permite
el deslizamiento entre los fascículos. Por fuera del endotendón
y en continuidad con él se encuentra una estructura más densa,
145
denominada epitendón, que rodea globalmente el tendón. Además, algunos tendones están recubiertos por un paratendón
independiente, aunque existe cierta confusión en la denominación de estas estructuras.33
Debido a la gran diferencia entre las propiedades mecánicas del tendón y las del hueso, existe una zona denominada
entesis, con una estructura histológica característica que evita
que se produzcan grandes tensiones en el punto de unión. La
entesis es un elemento de transición gracias a la gradación en
su composición, que incluye colágeno de tipos II, IX y X. A su
resistencia contribuye tanto el hecho de que las inserciones
tendinosas se unan al hueso con ángulos de fijación poco acentuados como la interdigitación del tejido de transición con el
hueso. Esta complejidad constituye un reto para que se produzca una respuesta reparativa eficaz.34
Aunque el metabolismo tendinoso es poco activo, necesita de
un mecanismo que asegure la nutrición de las células que lo forman. Desde los tejidos adyacentes penetran vasos en el tendón
que se disponen paralelos a los fascículos. Algunos proceden
también de las uniones miotendinosas. La vascularización dependiente de las inserciones es, sin embargo, muy escasa. En algunas
zonas, los tendones están rodeados por vainas sinoviales y su
vascularización depende de vasos que alcanzan el tendón a través
de un mesotendón de estructura longitudinal. En zonas anatómicamente comprometidas, el mesotendón es discontinuo y forman
estructuras vasculares segmentarias denominadas vínculas.
Vainas tendinosas, bolsas y almohadillas
grasas
Las estructuras que mantienen los tendones en posición se conocen por diversos nombres dependiendo de su localización
(retináculos, poleas, ligamentos anulares o vainas fibrosas). En
algunas zonas, como en la cara palmar de los dedos, las vainas
forman un túnel osteofibroso reforzado por poleas. La existencia de los retináculos condiciona la necesidad de que el tendón
tenga vainas sinoviales en aquellas zonas en las que roza contra
un hueso o un tejido fibroso. La vaina sinovial tiene una capa
parietal y una capa visceral, que se encuentran en continuidad.
Entre ellas queda una cavidad ocupada por líquido sinovial. La
zona a través de la que se continúan ambas capas permite el
acceso de los vasos sanguíneos y se denomina mesotendón si
es continua y víncula si es discontinua. Las áreas tendinosas
hipovascularizadas se nutren parcialmente por difusión desde
el líquido sinovial de las vainas. Las bolsas son estructuras
presentes en las inserciones (bolsas subtendinosas) o en zonas
más superficiales, y facilitan el desplazamiento entre la piel y
el tendón. Tanto las vainas sinoviales como las bolsas pueden
inflamarse o ser colonizadas por gérmenes procedentes del exterior. En determinadas zonas, los tendones tienen una relación
íntima con almohadillas de grasa, como la grasa de Hoffa y la
grasa preaquílea de Kager. Estas estructuras están ricamente
inervadas y vascularizadas, y se especula con su función mecanosensitiva y amortiguadora, así como con su posible implicación en las tendinopatías.33
icatrización
C
La cicatrización del tendón sigue un curso similar al expuesto
en las lesiones de los ligamentos (fase inflamatoria, prolifera-
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146
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
tiva, de remodelación y de maduración). La cicatrización de las
lesiones intratendinosas depende de la contribución de múltiples
fuentes celulares, incluyendo fibroblastos del endotendón y
epitendón, células inflamatorias sanguíneas, células madre tendinosas o células madre mesenquimales que pueden migrar a
la zona de lesión. Una excepción la constituyen los tendones
que discurren en el interior de una vaina sinovial. Aquí el tendón
tiene cierta capacidad intrínseca de cicatrización si se aproximan
sus extremos y se inicia una movilidad controlada precoz. Si
no es así, la cicatrización espontánea genera adherencias a la
vaina tendinosa. Por otro lado, la lesión de las zonas de inserción, como la rotura del manguito de los rotadores, también
tiene unas características peculiares que suelen exigir su reinserción ósea.
L
esiones
­
En función del tiempo de evolución, la lesión tendinosa puede ser aguda (inflamación, laceración, rotura, contusión), sub
aguda o crónica (tendinosis, roturas intrasustancia). Estas
últimas suelen ser el resultado de sobrecargas repetidas que
debilitan el tendón y ocasionan, por último, roturas macroscópicas (fig. 14-5). En las tendinopatías del cuerpo del tendón,
se han descrito zonas con hiperplasia angiofibrosa que favorecerían las roturas. Las lesiones se localizan en áreas hipovascularizadas (unión de vertientes vasculares) y zonas de
fricción. Una zona de especial debilidad en tendones, por otra
parte, sanos, es la unión miotendinosa, donde se producen
lesiones agudas por contracción muscular brusca. La patología
de la inserción osteotendinosa se debe generalmente a sobrecargas y se manifiesta como lesiones tendinosas (con más
frecuencia, crónicas, y conocidas como entesitis). Macroscópicamente, el tendón puede encontrarse adelgazado o engrosado por el proceso inflamatorio, con pérdida de la estructura
fascicular, que es reemplazada por tejido cicatricial desorganizado. Pueden existir osificaciones peritendinosas. Se cree
que las células madre tendinosas pueden ser las responsables
de las lesiones crónicas al experimentar una diferenciación
aberrante a células diferentes del tenocito en respuesta a una
carga mecánica excesiva.32
Reparación tendinosa
Si se produce una solución de continuidad en la porción del
tendón localizada en el interior de una vaina sinovial, es imprescindible su reparación quirúrgica. Además de la retracción
mecánica, el contacto de los extremos con el líquido sinovial
limita su capacidad de cicatrización,35 que debe producirse exclusivamente desde los tenocitos intrínsecos. La reparación
debe permitir el deslizamiento intrasinovial imprescindible
para evitar las adherencias. La movilidad debe ser pasiva para
proteger de carga la reparación. No está claro si para conseguir
una resistencia óptima es imprescindible aproximar los extremos de un tendón extrasinovial. En general, existe tendencia a
la reparación quirúrgica mediante técnicas mínimamente invasivas. Estudios experimentales han mostrado resultados prometedores, en especial, en las primeras fases, con el uso de aspirado de médula ósea, células madre, diversos factores de
crecimiento, así como varias proteínas morfogenéticas del
hueso. Asimismo, diversos biomateriales como el tendón decelularizado y la submucosa intestinal han conseguido resultados
prometedores como andamios, aunque son necesarias más investigaciones para evaluar su aplicación clínica.36 Estudios
clínicos recientes demuestran que la aplicación de plasma rico
en plaquetas mejora la madurez del tejido cicatricial y favorece
la aposición de colágeno de tipo I en las roturas agudas del
tendón de Aquiles.37 Trabajos experimentales apoyan la utilización de suturas quirúrgicas recubiertas de sustancias bioactivas
(BMP-12) como un medio para favorecer la cicatrización tendinosa.38
Reparación de la interfaz osteotendinosa
A pesar del manejo quirúrgico apropiado, la cicatrización de la
interfaz osteotendinosa no regenera la estructura original. En
su lugar, se forma una cicatriz fibrovascular más débil que conduce a tasas de cicatrización subóptimas y/o a mayores tasas
de rerrotura.39 Se están estudiando diversas estrategias para
solventar este problema, aunque la mayoría se encuentra en
fase de experimentación animal. Un enfoque interesante lo
constituye el uso de suturas y dispositivos de interferencia
r
i
F gu a 14-5 Visión artroscópica de la inserción de un tendón del bíceps sano (izquierda), en la que se aprecia la contribución de los vasos subsinoviales a la irrigación tendinosa en su inserción, e imagen artroscópica de tendinitis del bíceps, con desestructuración del patrón fascicular (derecha).
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C
apítulo 14 Fisiopatología de tejidos blandos del aparato locomotor: músculos, ligamentos, tendones y meniscos
recubiertos con factores biológicos.40,41 Algunos trabajos clínicos apoyan el uso de células madre derivadas de la médula ósea
como terapia adyuvante en el tratamiento de las roturas del
manguito rotador.42 Además del cruentado de la huella de inserción, la resección de 4 a 7 mm del borde del tendón lesionado podría mejorar la cicatrización al eliminar los tenocitos que
poseen una expresión de moléculas y citoquinas alterada, siempre y cuando no se comprometa la mecánica de la reconstrucción.43
147
­
uadro 14-4 Clasificación de las lesiones
de los fibrocartílagos
C
• Según la localización con respecto al eje mayor del fibrocartílago: cuerno posterior del menisco, labrum superior
anteroposterior (SLAP, superior labrum anterior to posterior) de tipo II, etc.
• Según la localización con respecto a la vascularización:
zonas roja, blanca-roja y blanca, o equivalentes
• Según la localización de la rotura en el seno de la estructura: intrasustancia o en superficie
• Según la orientación del trazo: horizontal, vertical (longitudinal y radial) y oblicuo
Mecanotransducción
Las cargas mecánicas apropiadas mejoran los procesos anabólicos tendinosos. De especial interés es el papel del factor de
transcripción escleraxis (necesario para la tenogénesis) y del
factor de crecimiento transformante b (TGF-b), que actúan
como mediadores.44 Tras la reparación, el inicio precoz de la
movilidad activa se asocia a un mayor riesgo de rerrotura.45 Las
cargas mecánicas excesivas inducen procesos catabólicos, incluida la degradación de la matriz. Las células madre tendinosas responden a las cargas mecánicas excesivas mediante una
diferenciación aberrante no tenocítica (hacia adipocitos, condrocitos y osteocitos).46
F b oca tílagos
i
r
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© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Estructura
Los fibrocartílagos son estructuras intraarticulares que tienen
una función mecánica (congruencia, absorción de impactos,
lubricación articular) y propioceptiva. Destacan por su importancia clínica los meniscos, el rodete glenoideo y el femoroacetabular, y el fibrocartílago triangular. Están formados por
células (fibrocondrocitos), fibras entrecruzadas de colágeno y
pequeñas proporciones de tejido elástico y glicoproteínas. Las
fibras tienen una disposición que les permite resistir las solicitaciones mecánicas. Su orientación depende de la mecánica del
fibrocartílago en cuestión. Así, por ejemplo, la estructura colágena del menisco consiste en una red de fascículos de 80 a
420 μm orientados circunferencialmente y entretejidos con fibras orientadas radialmente. También existen fibras oblicuas en
las superficies de contacto y en el tercio interno.47,48 Hay diferencias estructurales entre el cuerpo y las inserciones.49 El tercio periférico del menisco está vascularizado (zona roja) y
presenta cierto potencial de cicatrización. El resto es avascular
(zona blanca), con débil o nula capacidad de cicatrización. La
zona intermedia (roja-blanca) posee escasa vascularización.
Esto tiene implicaciones directas en el tratamiento y en el pronóstico, ya que la cicatrización se produce en y desde la periferia. La periferia del menisco está ricamente inervada y presenta numerosos mecanorreceptores que se disponen a lo largo
de la unión meniscosinovial. El resto del menisco es aneural.
ratamiento
T
La historia natural de algunas lesiones pequeñas es favorable,
bien por cicatrización espontánea, bien por disminución de la
sintomatología sin extensión de la rotura. Por el contrario, muchas lesiones son sintomáticas de forma persistente y se asocian
a un riesgo de agravamiento. En estos casos, está indicado el
tratamiento quirúrgico, cuyo objetivo es la regularización de la
lesión preservando la mayor cantidad posible de tejido estable.
Algunos patrones de lesión son candidatos a sutura y/o a reinserción. Multitud de líneas de estudio intentan recuperar parte
del tejido dañado, incluyendo andamios libres de células, terapia génica, aporte intraarticular de células progenitoras, pegamentos biológicos, y sustitución parcial y total del menisco.
Sutura meniscal
Siempre que se pueda, debe primar la reparación sobre la resección, especialmente, en jóvenes. Continúa vigente la técnica
de sutura de fuera adentro clásica, aunque se dispone de diversos implantes y dispositivos de sutura de dentro afuera. Se está
desarrollando instrumental que permite rodear la rotura, en
lugar de atravesar el defecto, y realizar suturas circunferenciales que ampliarían las indicaciones de la sutura meniscal.50
Injertos meniscales
El trasplante de menisco puede ser una opción viable para pacientes sintomáticos menores de 50 años sin inestabilidad ni
alteraciones de la alineación y con un cartílago articular razonablemente conservado. Los objetivos son obtener una posición
anatómica de las inserciones, y una adecuada fijación al hueso
y a la cápsula de un aloinjerto de tamaño adecuado51 (fig. 14-6).
El trasplante con fijación ósea ha mostrado una alta tasa de
supervivencia clínica a largo plazo,52 aunque parece que no limita la aparición de cambios degenerativos,53 generalmente
asociados a la extrusión del aloinjerto relacionada con una posición subóptima.54
Reparaciones meniscales
Mecanismo y tipos de lesión
Hay dos formas principales de lesión: un traumatismo agudo
de intensidad suficiente sobre un fibrocartílago sano y los traumatismos repetidos sobre un fibrocartílago patológico (degenerado). Las lesiones pueden clasificarse según diversos criterios que permiten definir una lesión concreta (cuadro 14-4).
A pesar de los avances en la ingeniería de tejidos, reproducir
las características estructurales macroscópicas y microscópicas
del menisco nativo es un desafío. Se están diseñando andamios
formados por láminas de poli(ε-caprolactona) que imitan esta
jerarquía estructural, sembrados con células madre mesenquimales.55 También se han utilizado andamios de colágeno de
ERRNVPHGLFRVRUJ
148
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
r
i
F gu a 14-6 Trasplante meniscal: extracción del aloinjerto con su inserción ósea (arriba); implantación artroscópica mediante tunelización de la
pastilla ósea con la inserción del cuerno posterior (abajo a la izquierda), y sutura periférica (abajo a la derecha). (Caso del Dr. Aurelio Aparicio Franco.)
e
onclus on s
i
C
tipo I con células de la almohadilla grasa infrapatelar.56 Otra
opción consiste en utilizar células de menisco humanas expandidas in vitro cultivadas en andamios tridimensionales de ácidos
poliglicólico y hialurónico estabilizados con pegamento de fibrina. Para evitar la necesidad de implantación quirúrgica, se
están desarrollando inyectables de matriz extracelular de menisco con resultados experimentales prometedores.57
f
r
bl og a ía
i
Bi
Las funciones mecánicas que tienen que desempeñar los tejidos
blandos que integran el aparato locomotor (músculos, tendones,
ligamentos y fibrocartílagos) condicionan su estructura. Esta,
a su vez, determina su capacidad de reparación. El conocimiento de su fisiopatología, diferente en cada uno de ellos, es fundamental, ya que nos permite aplicar terapias contrastadas y
diseñar nuevas estrategias de tratamiento que posibiliten, en un
futuro, pasar de la reparación a la regeneración de los tejidos.
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Capítulo 15
Biomecánica del aparato locomotor
Luis Fernando Llanos Alcázar
Resumen
Las leyes de Hueter y Volkman y de Wolff determinan la influencia de la biomecánica en la estructura ósea. Este capítulo analiza la estructura, la forma y los distintos tipos de
tejido óseo, así como sus propiedades fisicoquímicas y propiedades biomecánicas singulares. Se dedica un apartado a
los principales tipos de fuerzas soportadas por el hueso en
circunstancias fisiológicas y su respuesta en condiciones patológicas. También se expone el concepto clásico de adaptación de la forma a la función. Otros apartados destacados
son la influencia del genoma y del epigenoma en la biomecánica ósea, el principio del tirante aplicado al tratamiento
quirúrgico de las fracturas y la importante función de absorción de fuerzas realizada por la musculatura.
Int oducc ón
r
i
Mecánica es aquella parte de la física que estudia el movimiento. La descripción matemática del movimiento compete a la
cinemática. La dinámica es la parte de la mecánica que estudia
cuáles son las causas del movimiento de un cuerpo interrelacionado con otro, en tanto que la estática estudia las condiciones que deben producirse para que un cuerpo o sistema esté en
equilibrio. La biomecánica es la ciencia que estudia la estructura de los seres vivos aplicando las leyes de la mecánica.
El aparato locomotor constituye el órgano que soporta, traslada y protege el cuerpo humano. Como tal, está sometido a las
leyes de la mecánica y su estudio corresponde a la biomecánica.a
Durante el proceso de morfogénesis ósea aparecen unos
núcleos, centros de osificación primitivos o puntos primarios
de calcificación, por degeneración en el seno de la masa cartilaginosa primitiva constituyente del molde óseo a partir del
mesénquima primitivo. Paralelamente, aparecerán en los extremos cartilaginosos otros centros de osificación secundarios, que representan el inicio de la definitiva epífisis ósea. El
crecimiento en longitud óseo proseguirá en tanto permanezca
activa la fisis o cartílago de crecimiento. Todos estos procesos
se rigen por un ritmo constante y es un dato que refleja la
madurez ósea, como describió por vez primera Acheson al
acuñar el concepto de edad ósea.
También conocemos la existencia de factores que intervienen en este proceso de morfogénesis ósea y que se salen del
propósito de este capítulo, pero de entre ellos queremos significar la importancia de los factores mecánicos como veremos
más adelante. Estos conceptos, con carácter biomecánico, nos
llevan a considerar dos leyes clásicas de aplicación constante
en ortopedia y traumatología:
1. Ley de Hueter y Volkmann, o ley de Delpech, del hueso en
crecimiento (fig. 15-1A): «Las zonas de cartílago de crecimiento sometidas a presión excesiva sufren una inhibición
y enlentecimiento de crecimiento, en tanto que las que son
sometidas a tracción tienen un crecimiento acentuado».
Este es el fundamento de la progresión de la escoliosis durante el crecimiento independientemente de su etiología, o
de las desviaciones axiales de los miembros después de
lesiones del cartílago fisario que le afecten asimétricamente. En ella se basan igualmente las técnicas de distracción
epifisaria para alargamientos y las de bloqueo o epifisio
desis.
2. Ley de Wolf,1 del crecimiento por aposición del hueso maduro (fig. 15-1B): «La osificación o crecimiento en grosor está
estimulada por la presión, de forma que las partes del hueso
sometidas a mayor presión se adaptan engrosándose, en tan-
­
­
a
Como apunte histórico, debemos recordar la primera aportación a la
biomecánica del movimiento y de la marcha por parte de G. A. Borelli
—hijo de un soldado español de la corte de Carlos III desplazado en
Nápoles— con su obra De motu animalium, publicada en 1680.
Ley de
Wolff
Ley de Delpech
B
A
­
­
F gu a 15-1 Aplicación de la ley de Delpech (A) y de la ley de Wolff (B)
al crecimiento del hueso.
i
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150
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
151
apítulo 15 Biomecánica del aparato locomotor
to que las sometidas a tracción se adelgazan».b Esta adap
tación puede observarse en la evolución de los callos de
fractura y en la cirugía que tiene como fundamento la modificación de los ejes de carga de los miembros inferiores.
­
­
Est uctu a d l t j do ós o
r
r
e
e
i
e
El tejido óseo es el elemento constituyente de las piezas esqueléticas de la mayoría de los vertebrados. Como tejido derivado del mesénquima y, por tanto, con función trófica y mecánica, está formado por células, matriz orgánica intercelular y
sustancia mineral.
Debemos definirlo en términos biológicos y mecánicos. En
términos biológicos, el hueso se describe como tejido conectivo,
tejido que une y actúa como soporte de las diferentes estructuras
del cuerpo humano. Mecánicamente, se trata de un material duro (el único entre todos los tejidos conectivos), compuesto por
diferentes fases sólidas y líquidas. La dureza, adaptada a su función primordial cual es la resistencia a la tracción, compresión y
flexión, se debe a su principal componente orgánico (matriz colágena extracelular), constituida por cristales de tipo hidroxiapatita [Ca10 (PO4)6 (OH)2] con contenido de iones carbonato.
Si bien es un tejido resistente y sólido gracias a su contenido en sales cálcicas, puede deformarse discretamente por causas mecánicas, tanto estáticas o de sostén como dinámicas,
durante la marcha. Esta propiedad se la confieren las fibras
colágenas. El hueso del niño ofrece una mayor plasticidad frente a las cargas, así como mayor capacidad de reconstrucción
merced a la acción osteogénica del periostio.
ipos de tejido óseo
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Forma y estructura del hueso
El hueso es un receptor de la actividad mecánica más que instigador de la misma. Sobre él se aplican cargas a través de las
superficies articulares o de las inserciones fibrosas. La aplicación de dichas cargas deforma partes del esqueleto, pero, de
manera parecida a lo que sucede con el paso de los vehículos
por los puentes, si están diseñadas apropiadamente, no se deteriorarán debido a un reparto equilibrado de las cargas que
soporta cada uno de sus componentes.
La forma y estructura del hueso conforman un diseño basado en una información genética predeterminada. Además,
tiene la capacidad de acomodar su masa, textura y, en determinadas circunstancias, su forma a la función que se pretende
desarrollar. Esta relación apropiada entre estructura y función
se complementa o define por el elemento celular, reforzando y,
si es necesario, remodelando los elementos del esqueleto en
respuesta a los diversos cambios, especialmente aquellos en los
que concurren circunstancias mecánicas.c
P o dad s ís co-quím cas
d l hu so
r
T
Macroscópicamente, se distinguen dos tipos de tejido óseo,
cortical o compacto y esponjoso o trabecular. La superficie externa o perióstica es lisa, en tanto que la interna o endóstica es
rugosa, parecida a la del hueso esponjoso. El hueso trabecular
asienta en las regiones epifisaria y metafisaria de los huesos y
en el interior de huesos planos y cortos. El hueso esponjoso se
denomina también trabecular debido a que está constituido por
un entramado de material óseo con estructura en forma tridimensional, denominado trabéculas, que, conectadas, presentan
un aspecto esponjoso.
Microscópicamente, existen tres tipos de hueso cortical:
plexiforme, laminar y haversiano. El plexiforme no presenta una
relación estable de contenido mineral y colágeno; únicamente se
encuentra fisiológicamente en el embrión, en el feto y en adultos
en condiciones patológicas después de alguna lesión ósea (callo
de fractura en sus períodos iniciales, algunos tumores benig-
b
nos de la serie osteogénica, osteosis hiperparatiroidea). En este
tipo de hueso, las fibras colágenas se disponen anárquicamente.
Durante la maduración ósea, ese hueso se ve sustituido progresivamente por hueso laminar y haversiano, en el que las trabéculas se orientan ordenadamente debido a los estímulos mecánicos
a que está sometido el esqueleto (fuerza de la gravedad, tensiones
y compresiones debidas a la musculatura, etc.).
A diferencia de la esponjosa, la compacta no posee arquitectura trayectorial reconocible.
Julius Wolff expresó que la ley de remodelación ósea debía entenderse
como aquella por la cual tienen lugar ciertos cambios en la arquitectura
interna de los huesos, siguiendo determinadas reglas matemáticas, debido a alteraciones primarias en su forma y/o de las tensiones soportadas
por los mismos. En aquella parte del hueso que soporte fuerzas compresivas o stress tensil, se desarrollará matriz ósea, desarrollo que será mayor en las zonas sometidas a las máximas fuerzas. Por el contrario, en
aquellas zonas óseas donde disminuyan dichas fuerzas, aparecerán fuerzas de cizallamiento, desarrollándose lagunas por reabsorción, hueso
trabecular o nuevas cavidades medulares.
pie
e
e
f
i
i
e
Una vez sintetizada la osteoide (v. capítulo 8), transcurren entre
5 y 10 días hasta su mineralización. Secuencialmente existen
una serie de procesos hasta alcanzar la calcificación de sus componentes orgánicos y minerales:
1. Mineral óseo: el principal mineral cristalizado del cuerpo es
la ya citada hidroxiapatita, perteneciente al grupo de los compuestos con contenido iónico elevado. Las concentraciones
de Ca y P son esenciales en el tiempo y el lugar oportunos
para que pueda obtenerse la calcificación. El factor que se ha
mostrado común a todos los tipos de calcificación es la degradación parcial de los polisacáridos. Las células vivas intervienen en el proceso de calcificación, probablemente, por medio
de las mitocondrias que acumulan el Ca y fosfato en concentraciones que exceden la solubilidad del fosfato tricálcico,
formándose así los «micropaquetes cálcicos», precursores
indispensables de la hidroxiapatita extracelular. El transporte
de este material se debe a una acción electroquímica.
2. Cristalización: se han observado cuatro tipos de cristales
de hidroxiapatita, si bien el producto final termodinámicamente estable es microcristalino, esto es, que bajo condi-
c
Szent-György2 afirmó que «no existe diferencia entre estructura y función;
son dos lados de la misma esquina. Si la estructura no nos dice nada
acerca de la función, es que no hemos mirado correctamente».
ERRNVPHGLFRVRUJ
152
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
ciones fisiológicas nunca se forman cristales de dimensiones superiores a unos cientos de Ångström.d
3. Nucleación del cristal: probablemente sean el colágeno
con los mucopolisacáridos los responsables.
4. Polisacáridos: son un grupo de compuestos bastante activos
e inestables químicamente, a los que a veces se denomina
polisacáridos solubles, entre los que destaca la condroitina,
elemento que forma la «cola» que mantiene unidas las fibras
de colágena, y los compuestos similares a la celulosa, que
dan solidez a las membranas basales y a la reticulina. La
despolimerización de sulfatos parece ser uno de los cambios
importantes que precede a la calcificación; tal vez sea el sulfato de condroitina A el que tome parte en la calcificación.
5. Otros compuestos minerales del hueso: en el hueso se han
hallado hierro, cinc, magnesio y otros minerales en menor
proporción, habiéndoseles asignado un significado variable
respecto de su posible papel en la calcificación.
6. Células: el osteoblasto contiene poco o ningún glucógeno.
Probablemente, una vez que las células hipertróficas del cartílago de crecimiento han comenzado a degenerar, el glucógeno
que contienen se extiende a través de la materia fundamental
amorfa y puede colaborar en convertirla en calcificable. El
papel de las mitocondrias celulares ya se ha comentado.
Estadios de la calcificación
Las células producen modificaciones en el metabolismo del
citrato responsable de los primeros cambios de calcio iónico:
es lo que se denomina ion cambiable o primer estadio de la
calcificación. Se ha estudiado en el hueso haversiano y en
otros huesos organizados un calcio menos lábil, pero todavía
removible, que constituye el segundo estadio de la calcificación. Por último, el calcio depositado en la superficie del hueso cortical, fuertemente calcificado, presenta la organización
final del depósito de mineral en el cuerpo, o tercer estadio.
Es muy probable que las fuerzas físicas que actúan localmente afecten a las células tanto como a los componentes de la
sustancia fundamental, pudiendo participar activamente en el
mecanismo de la calcificación.
e
e
i
e
dad s m cán cas d l hu so
e
pie
r
P o
Las primeras investigaciones y trabajos experimentales sobre
las propiedades mecánicas del hueso son antiguos.e Integrados
los caracteres mecánicos del hueso en su conjunto, sus propiedades adquieren una dimensión distinta. El hueso no es un material homogéneo. Se dice de él que es anisótropo, es decir, que
Los cristales pequeños (50 × 600 Å) son los hallados en la mayoría de las
muestras óseas estudiadas, en tanto que cristales más grandes, con fosfato absorbido (500 × 500 Å), suelen hallarse en el esmalte dentario. Las
diferencias encontradas entre los cuatro grupos en el sustrato asientan
en las proteínas asociadas y, particularmente, en las b-proteínas.
e
Wertheim,3 en 1847, trabaja sobre probetas de hueso. Culmann4 y Meyer,5
en 1866, elaboran la «teoría trayectorial» sobre la estructura del cuello de
fémur. El trabajo más importante del siglo xix fue el de Rauber,6 en 1876,
sobre la elasticidad y resistencia del hueso. El comienzo de la época contemporánea podemos situarlo en los años cincuenta, con la publicación
por el anatomista norteamericano Evans de su obra Stress and Strain in
Bones y posteriores,7,8 seguidas por multitud de trabajos al amparo de
técnicas más sofisticadas de análisis e interpretación de resultados.
sus propiedades no son las mismas en todas las direcciones. Su
diferenciación en hueso laminar o cortical y esponjoso constituye una estructura compleja perfectamente estudiada para
desarrollar la vida de relación y movimiento.
El hueso cortical y el esponjoso, como es sabido, se diferencian únicamente (y de forma importante) en la porosidad.
Denominamos porosidad la proporción de volumen de hueso
ocupada por tejido no mineralizado (no óseo). Se expresa en
porcentaje, de manera que en el hueso cortical la porosidad
oscila entre el 5 y el 30%, y en el esponjoso, entre el 30 y el
90%. Se aprecia así bien lo arbitrario —aunque útil— de la
diferenciación de ambos tipos de hueso.
Las propiedades mecánicas más importantes del hueso son
la rigidez y la resistencia, propiedades que pueden observarse
también en otros materiales sometidos a carga. El hueso cortical es más rígido que el esponjoso y capaz de contrarrestar más
stress, pero menos tensión antes de romperse. El hueso esponjoso, por el contrario, no se fractura hasta que la tensión llega
al 7%. Como la estructura de un hueso es diferente en dirección
longitudinal o transversal, la resistencia variará según la dirección en que actúen sobre él las fuerzas. En este sentido, y en
contra de lo que podría esperarse, Frankel y Burstein hallaron
que se alcanzan los valores más altos de tensión para las cargas
en dirección longitudinal.9
El hueso es 3 veces más ligero y 10 veces más flexible que
un molde de un hierro, pero ambos presentan una resistencia a
la tensión similar. Sus propiedades mecánicas dependen sobre
todo de su composición material y relaciones estructurales, las
cuales reaccionan ante estímulos bioquímicos y físicos. Tanto en
el hueso como en otros materiales, para conocer sus propiedades
hay que someterlos a cargas en direcciones conocidas; la deformación de la estructura estudiada deberá trasladarse a una curva
de presión-deformación para poder determinar la resistencia de
la misma.
Una curva de presión-deformación tipo puede ser la de la
figura 15-2, en la que podemos apreciar cómo al aplicarse una
carga sobre un material dúctil se produce una deflexión elástica
lineal reversible en la parte de la izquierda de la curva, inducida
sobre el material por los stresses de flexión (v. más adelante). Si
persiste la presión sobre el material ensayado, sus fibras extremas ceden y, cuando cese esta, se producirá un cambio permanente de la forma del mismo (punto B de la curva). En caso de
continuar la presión, se llegará a una zona de resistencia límite,
D
C
B
d
A
r
i
F gu a 15-2 Curva de presión-deformación para un bloque de material (A), límite de la zona elástica de la curva (B), zona plástica de la curva (C) y zona de rotura de todas las fibras del material (D).
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153
C
apítulo 15 Biomecánica del aparato locomotor
A
B
C
D
E
F
G
F gu a 15-3 Esquema de los tipos de fuerzas actuantes. A. Columna descargada. B. Fuerzas de tensión o tracción. C. Fuerzas de compresión. D. Fuerzas de flexión. E. Fuerzas de cizallamiento. F. Fuerzas de torsión. G. Fuerzas combinadas (compresión-torsión).
i
r
pasada la cual (punto C) ceden todas las fibras de esta sección y
el material seguirá deformándose hasta romperse. Estos hechos
permiten delimitar en la curva dos porciones: una elástica a la
izquierda y otra de deformación no elástica (o plástica).
Las fuerzas que actúan sobre un hueso producen sobre este
efectos internos y externos. Los externos se resuelven en el
movimiento del hueso alrededor de una articulación. Los internos, en stress y tensiones:
• Stress: se define como la carga o fuerza interna desarrolla-
•
da por unidad de área sobre una parte de un cuerpo a un
lado de un plano, como respuesta a las fuerzas externas
ejercidas sobre esa misma parte del cuerpo, pero al otro
lado del plano. En definitiva, un stress no es una presión,
sino el resultado de una presión. Se expresa en fuerza por
unidad de área (p. ej., newtons [N]/cm2).
Tensión (strain): es el cambio de configuración geométrica
o deformidad que sufre una estructura sometida a carga.f
Se pueden obtener curvas de stress-tensión. En ellas podremos
calcular la rigidez de un material, dividiendo el stress en cualquier
punto de la porción elástica de la curva por la tensión de dicho punto. Este valor recibe el nombre de módulo de elasticidad
o módulo de Young. Los materiales rígidos tienen un módulo alto.
omportamiento del hueso
bajo cargas (fig. 15-3)
C
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Tensión
Bajo la carga tensil, las estructuras se alargan y adelgazan. Suele producir fracturas en el hueso esponjoso, como ocurre en la
f
Tanto los stresses como las tensiones pueden ser normales o de cizallamiento. El stress normal es la fuerza por unidad de área que actúa perpendicularmente al área en cuestión y su unidad de medida es la ya citada. El stress de cizallamiento es una fuerza por unidad de área que
actúa paralelamente a dicha área y tiene las mismas unidades de medida
(p. ej., kg/mm2).
La tensión longitudinal o normal se define como la relación entre el cambio de longitud y la longitud original. Al no ser dimensional, se expresa
en porcentajes (p. ej., mm × mm). La tensión por cizallamiento se define
como la deformidad angular ejercida sobre un ángulo recto. Puesto que se
mide como un cambio de ángulo, la unidad de medida será el radián.
base del quinto metatarsiano, en la zona de inserción del músculo peroneo lateral corto, o en el calcáneo, cerca de la inserción
del tendón de Aquiles.
Compresión
Consiste en la aplicación de cargas iguales y opuestas hacia la
superficie de la estructura. El máximo stress compresivo se
produce en un plano perpendicular a la carga aplicada. En este
caso, las estructuras a las que se aplica la compresión se acortan
y ensanchan. Las fracturas más frecuentes producidas por las
fuerzas de compresión asientan en las vértebras.
Cizallamiento
En este caso, las fuerzas se aplican paralelamente a la superficie
de la de la estructura; se producirán stress y deformación constantes en el interior del cuerpo. La estructura sobre la que se
aplica esta fuerza se deformará internamente de forma irregular:
los ángulos rectos se convertirán en obtusos o agudos, hecho
que no ocurre en los cuerpos sometidos a fuerzas de compresión
o tensión. A este respecto, el hueso cortical contrarresta mejor las fuerzas de compresión que las de tensión, y estas mejor
que las de cizallamiento.
Flexión
La aplicación de cargas de flexión origina una incurvación de
la estructura considerada alrededor de su eje. Esto va a originar
fuerzas compresivas en el lado de la concavidad y de tensión
en el de la convexidad a ambos lados del eje neutral. Se describen dos tipos de flexión: aquellas que se producen mediante la
aplicación de tres fuerzas y las que son producidas por cuatro
fuerzas. Las debidas a tres fuerzas producen dos momentos
iguales y la estructura sometida a la fuerza se rompe en el punto de aplicación de la fuerza media. Es el antiguo mecanismo
típico de las fracturas tibiales distales del esquiador, al aplicarse una fuerza en la porción proximal de la pierna y quedar el
pie fijo en la bota. Las producidas por cuatro puntos originan
dos pares de fuerza, que producirán dos momentos iguales. La
estructura se romperá por su sitio más débil.
Torsión
Se producen fuerzas de torsión cuando se aplica una carga a
una estructura de forma que origina un giro alrededor de un eje.
Al igual que ocurre con las fuerzas flexoras, su magnitud es
proporcional a la distancia alrededor del eje neutral; cuanto más
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154
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
lejos actúe la fuerza del eje neutral, mayor será la magnitud. La
lesión primaria ósea suele ser una fisura paralela al eje neutral
del hueso.
Cargas combinadas
­
La estructura irregular del hueso y las múltiples e indeterminadas cargas a las que está sometido indican lo complejo de definir
la carga total real que absorbe el hueso in vivo. La contracción
muscular altera la distribución de esfuerzos, disminuyendo o
anulando los esfuerzos tensiles aplicados sobre los huesos, mediante la producción de esfuerzos de compresión, que los neutralizarán total o parcialmente (v. más adelante).
i
r
r
e
r
ipi
P nc os d const ucc ón
d l a a ato locomoto
p
La fatiga puede producirse, ya sea por una carga simple, ya sea
por múltiples cargas repetidas. En el primer caso, se producirá
una fractura si la carga excede la resistencia límite del hueso;
en el segundo, se producirá una fractura por fatiga, producida
por repeticiones moderadas de cargas elevadas o por repetición
numerosa de cargas relativamente normales, con producción de
microfracturas. La relación entre cargas y repetición puede expresarse, asimismo, en curvas de carga-repetición para observar
el nivel de la curva en que se produce la lesión. Las fracturas
por fatiga ocurren generalmente durante el transcurso de actividades físicas continuadas muy duras. Tal actividad conlleva
fatiga muscular. Cuando los músculos se fatigan, disminuye su
capacidad contráctil y, consecuentemente, son menos útiles
para absorber energía y neutralizar los esfuerzos impuestos al
hueso (v. «La musculatura como mecanismo de absorción de
cargas», más adelante). La alteración de la distribución de fuerzas en el hueso origina cargas elevadas anormales, originando
la fractura por fatiga.
ri
oncepto de fatiga ósea
Aquellos procesos que afecten a la forma o estructura hística
del hueso van a influenciar negativamente su comportamiento
mecánico. Citaremos entre otros las fracturas, reparaciones
óseas frente a diversos procesos, parálisis o envejecimiento.
En este sentido, hay que comentar que existe un fenómeno
de concentración de fuerzas alrededor de cualquier defecto
óseo. Burstein et al. estudiaron el efecto de los tornillos y agujas de transfixión ósea sobre la capacidad de almacenar energía
en los huesos de las ratas. El efecto inmediato fue la disminución de un 70% de la capacidad de almacenamiento; a las 8 semanas se había mineralizado por remodelación ósea. Al quitar
el tornillo, se reiniciaba el proceso de debilitamiento.10,11 Los
defectos óseos grandes o secciones abiertas son soluciones de
discontinuidad de los huesos, ocasionadas generalmente por
resecciones quirúrgicas de un fragmento óseo superior al diámetro del mismo. En los huesos normales sometidos a cargas
torsionales, los esfuerzos de cizallamiento se distribuyen por
todo el hueso, lo que contribuye a soportar el momento de fuerza desarrollado. Pero en las secciones abiertas se reduce la capacidad de carga y almacenamiento de energía en más de un
90%, según pruebas efectuadas en tibias humanas. Es importante que el cirujano ortopédico tenga presente esta patología
mecánica y prever la posibilidad de fracturas posteriores a extracciones de material u otros procedimientos que debiliten la
resistencia ósea a las cargas.
Por último, es preciso reseñar los cambios que se producen
con la edad. En el anciano las paredes de las trabéculas de
hueso esponjoso se adelgazan progresivamente, pudiendo llegar a reabsorberse.12 El resultado será una marcada reducción
del conjunto de hueso esponjoso, con disminución de la rigidez
y resistencia del material.
e
Se define energía como la capacidad de producir trabajo. Existen muchos tipos de energía. De entre la energía mecánica citaremos la energía potencial, la energía cinética y la energía de
tensión, que es la que nos interesa en este apartado. Energía
de tensión es aquella que un cuerpo es capaz de absorber gracias
a la forma cambiante del mismo bajo la aplicación de presiones
externas. Durante las actividades normales, solamente se utiliza una pequeña proporción de la energía total almacenada en
el hueso.
La capacidad de almacenamiento o absorción de energía
del hueso varía con la velocidad con que se aplica la carga, de
suerte que a mayor velocidad se libera más energía de hueso
almacenada. Además, la velocidad de la carga aplicada va a
influir no solamente en el tipo de fractura, sino también en el
conjunto de partes blandas lesionadas perifracturarias. Cuando
un hueso se fractura, la energía puede manifestarse en forma
de una simple fisura ósea; el hueso y las partes blandas quedan
relativamente intactos, existiendo ligero o nulo desplazamiento. Con velocidades elevadas, el exceso de energía producirá
conminución ósea y extensas lesiones de partes blandas.
Como aplicación directa de lo expuesto, las fracturas óseas
pueden dividirse en: 1) de baja energía; 2) de alta energía, como
ocurre en los accidentes de tráfico, y 3) de muy alta energía,
como es el caso de las producidas por arma de fuego.
C
lteración de las propiedades mecánicas
del hueso
A
Energía almacenada en el hueso
La rotura del hueso puede aparecer tanto en el lado tensil
como en el sometido a compresión, o en los dos. En el lado
tensil adoptará la forma de una fisura transversal que puede
evolucionar hacia una fractura. La del lado sometido a fuerzas
de compresión actúa más lentamente, pudiendo no evolucionar
el hueso hacia la fractura completa. Suele ser de trazo oblicuo.
La forma del hueso y la localización de las fuerzas van a
constituir dos factores importantes. Debido a su longitud, los
huesos de los miembros portantes están sujetos a elevados momentos de flexión y, por lo mismo, a grandes esfuerzos de tensión y compresión. Su forma tubular les habilita para resistir
momentos de flexión en todas las direcciones.
Ya se ha expresado cómo la arquitectura y el desarrollo de los
huesos se ven influenciados por las cargas a las que se ven
sometidos y que se manifiestan en diversos tipos de fuerzas.
No obstante, no existe un acuerdo sobre cuáles pueden ser
los factores responsables de la regulación del diseño óseo y qué
importancia puedan tener en el mismo los fenómenos genosómicos (o de información interna) y los epigenéticos. Por una parte,
existen hechos que favorecen el papel permanente de la regula-
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C
155
apítulo 15 Biomecánica del aparato locomotor
1
2
1
5
2
3
4
4
A
3
5
B
F gu a 15-4 Sistemas trayectoriales esponjosos. A. Extremidad proximal de fémur: 1, sistema cervicocefálico menor; 2, abanico de sustentación de
Delbet o sistema de carga; 3, sistema ojival (grupo externo) o gran sistema cervicocefálico; 4, sistema ojival (grupo interno) o haz cervicotrocantéreo;
5, sistema trocantéreo propio. B. Tobillo-pie: 1, sistema talámico; 2, sistema tibioescafoideo; 3, sistema de la apófisis anterior; 4, sistema aquíleo; 5, sistemas transversales.
i
r
ción genosómica, como es el caso de atributos dimensionales
que indican características familiares heredadas, como pueda ser
el cráneo, o el duarfismo sexual existente en la morfología de la
pelvis. Por otra, la existencia de factores que modifican e influyen en el diseño de los huesos, como pueden ser el reposo o el
ejercicio físico, la atrofia o la hipertrofia musculares, y, en general, las condiciones en que actúen las fuerzas sobre el individuo,
como el peso del sujeto o la fuerza de la gravedad.g
Si consideramos, por ejemplo, las fuerzas compresivas
ejercidas durante la marcha normal sobre el miembro inferior,
suponen dos o tres veces el peso corporal sobre la cadera en la
fase de apoyo monopodal y tres o cuatro veces sobre la rodilla.14 A su vez, sobre el tobillo alcanzan cuatro o cinco veces.15
¿Cómo se transmiten dichas fuerzas a través de la cadena cinética del miembro inferior? ¿Cómo influyen en la cinemática del
mismo, favoreciendo la existencia de arcos preferenciales de
movimiento a nivel de las diferentes unidades articulares?
mineral, protege los tejidos y órganos adyacentes, soporta la
fuerza de la gravedad y actúa dinámicamente como brazo de
palanca durante los movimientos.
Benninghoff complementó estas ideas al considerar la
construcción humana como un todo en el que las diversas partes se relacionan, ordenan e integran para constituir una unidad
morfológica, estructural y funcional. Para él, el conjunto de
formas o la reunión de estructuras es lo importante, pues ello
sirve a la totalidad. Ahora bien, deberán ser unos conjuntos
armónicos y homogéneos, esto es, unos sistemas. Surge así el
concepto de sistema funcional.17
A finales del siglo xix los trabajos de Ward,18 Culmann,
Meyer, Wolff y Roux (ya señalados), entre otros, pusieron las
bases de nuestros conceptos actuales sobre la arquitectura ósea.
Como corolario de estos trabajos y, especialmente, de los de
Culmann y Meyer, surgió la denominada «teoría trayectorial»
de la estructura ósea, que considera las trabéculas óseas como
líneas trayectoriales materializadas (fig. 15-4).
e la anatomía funcional a la biomecánica
D
Guillermo Roux, padre de la anatomía funcional, intuyó que el
desarrollo viene condicionado por la función a desarrollar, surgiendo así el concepto de funktionelle Anspassung o adaptación
funcional.16 Destaca, asimismo, que la forma se adapta para la
realización de un fin, con lo que crea el concepto de estructura
funcional, concepto este que nos lleva al «principio del mínimomáximo», por el cual se significa que con el mínimo material
se alcanza el máximo de función. Por ello, afirmó que el hueso
está constituido con la máxima economía de material, porque
su configuración y estructura interna se adaptan hasta en los
más mínimos detalles a su solicitud decisiva. Con su estructura
desempeña funciones de reserva de iones para la homeostasis
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
­
g
Moss13 define el término diseño, referido al hueso, como una forma o
ente macroscópico con una localización espacial, con unas características externas que le son propias (una apófisis, un tubérculo, etc.) y con
una estructura microscópica que muestra cómo se producen procesos
metabólicos del tipo de la aposición y resorción, o alteraciones en la
vascularización. Estos factores habrá que considerarlos en el tiempo,
siguiendo las fases de desarrollo, madurez y envejecimiento.
daptación de la forma ósea a su función
A
Cuando una columna soporta una carga, se producen tensiones
a su nivel que equilibran la carga. Las tensiones se harán mayores con el aumento de esta, de suerte que, si se hace muy
pesada, alcanzará la tensión de rotura y la columna se romperá
por su capa más externa a nivel de la convexidad. Será inicialmente una pequeña grieta que, conforme progrese, aumentará
indirectamente las tensiones desencadenadas por las fuerzas; a
este tipo de aumento se le denomina efecto de entalla.
¿Cómo se puede disminuir la tensión sobre la columna?
Básicamente, por aumento del diámetro y/o por alteración de
la situación de la carga. Hay que considerar que la carga excéntrica solicita la columna no solo en compresión, sino también
y simultáneamente en flexión, ya que las fuerzas de flexión
aumentan muy rápidamente cuando se alarga la distancia
(o brazo de palanca) sobre la que actúan.
Pauwels,19 a partir del concepto de la grúa de Culmann, fue
mejorando —afinando— el diseño de la misma y, paralelamente, obtuvo experimentalmente una reducción de las fuerzas
que actúan sobre ella, en especial, las de flexión.
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156
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
W
ma
­
En esencia, los mecanismos utilizados son: 1) un contrapeso
en el extremo contrario de donde pende la carga; 2) aplicando un
obenque o tirante, que consigue el mismo efecto, pero reduciendo
peso, y 3) curvando la columna con objeto de convertir fuerzas
de flexión en fuerzas de compresión. Además, en vez de utilizar
una columna masiva diseñó una viga en T o un tubo debido a que,
bajo el efecto de una solicitación en flexión, el reparto de fuerzas
será desigual: máximas en la periferia y cero a nivel de la fibra
neutra. En consecuencia, si la columna es masiva, el material situado a nivel de la fibra neutra no será utilizado para resistir y sí
en los bordes, donde las tensiones son máximas (fig. 15-5).
La representación en el hueso humano de dicha estructura
tubular será la cavidad medular. Aún podemos mejorar el diseño construyendo el larguero de la grúa en forma de enrejado o
celosía a semejanza del hueso esponjoso humano.
El hueso también va a ser solicitado en compresión, pero
especialmente en flexión, generándose momentos rotatorios
peligrosos. Este hecho se debe a que el peso corporal y las
cargas adicionales se encuentran siempre más o menos excéntricos con relación al hueso.
Consideremos el fémur (para compararlo con la grúa) durante el período de apoyo unipodal de la marcha, en que soporta la máxima solicitación (fig. 15-6). El centro de gravedad de
la porción del cuerpo soportada por el fémur se sitúa por fuera
de la mitad del cuerpo, hacia la pierna oscilante; la línea de
carga del cuerpo (W, weight) se encuentra muy excéntrica con
relación a la diáfisis femoral. En esas condiciones, la diáfisis
del fémur va a estar fuertemente solicitada en flexión por el
citado peso corporal. El equilibrio pelviano se conseguirá merced a la contracción de los abductores (musculatura abductora
[ma]), que, puenteando la cadera del miembro en carga, forman
con el fémur un sistema de soporte rígido semejante a una grúa.
La cintilla iliotibial (CIT) es lateral al fémur y, cuando se
encuentra en tensión, actúa como un obenque, proporcionando
una contraflexión. Se tensa automáticamente cuando el fémur
2
CIT
d
mv
r
i
F gu a 15-6 Disminución de las cargas soportadas por la diáfisis femoral por la acción de tirante de la musculatura (v. explicación en el texto).
CIT, cintilla iliotibial; d, distancia del brazo de palanca actuante sobre el
fémur; ma, musculatura abductora; mv, momento de fuerza del vasto externo; W, peso corporal (weight).
3
del miembro en carga soporta el peso corporal. La cintilla se va
a tensar por mediación de los músculos responsables del equilibrio frontal y sagital de la pelvis en carga. Por esta razón, la
CIT es más eficaz por la contracción del vasto externo, cuyo
aumento de volumen la aleja de la diáfisis del fémur, alargando
el brazo de palanca (mv).20
Esta acción de tipo tirante u obenque del tracto iliotibial
(tirante de Pauwels) sirve, en principio, para definir la acción
muscular de cada músculo sobre el hueso tubular. Dicha acción no va a limitarse a funciones de control postural o movilización de palancas óseas, sino que va a mantener la coaptación
articular y al tiempo permitirá su movilización, libre de fuerzas
perjudiciales. Su parálisis origina una claudicación típica.
4
1
5
r
i
F gu a 15-5 Diseño del aparato locomotor: disminución de material
mediante la colocación de un contrapeso, añadiendo un sistema de obenque, y sustituyendo la columna masiva por una hueca y una estructura
enrejada (trabecular), que soportan la misma carga decisiva. 1, carga;
2, contrapeso; 3, obenque; 4, viga curvada, tubular; 5, estructura enrejada,
no maciza.
Aplicación del principio del tirante al tratamiento
de las fracturas
Para que un hueso fracturado consolide, necesita estabilidad
mecánica. La distracción repetida es muy desfavorable: es esencial la neutralización de estas fuerzas.
Según el principio del tirante, la tracción muscular provoca
que los fragmentos se separen con el movimiento, tal como
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C
157
apítulo 15 Biomecánica del aparato locomotor
Fq
caso del aquíleo-calcáneo-plantar,21 que permite actividades
como la carrera, el salto o la danza (fig. 15-8). El antepié, a su
vez, actúa como un brazo de palanca que magnifica las fuerzas
actuantes sobre el tobillo.
a musculatura como mecanismo
de absorción de cargas
L
Fr
A
B
F gu a 15-7 La función fisiológica del cuádriceps femoral (especialmente el vasto medial), contrapesada con la acción de los isquiotibioperoneos, mantiene alineada la rótula (con ayuda de los alerones rotulianos) y
libera de cargas la articulación femororrotuliana, que soporta hasta nueve
veces el peso corporal. La técnica del obenque en las fracturas rotulianas
se beneficia de un mecanismo similar. Fq, fuerza del cuádriceps; Fr, fuerza
del tendón rotuliano.
i
r
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
ocurre en las fracturas de rótula, de olécranon, o en las avulsiones de un fragmento óseo en el que se insertan un tendón o un
ligamento, como es el caso del troquíter, trocánter mayor o
maléolo tibial. Un tirante (u obenque) neutraliza estas fuerzas
y las convierte en fuerzas de compresión cuando la articulación
se flexiona (fig. 15-7).
El aparato locomotor dispone de otros sistemas funcionales
que facilitan la recepción-transmisión de cargas, como es el
A
El brazo de palanca de un músculo monoarticular es el más
corto a nivel de la inserción del músculo en la diáfisis y aumenta en dirección a la articulación. En caso de actuar simultáneamente dos músculos monoarticulares, se reducirá la solicitación
en flexión a nivel de toda la diáfisis, y más a nivel de las extremidades óseas.
El músculo biarticular puentea totalmente el hueso, actuando como un obenque en toda su longitud, con lo que reduce las
fuerzas de flexión uniformemente. Así, el músculo bíceps braquial, actuando en solitario, descarga el húmero en toda su
longitud, pero no disminuye la considerable solicitación en
flexión del radio debido a la carga que existe en la vecindad del
codo. Actuando como un obenque, el supinador largo en solitario no descargaría nada más que el radio. Es la combinación
de ambos la que permite reducir la gran solicitación en flexión
a nivel de ambos huesos (fig. 15-9) y descargar la articulación,
favoreciendo su movilización.22 Además, la musculatura, al
insertarse en áreas óseas (no puntiformes), reducirá los picos
de fuerzas actuantes contra el hueso.
onclus on s
C
i
e
• El crecimiento conlleva un proceso de remodelación es•
quelético continuo a fin de mantener la morfología ósea
durante el desarrollo.
Las propiedades físico-químicas y mecánicas del hueso, así
como las características complementarias del hueso cortical y del esponjoso, explican su resistencia a las solicitaciones que reciben.
B
F gu a 15-8 Representación esquemática (A) y por resonancia magnética (B) del sistema funcional aquíleo-calcáneo-plantar: tendón de Aquiles,
sistema trabecular posteroinferior del calcáneo o aquíleo, y musculatura corta plantar.
i
r
ERRNVPHGLFRVRUJ
158
Parte II Ciencia básica de aplicación en cirugía ortopédica y traumatología
• Los conceptos de estructura funcional y de sistemas funcio-
•
•
nales nos ayudan a entender el funcionamiento del aparato
locomotor como un todo, en el que las diferentes estructuras tisulares se superponen e integran, permitiendo la absorción de cargas y su transmisión dinámica a través de las
diferentes unidades articulares.
Los músculos, además de actuar como brazos de palanca
para los huesos y servir a la dinámica articular, actúan como tirantes que soportan tracciones, convirtiéndolas en
fuerzas de compresión, mejor toleradas por el hueso.
Los principios de construcción del aparato locomotor sirven de guía para la prevención y reparación de las lesiones debidas a traumatismos, sobrecargas o desviaciones
axiales.
f
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22. Llanos LF. Introducción a la Biomecánica del Aparato Locomotor.
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­
r
i
F gu a 15-9 Absorción por la musculatura de cargas articulares (v. explicación en el texto).
r
i
ib
B l og a ía
ERRNVPHGLFRVRUJ
Capítulo 16
Fracturas abiertas y cerradas:
clasificaciones, etiopatogenia,
diagnóstico y tratamiento general
Luis López-Durán Stern
Resumen
En este capítulo se revisan los mecanismos de fractura de los
huesos largos, así como de los cortos y planos, y la importancia de la cobertura de las partes blandas, cuya lesión puede dejar el hueso al descubierto, las fracturas abiertas. Las
clasificaciones más empleadas son la general de la AO y,
para las abiertas, la de Gustilo.
El análisis teórico de los tratamientos incruentos, esto es,
la tracción continua, el yeso, las ortesis de inmovilización, y
los cruentos, esto es, la fijación externa, la síntesis con placas y obenques. El enclavado endomedular.
•
•
Int oducc ón
r
i
La traumatología es una de las ramas de nuestra especialidad
que ocupa una parte muy importante del quehacer diario de los
servicios hospitalarios con un consumo de recursos muy elevado y con una repercusión socioeconómica muy alta, la pérdida
de horas de trabajo y secuelas de las fracturas en la población
en edad de trabajar, por un lado, y la dependencia de muchos
pacientes ancianos con fracturas osteoporóticas, por otro.
Es, pues, necesario conocer a fondo la etiopatogenia de las
fracturas y la elección del método de tratamiento mejor para
cada caso que lleve a la consolidación de la fractura con una
recuperación funcional rápida y sin secuelas.1-5
las f cac ón
C
i
i
i
Las fracturas son interrupciones de la continuidad de un hueso
producidas por un agente traumático de mayor o menor intensidad.
El traumatismo puede incidir sobre un hueso de calidad
normal de forma directa o, con mayor frecuencia, de forma
indirecta produciendo una deformación del hueso que supera
su límite de resistencia y se rompe. La intensidad del traumatismo es variable y se diferencian:
• Traumatismos de alta energía o de gran velocidad, en los
que la energía cinética liberada es muy grande y la lesión
que producen es siempre extensa, afectando tanto al hueso
como a las estructuras vecinas. Son caídas de gran altura,
accidentes de tráfico; traumatismos por arma de fuego y
explosiones, catástrofes naturales.
Traumatismos de energía intermedia: la energía es alta,
pero suele actuar sobre uno o varios segmentos esqueléticos: caída por una escalera, accidentes deportivos, traumatismos directos por la agresión de un objeto en movimiento
o de un segmento esquelético en movimiento contra una
resistencia.
Traumatismos de baja energía: caídas desde la propia altura, movimientos incoordinados con una contracción muscular brusca que arranca un fragmento de hueso en la zona
de origen o inserción muscular, como en los ataques epilépticos.
Desde el punto de vista anatómico, la rotura ósea puede ser:
• Fisura: es una línea de interrupción simple, que puede ser
•
completa o incompleta y que no produce desplazamientos
de los fragmentos en que se ha dividido el hueso por la
conservación del periostio.
Fractura: la interrupción de ambas corticales es completa
y los fragmentos pueden desplazarse si se rompe el periostio y la energía aplicada es suficiente.
Como consecuencia de la fuerza aplicada, no solo se rompe
el hueso sino, además, las partes blandas circundantes y la
piel, de forma que su apertura comunica los extremos fracturarios con el exterior y se convierte, así, en una fractura abierta (fig. 16-1).
Tanto la lesión muscular como la de la piel van a interferir
en el proceso de consolidación de la fractura por la pérdida de
la cobertura ósea y de la vascularización periostal, fundamental
en las primeras fases del callo. La contaminación externa, además, aumenta el riesgo de infección.
En función de la gravedad de la lesión de las partes blandas
y de la piel, se han elaborado diferentes clasificaciones que
tienen un gran componente observacional con grandes variaciones interpersonales en su aplicación.
161
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
ERRNVPHGLFRVRUJ
162
Parte III Patología general
A
B
a
g
Fi ur 16-1 A. Fractura abierta de grado II de Gustilo. B. Fractura abierta de grado III de Gustilo.
Clasificación de Tscherne de lesión
de partes blandas
La calidad ósea puede estar alterada y el traumatismo puede
dar lugar a diferentes tipos de fractura.
• Grado 0: fractura simple sin o con contusión muy leve de
Alteraciones óseas estructurales
•
Displasias óseas
•
­
•
las partes blandas.
Grado I: abrasión superficial o contusión cutánea asociada
a una fractura de complejidad media.
Grado II: una abrasión profunda de la piel y/o una contusión de piel y músculos con riesgo de síndrome compartimental; suelen asociarse a una fractura transversal producida por un traumatismo directo.
Grupo III: lesión cutánea extensa, dislaceración cubierta
del tejido celular subcutáneo y daño muscular con necrosis
posterior que se asocia con frecuencia a una lesión vas
cular.1,5
De acuerdo con el tamaño de la herida, la destrucción de las
partes blandas, la lesión o no de los pedículos vasculonerviosos,
se han clasificado las fracturas abiertas en grados de interés
pronóstico.1-5
Clasificación de Gustilo y Pasternak
de las fracturas abiertas
• Enfermedades con transparencia anormal (osteogénesis
imperfecta, hipofosfatasia, etc.).
• Enfermedades con densificación del esqueleto (osteopetro-
sis, Camurati Engelman, etc.). Como se describe en el capítulo 20.
Fracturas osteoporóticas
Véase el capítulo 19.
Hueso patológico
• Lesiones tumorales. Primitivas o secundarias: metástasis.
•
•
I. Herida punzante de hasta 1 cm de diámetro, generalmente,
limpia. Con frecuencia, es una herida producida por la salida de
un extremo óseo que rasga la piel, no hay contusión muscular.
II. Es una herida mayor de 3 cm, en general, producida por
laceración con algún colgajo cutáneo. Poca o ninguna contusión
muscular (v. fig. 16-1A).
III. Es la forma más grave con una lesión importante de las
partes blandas y, en ocasiones, conminución ósea. Se subdivide
en tres formas:
IIIa. Colgajos cutáneos y contusión muscular, pero el hueso
puede cubrirse con las partes blandas disponibles (v. fig. 16-1B).
IIIb. Junto a lesión musculocutánea hay un desprendimiento periostal, la herida está contaminada y no es posible una
cobertura ósea adecuada.
IIIc. Cualquiera de los dos tipos asociados a una lesión arterial que determina la viabilidad del miembro distal a la
fractura.
El tejido tumoral invade el hueso normal y, en las formas
líticas, reduce la resistencia ósea y facilita la fractura.
Factores generales. Hay factores carenciales, hábitos tóxicos y enfermedades que debilitan la resistencia ósea y facilitan la aparición de fracturas (cuadro 16-1).
Factores locales. Defectos estructurales por lesiones previas, infección. Iatrogenia.
Cuadro 16-1 Factores generales
• Carencias nutricionales
• Hepatopatías y alteraciones metabólicas múltiples: hipercortisolismo, hiperparatiroidismo, hipogonadismo, trastornos tiroideos
• La radiación, cuando la dosis supera los 5.000 rad
• Fármacos:
• Anticoagulantes, heparina y dicumarínicos
• Antineoplásicos. Quimioterápicos
• Hidantoínas
• Corticoides y antiinflamatorios no esteroideos
ERRNVPHGLFRVRUJ
Capítulo 16 Fracturas abiertas y cerradas: clasificaciones, etiopatogenia, diagnóstico y tratamiento general
163
• Fracturas por traumatismo indirecto: cuando el traumatis-
Cadencia del traumatismo
La carga representa para el hueso un estímulo osteogénico que
puede transformarse en patológico cuando sobrepasa los límites
de resistencia del tejido. Ese exceso de carga va produciendo
microfracturas por fatiga del material que, sumadas, llegan a
originar una fractura de sobrecarga o stress; se diferencian dos
formas:
mo no actúa de forma directa sobre el hueso, sino que lo
hace en uno de sus extremos con una fuerza deformante que
excede los límites de resistencia del tejido óseo, y lo fractura.
La fuerza traumática puede actuar sobre el hueso de diferentes
formas:
Para comprender los mecanismos de fractura, hay que recordar
que el hueso por su carácter anisótropo tiene unos límites de
resistencia y elasticidad que no son iguales ni para todas las
fuerzas ni en todos sus ejes.
Los huesos están sometidos habitualmente a fuerzas de
compresión, tracción y rotación, con una mayor resistencia a
la compresión debido a la disposición helicoidal de las fibras
colágenas en las laminillas óseas y osteonas. Esta disposición
longitudinal del colágeno determina su menor resistencia a la
tracción y a la rotación, deformaciones que inician la rotura.
La lesión originada depende de la energía cinética liberada. Cuando se agota en la producción de la fractura, esta suele
ser de trazo simple y el desplazamiento de los fragmentos se
limita por la integridad del periostio. Cuando la energía es mayor, se hace más complejo el trazo, la rotura del periostio es
completa y, si la fuerza continúa actuando, desplaza los fragmentos que desgarran la musculatura.
En las fracturas de alta energía, hay siempre una gran destrucción de las partes blandas con lesión de la vascularización
periostal que compromete el desarrollo del callo óseo.
• Traumatismo directo: aplicación directa del impacto sobre
Mecanismos elementales de fractura
1. Fracturas por fatiga: aparecen en huesos de estructura normal sometidos a traumatismos o esfuerzos repetidos, como
en los deportistas. La línea de fractura aparece por un desacoplamiento entre la fase de reabsorción aumentada y la
de regeneración subsiguiente, en la frontera entre un frente
y otro (fig. 16-2).
2. Fracturas por insuficiencia: aparecen en huesos de calidad anormal, osteoporóticos, como consecuencia de esfuerzos mecánicos como las fuerzas aplicadas en la vida
diaria. En estas formas, hay una reabsorción normal y un
retraso en la regeneración que permite la aparición de la
fractura.
Me
nis o
ca
m
ener l
g
a
el hueso, dando lugar a una fractura con una lesión asociada de la piel y musculatura subyacente, lesión que puede
exponer el hueso.
Son la flexión, la tracción, la compresión, la rotación y el cizallamiento.4,6
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Derecha
A
B
Fi ur 16-2 Fractura por sobrecarga. A. Imagen radiográfica que evidencia una línea de densificación metafisaria. B. Imagen de RM que confirma
la línea de fractura.
g
a
ERRNVPHGLFRVRUJ
164
Parte III Patología general
Fracturas por flexión (fig. 16-3)
Es el mecanismo de fractura más frecuente de los huesos largos.
La fuerza actúa en una dirección perpendicular al eje mayor
diafisario y es aplicada en un extremo del hueso con el otro
fijo, o en el centro de la diáfisis, como sucede en los traumatismos directos y como se realiza en los ensayos de rotura
(v. fig. 16-3A y B). El hueso va a ser desplazado de su eje, incurvándose. En el diagrama de fuerzas, se observa que a partir
de una línea neutra coincidente con el centro del canal medular
los elementos de la concavidad son sometidos a compresión,
mientras que los de la convexidad lo son a distracción; como el
tejido óseo es menos resistente a la tracción que a la compresión,
comenzará a romperse en el punto de máxima distracción, desde donde la línea de fractura se desplaza hacia la concavidad a
medida que cede el tejido (v. fig. 16-3C).
Al sobrepasar la línea neutra, la fractura de la cortical cóncava se puede dividir en dos, aislando un fragmento triangular,
que se conoce como tercer fragmento o fractura en ala de mariposa.
Si consideramos ahora la bóveda craneana, un impacto
puntual va a desplazar hacia el interior la calota, que presentará tres puntos de inflexión dando lugar a una fractura por flexión. Es el mecanismo general de fractura en un hueso plano.
Fracturas por rotación (fig. 16-4)
Se producen por la aplicación de dos fuerzas de tracción de
sentido inverso en torno al eje longitudinal de la diáfisis, como
sucede cuando el pie está sujeto al suelo y hay un giro brusco
del cuerpo. La rotación determina la aparición de una línea
espiroidea a lo largo de la cual las laminillas óseas se van a
separar por tracción, dando lugar a la fractura. Los ensayos
mecánicos indican que un cilindro hueco, como las diáfisis, es
más resistente a la torsión que uno sólido y, para la misma
cantidad de material, la resistencia es mayor cuanto mayor sea
el diámetro externo.
Fracturas por cizallamiento
A
Aparecen cuando dos zonas vecinas del hueso son sometidas a
fuerzas, de sentido contrario y perpendiculares al eje diafisario,
las laminillas de la zona límite entre las dos fuerzas sufren un
esfuerzo similar al de las fracturas por flexión, empezando la
fractura en la zona de máxima tracción. Cuando en lugar de
Fuerza
Tracción
B
Q
L
L
b
a
B
Q
A
C
a
A
B
a
Fi ur 16-4 Fractura por rotación. Esquema de la progresión de la
fractura a lo largo de una línea espiroidea donde se concentran los esfuerzos de tracción máximos.
g
g
Fi ur 16-3 Mecanismo de las fracturas por flexión. A. Montaje
experimental de fractura con fémur porcino. En el centro, cable de acero
que tracciona en su eje hasta fractura. B. Fractura transversal resultante de
la hiperflexión. C. Esquema de la progresión del trazo de fractura: transversal hasta la línea media y oblicua después con separación de un fragmento triangular.
ERRNVPHGLFRVRUJ
165
Capítulo 16 Fracturas abiertas y cerradas: clasificaciones, etiopatogenia, diagnóstico y tratamiento general
aplicarse las fuerzas en dos se hace en tres puntos, aparece una
fractura bifocal.
Fracturas por compresión
Es uno de los mecanismos fundamentales de fractura del hueso
esponjoso, epifisario, de los huesos cortos y vértebras.
Si consideramos los cuerpos vertebrales y las epífisis como
esféricos y rellenos de líquido (sangre), la presión aplicada en
un polo se transmite por igual y en dirección perpendicular a
las paredes de la esfera, que toma forma elíptica (fig. 16-5A).
Las trabéculas óseas sobrecargadas más allá de su resistencia se rompen; en primer lugar, las trabéculas verticales, paralelas a la fuerza actuante, se comban hasta fracturarse en los
puntos de máxima inflexión. Una vez rotas, las trabéculas verticales no sustentan ya a las horizontales y permiten su hundimiento, como un barquillo, se apelotonan los restos trabeculares apareciendo, por pérdida de su disposición espacial, un
espacio vacío que favorecerá la recidiva de la deformidad por
falta de soporte. En la figura 16-5B se muestra una fractura
vertebral por compresión, tras un intento de reducción cerrada
(fig. 16-5B).
Si la fuerza de compresión se aplica de manera excéntrica
a una epífisis en lugar de producir su hundimiento, determina
la aparición de una fractura lineal con separación de un fragmento epifisario.
Pueden combinarse ambos trazos dando lugar a una fractura con hundimiento y separación, como es frecuente en la meseta tibial y en el cuerpo vertebral.
Fracturas por tracción
Son frecuentes en pacientes con convulsiones y en deportistas
en los que una contracción muscular brusca e incoordinada
produce un arrancamiento o avulsión de la inserción muscular,
arrastrando consigo una pastilla ósea.
En la tabla 16-1, se recoge la correlación entre el mecanismo y el tipo de fractura.
Clíni
ca
ener l
g
a
En la anamnesis de una fractura hay un traumatismo previo, la
mayoría de las veces hay siempre dolor intenso y continuo que
se exacerba con los movimientos activos o pasivos. El dolor se
origina por la irritación de las terminaciones nerviosas periostales y musculares, y puede ser tan intenso que desencadene un
cuadro de shock neurogénico.
La pérdida de continuidad y el desplazamiento de los fragmentos ocasionan una impotencia funcional más o menos marcada según la magnitud de los desplazamientos.
En la inspección, hay un acortamiento y un aumento de
volumen del segmento de miembro afecto debido al acabalgamiento de los fragmentos, al edema postraumático y al hematoma acumulado que se exteriorizará a la piel en los días siguientes y, con frecuencia, a cierta distancia de la fractura,
como el hematoma de Hennequin en las fracturas del húmero
proximal.
La rotura de los vasos endomedulares, a saber, arteria nutricia y lagos venosos, produce una hemorragia de diversa
cuantía según el hueso fracturado (la pelvis y la diáfisis femoral
sangran en el adulto 1-3 l). Las asociaciones lesionales pueden,
entonces, desencadenar un cuadro de shock hipovolémico.
Cuando la lesión de los tegumentos pone en contacto la
fractura con el exterior, es una fractura abierta.
Desplazamientos
Cuando la fractura es completa, la energía aplicada y la fuerza
de la gravedad separan los extremos y, en cada segmento anatómico, los fragmentos resultantes adoptan unos desplazamienA
abla 16-1 Correlación de mecanismo
de acción y trazo de fractura
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
T
B
Fi ur 16-5 Fracturas por compresión. A. La presión aplicada sobre
una esfera la deforma a una elipse apareciendo la fractura en su ecuador
como zona de máxima tensión. B. Fractura vertebral por compresión; la
rotura de las trabéculas verticales condiciona un colapso del cuerpo vertebral y su acuñamiento anterior.
g
Fuerza aplicada
Trazo
Fragmento(s)
adicional(es)
Flexión
Transversal
Oblicuo corto
Ala de
mariposa
Rotación
Espiroideo
Tercer
fragmento
Cizallamiento
Transversal
Bifocal
Compresión
Aplastamiento
Separación
—
Tracción
Arrancamiento
—
Alta energía
Conminuto
Múltiples
a
ERRNVPHGLFRVRUJ
166
Parte III Patología general
tos determinados por las tracciones musculares. Podemos
distinguir, entonces, varios tipos de desplazamiento (fig. 16-6):
• Desplazamiento lateral: cuando se produce, los fragmentos
quedan situados en diferente plano sagital (v. fig. 16-6A).
• Desplazamiento longitudinal: suele ser acortamiento por la
tracción producida por el tono de los músculos largos del
miembro, paralelos al eje del hueso fracturado. En este grupo, se incluye también la distracción más frecuente en el
húmero por acción de la gravedad (v. fig. 16-6A).
Desplazamiento angular: normalmente producido por las
tracciones excéntricas de la musculatura (v. fig. 16-6B).
Desplazamientos rotatorios: consecuencia de la acción
traumática, como en los movimientos de giro del tronco
sobre la pierna anclada al suelo por el pie. La gravedad
lleva en rotación externa el miembro inferior distal a la
fractura femoral cuando el paciente está en decúbito, y en
las fracturas de la diáfisis humeral, la colocación en rotación interna del brazo, llevando la mano al cuerpo.
•
•
El mejor ejemplo de la combinación de desplazamientos es la
fractura del tercio proximal del fémur (v. fig. 16-6C).
esiones vasculares y nerviosas
acompañantes
• Traumatismo craneofacial y columna cervical.
• Columna dorsal-esternón, corazón/grandes vasos.
• Calcáneo-meseta tibial-pelvis-columna lumbar, etc.
L
Fracturas por sobrecarga
La lesión arterial abierta o cerrada es siempre un cuadro de
urgencia absoluta que exige su diagnóstico y tratamiento inmediatos por los riesgos de shock hipovolémico y muerte, así como de la pérdida de la parte distal del miembro por isquemia y
gangrena. Hay regiones anatómicas de máximo riesgo de lesión
vascular, como son: el hombro, el codo y la rodilla.
A
En las fracturas abiertas la lesión vascular suele ser la rotura arterial o venosa, mientras que en los traumatismos cerrados
es más frecuente la contusión arterial con lesión de la íntima,
que se desprende y enrolla.
La lesión nerviosa puede ser inmediata, simultánea a la
fractura y consecuencia del traumatismo, o, más frecuentemente, originada por el desplazamiento de los fragmentos fracturarios que estiran, contunden o seccionan la médula o los troncos
nerviosos periféricos, como la compresión del radial en su canal de torsión en las fracturas de la diáfisis humeral.
Es mandatorio realizar siempre una exploración vascular
y neurológica de urgencia para descartar la presencia de estas
lesiones y porque no reseñarlas en la primera exploración tiene
consecuencias legales.
Hay que hacer siempre una exploración completa de los
enfermos traumatizados y diagnosticar de entrada todas las lesiones existentes. A nivel esquelético, hay que analizar las posibles cadenas lesionales, como:
El cuadro se caracteriza por la aparición de dolor progresivo
que aumenta con el ejercicio y cede con el reposo, la ausencia
de un traumatismo único previo y la historia de un esfuerzo
repetido mayor de lo habitual.
En la exploración hay dolor a punta de dedo cuando es
accesible a la exploración y, en las lesiones más superficiales,
edema (v. fig. 16-2).
B
C
a
g
Fi ur 16-6 Desplazamientos de los fragmentos fracturarios. A. Desplazamiento lateral y acortamiento. B. El fragmento proximal está en abducción y rotación externa, y hace un ángulo con el fragmento distal. C. Esquema de las tracciones musculares sobre los fragmentos independizados: el psoas
da flexión, y el glúteo mediano, aducción al fragmento proximal. Los aductores angulan la diáfisis y contribuyen a su acortamiento. (C, adaptado con
autorización. © 1972, Springer Nature. Fuente: Lang J, Wachsmuth W. Praktische anatomie. Berlin: Springer; 1972. p. 176.)
ERRNVPHGLFRVRUJ
167
Capítulo 16 Fracturas abiertas y cerradas: clasificaciones, etiopatogenia, diagnóstico y tratamiento general
Di
ag
nós i o
t
esonancia magnética
c
R
Los estudios de imagen son imprescindibles en el diagnóstico
y control evolutivo de las fracturas.
adiografías
R
Son el primer paso y deben realizarse siempre después de
un traumatismo. La radiografía debe incluir el segmento
de miembro lesionado en su totalidad (de articulación a articulación), lo que no siempre es posible para el fémur. La
radiografía debe hacerse en dos planos perpendiculares entre
sí, frontal y lateral (axial); imágenes difíciles de obtener
para la extremidad proximal del húmero y del fémur por su
proximidad al tronco.
Las fisuras y fracturas sin desplazar pueden no verse en la
radiografía inmediata tras el traumatismo, hay que esperar unos
días a que se produzca la reabsorción de los extremos fracturarios para que el trazo se haga visible como sucede con frecuencia en el escafoides carpiano.
En ocasiones hay que recurrir a proyecciones oblicuas, además de las clásicas anteroposterior y lateral, para analizar los
desplazamientos, como en las fracturas de la cabeza del radio,
y para observar el progreso de la consolidación.
La resonancia magnética (RM) no se emplea como exploración
de rutina en el estudio de las fracturas de los miembros, pero
tiene su indicación en el estudio de las lesiones capsuloligamentosas; en las fracturas vertebrales osteoporóticas con aplastamientos múltiples, para diferenciar las fracturas recientes de
las ya consolidadas. Ante la sospecha de una fractura por sobrecarga (v. fig. 16-2B). En ocasiones, ante la sospecha de fracturas del cuello femoral y en las lesiones traumáticas de las
epífisis cartilaginosas de los niños.
cografía
E
Su empleo está indicado como segunda exploración en las lesiones epifisarias de los niños, por ejemplo, en las fracturas
condíleas humerales de los niños.
En función de la localización de la fractura por huesos,
epífisis proximal o distal y tipo de trazo, la Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO) ha desarrollado una clasificación numérica de las fracturas que se encuentra en sus
textos básicos (fig. 16-8).
Prin i ios
c
Tomografía computarizada
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
No es una exploración de rutina para las fracturas aisladas,
pero su empleo como tomografía computarizada (TC) multicorte de cuerpo entero se impone como exploración inicial en
los politraumatizados.
La posibilidad de reconstrucción tridimensional es una
ayuda importante para el análisis de las fracturas vertebrales y
articulares de los miembros (epifisarias) con desplazamiento:
glenoides, paleta humeral, pelvis y cotilo, etc. (fig. 16-7).
p
ener les
g
a
d
e t atam ento
r
i
Todas las fracturas tienen tendencia a consolidar gracias al desarrollo del callo óseo.
Para que la curación se produzca en condiciones normales,
hay que respetar los siguientes principios mecánicos:
• Inmovilización del foco, ya que el reposo favorece el callo. La
•
inmovilización debe ser elástica, una discreta movilidad del
foco es un estímulo funcional para lograr la consolidación.
Si las fracturas tienen tendencia natural a la consolidación, su
tratamiento se encaminará a conseguir que esta curación se
A
B
Fi ur 16-7
g
a
Aplicación de las TC para el estudio de las fracturas. A. Reconstrucción 3D de una fractura de rama púbica. B. Fractura de calcáneo.
ERRNVPHGLFRVRUJ
168
Parte III Patología general
91.
Diagnóstico = «esencia» de la fractura
9. Huesos craneofaciales
Localización
92.
51.
52.
11.
15.
14.
15. Clavícula
Hueso
1234
Segmento
1 2 3 (4)
Tipo
ABC
Grupo
123
Subgrupo
.1 .2 .3
14. Escápula
4 huesos
largos
3o4
segmentos
3 tipos
3 grupos
3 subgrupos
B
fractura
en cuña
2
fractura
por flexión
1. Húmero
12.
53
21.
2. Radio/
cúbito
Ejemplos 32-B2
5. Columna
vertebral
13.
Morfología
3
fémur
2
diafisaria
11.
21.
12.
22.
13.
23.
61.
6. Pelvis/acetábulo
22.
23. 31.
62.
32.
31.
41.
7. Mano
3. Fémur/rótula
33.
34.
32.
42.
41.
42.
43.
44.
8. Pie
4. Tibia/peroné
33.
43.
44.
Localización anatómica de la fractura. La localización anatómica se
designa con dos números: uno para el hueso y otro para el
segmento (el radio y el cúbito, así como la tibia y el peroné se
consideran un hueso). El segmento maleolar (44) es una excepción.
Los segmentos proximal y distal de los huesos largos se definen
como un cuadrado cuyos lados tienen la misma longitud que la
zona más ancha de la epífisis (excepciones 31 y 44).
A
B
C
D
a
g
Fi ur 16-8 Clasificación de las fracturas según la AO. A. Numeración de los diferentes segmentos esqueléticos: epífisis proximal, diáfisis y epífisis distal. A esta numeración se añaden los subtipos A, B y C según la complejidad del trazo, que a su vez tiene tres grados. B. Orientación de los trazos
diafisarios. C. Complejidad del trazo. D. Fracturas epifisarias de menos a más complejas. (A, adaptado con autorización: Copyright de AO Foundation,
Suiza. Fuente: Müller AO Classification of Fractures—Long Bones. www.aosurgery.org.)
ERRNVPHGLFRVRUJ
Capítulo 16 Fracturas abiertas y cerradas: clasificaciones, etiopatogenia, diagnóstico y tratamiento general
haga tras la reducción, en buena posición, y a lograr una recuperación funcional completa del segmento comprometido.
La reducción y contención de la fractura se obtiene de dos
formas: una que emplea métodos incruentos con el fin de distorsionar lo menos posible el proceso normal de consolidación,
y otra que busca obtener mejores resultados anatómicos y funcionales interviniendo quirúrgicamente las fracturas mediante
la aplicación de diferentes dispositivos conocidos como osteosíntesis: alambres, placas y tornillos, clavos y fijadores externos.
Tratamiento conservador u ortopédico
El tratamiento conservador se vale de los siguientes métodos.
­
Reducción de los desplazamientos
En todas las fracturas con desplazamiento hay que corregir,
reducir, las desviaciones para restablecer la longitud y los ejes
diafisarios o el perfil articular, según sea la localización de la
fractura:
• Corrección del acortamiento: en las fracturas diafisarias de
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
•
los huesos largos, habrá que restablecer su longitud de forma completa en el adulto o permitir cierto acortamiento en
el niño.
Restablecimiento de los ejes en los tres planos del espacio:
la reducción óptima es la anatómica, pero hay unos límites
de tolerancia para cada una de las desviaciones.
• Los desplazamientos laterales son tolerables mientras
queden en contacto un tercio de las superficies fracturarias para que puedan ser unidas por el callo.
• Las angulaciones residuales tienen menor repercusión
funcional unas que otras. Se puede aceptar en el adulto
una angulación residual de hasta 10° en el miembro
superior tanto en el plano frontal como en el sagital. En
el miembro inferior, las desviaciones en valgo son
siempre mejor toleradas que las angulaciones en varo.
Son aceptables hasta 15-20° de valgo, mientras que para el varo no deberían superar 5°.
• En el antebrazo, las angulaciones convergentes de ambos huesos tienen una repercusión funcional muy importante al limitar la pronosupinación y favorecer, además, la sinostosis de ambos huesos.
• Durante la infancia son tolerables angulaciones mayores, ya que el crecimiento va a ser capaz de remodelar
las mismas.
• Los desplazamientos rotatorios nunca se corrigen por
remodelación y hay que corregirlos siempre de forma
completa, tanto en el adulto como en el niño, ya que las
malrotaciones residuales son muy mal toleradas funcionalmente.
La reducción se hará manipulando ambos fragmentos fracturarios siempre que su tamaño lo permita. Cuando el proximal es
pequeño o está rodeado de una gran masa muscular, no es posible manipularlo y solo podremos actuar sobre el fragmento
distal que habrá de enfrentarse al proximal. Hay siempre que
hacer recorrer a los fragmentos el camino inverso al que siguieron durante el desplazamiento tras la fractura. El tono de
los músculos insertados en el hueso tiende a desplazar de nue-
169
vo los fragmentos obligando a buscar posiciones que contrarresten su acción.
Las maniobras sucesivas de reducción son:
1. Tracción y contratracción para restablecer la longitud inicial
del hueso, que será mantenida durante toda la maniobra de
reducción, una pequeña diástasis permite desenganchar los
fragmentos y la corrección de los otros desplazamientos.
2. Corrección de los defectos rotatorios alineando los puntos
de referencia anatómicos externos (p. ej., la rótula y el dedo
gordo del pie en las fracturas de la tibia).
3. Corrección de los desplazamientos laterales por presión
perpendicular a la diáfisis desplazada.
4. Corrección de las angulaciones en los planos frontal y sagital.
Para las fracturas epifisometafisarias y de los huesos planos, las
vértebras, tarso y carpo, es preciso siempre recurrir a maniobras
ortopédicas indirectas por tracción sobre los ligamentos allí
insertos, que van a traccionar sobre los fragmentos fracturarios
y los van a reducir. Es la ligamentotaxis.
La reducción cuyas maniobras básicas son las aquí indicadas
puede hacerse de forma encadenada bajo anestesia local o general, o bien de forma paulatina aplicando una tracción continua
en el eje del miembro para que una vez recuperada la longitud
inicial la presión hidrostática de las celdas musculoaponeuróticas del segmento afronte ambos fragmentos (fig. 16-9A).
A
B
Fi ur 16-9 Tracción continua. A. Aguja de K transcondílea sujeta
a un estribo para el fémur. La aguja puede pasarse también por los platillos
tibiales, lo que más fácil, pero a la larga distiende los ligamentos de la rodilla. B. Una vez colocada la tracción, el miembro reposa sobre una férula,
de Braun, en este caso.
g
a
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170
Parte III Patología general
A este sistema elemental pueden añadirse tracciones suplementarias para lograr la completa reducción de la fractura y,
con ello, entramos en el siguiente, el de la contención de los
fragmentos reducidos para lograr su consolidación.
articular. Otras veces se mantiene durante 2-3 semanas, al cabo
de las cuales, cuando el callo fibroso tiene un desarrollo suficiente, se inmoviliza la fractura con un yeso.
Contención e inmovilización
Introducido por Mathysen, es una venda de gasa impregnada
en yeso que, una vez mojado, va a fraguar endureciendo el
vendaje, que es ligero, permite la transpiración cutánea e inmoviliza la fractura de manera suficiente como para obtener la
consolidación ósea.
Desde Boehler está estandarizada su aplicación: hay que
colocar el vendaje sin almohadillar (salvo en los puntos esqueléticos muy prominentes que puedan escararse) para evitar
la aparición de movimientos pasivos en el interior del yeso que
permitan nuevos desplazamientos de la fractura.
El yeso debe aplicarse de forma continua circular, superponiendo en cada vuelta una mitad de venda sobre la siguiente de
distal a proximal, reforzándolo con férulas únicamente en los
puntos de máximo esfuerzo mecánico.
Cuando se aplica después de la reducción precoz de la
fractura, en las primeras 48 h tras la lesión, debe siempre abrirse de forma completa, incluidas las capas de almohadillado,
hasta la piel, a todo lo largo del vendaje para evitar la aparición
de síndromes compartimentales. Con el yeso puesto, hay que
elevar de forma repetida el miembro para favorecer el retorno
venoso, estimular la contracción de los grupos musculares incluidos en el yeso y añadir la ingesta de antiinflamatorios no
esteroideos (AINE) durante 48 h. Se mantendrá un control
constante del estado neurovascular del miembro y, ante el menor signo de compromiso, se retirará el yeso de forma completa y se dejará el miembro en tracción continua o con una fé
rula.
En la doctrina clásica, era preceptivo siempre inmovilizar
las dos articulaciones vecinas a la fractura, cambiando cada
2-3 semanas el yeso para mantenerlo ajustado al miembro, ya
que la atrofia muscular hace que de forma paulatina quede holgado y permita el desplazamiento de los fragmentos.
Sarmiento defiende el tratamiento funcional, basado en el
apoyo precoz como estímulo funcional del callo, por el movimiento elástico que se produce a nivel de la fractura. Sarmiento considera que la presión hidrostática de las celdas musculoaponeuróticas mantiene la posición de los fragmentos, lo que
permite renunciar a la descarga y a la inmovilización prolongada de las dos articulaciones vecinas a la fractura. El tratamiento funcional favorece, además, una recuperación precoz
de esas articulaciones.7
Para la aplicación de estos tratamientos funcionales, se
emplean con frecuencia moldes plásticos conformados al
miembro, de menor peso que la escayola y más higiénicos.
En los tratamientos funcionales, se sustituye el yeso cerrado
a las 2-3 semanas por una ortesis de inmovilización conformada.
1. En la recogida del traumatizado en el lugar del accidente,
se emplea un dispositivo externo de inmovilización, almohadillado, metálico o plástico, las gotieras, en las que se
apoya el miembro y se sujeta por cinchas o un vendaje
blando. Ambos sistemas favorecen el drenaje venoso, disminuyen la aparición de edema al inmovilizar parcialmente la fractura y sedan el dolor.
2. El entablillado del miembro mediante una tira única de yeso, la férula, que se sujeta en la cara dorsal o ventral del
miembro mediante una venda blanda sobre un vendaje almohadillado.
El fin de la tracción continua puede ser la reducción paulatina
de la fractura o la contención de la reducción obtenida por
maniobras ortopédicas. Se aplica, bien sobre los tegumentos
con tiras adhesivas o frondas y es la tracción blanda, bien de
forma transósea, pasando una aguja elástica metálica por el
fragmento distal del hueso fracturado, o por la porción proximal
del hueso del segmento de miembro distal a la fractura. La
aguja de Kirschner se fija a un estribo metálico del que cuelgan
los pesos. Para la columna, la tracción transesquelética se aplica en el cráneo mediante un compás.
Una vez aplicado el dispositivo de tracción, debe colocarse
el miembro en posición de máxima relajación muscular y de
mayor amplitud articular para evitar una tracción muscular excesiva y el desarrollo de rigideces articulares. Esta posición se
obtiene para el miembro inferior en semiflexión de cadera y
rodilla, y en ángulo recto del tobillo. El miembro se coloca
sobre un dispositivo metálico, una férula rígida como la de
Braun (fig. 16-9B) o articulada como la de Thomas, que se
apoyan o suspenden de la cama.
El peso tractor debe estar como norma, para el miembro
inferior, entre 1/7 y 1/10 del peso del cuerpo, colocando la
cama en posición de Trendelenburg para que el cuerpo haga
contratracción y con el tronco incorporado para favorecer la
ventilación pulmonar. El hilo tractor debe prolongar el eje diafisario del hueso fracturado, permitiendo suspender el peso
fuera de la cama para que sus desprendimientos accidentales
no lesionen secundariamente al enfermo.
Cuando la tracción se mantiene durante mucho tiempo con
una articulación interpuesta entre su anclaje y la fractura, pueden distenderse las estructuras ligamentosas articulares y dejar
una laxitud residual, además de la posible rigidez.
Mientras se mantiene al enfermo encamado en tracción,
hay que esmerar las medidas higiénicas generales: ventilación
pulmonar, retorno venoso y presión de las partes acras para
evitar el desarrollo de escaras.
La inmovilización puede mantenerse hasta la consolidación, iniciando a las 2 semanas los ejercicios de rehabilitación
­
La inmovilización ortopédica va a lograrse de varias formas.
La inmovilización temporal, desde la primera atención del
enfermo hasta la aplicación del tratamiento definitivo, puede
hacerse de dos formas:
Vendaje enyesado
Tratamiento quirúrgico: osteosíntesis
Es el tratamiento más empleado para las fracturas desplazadas,
unas escuelas lo emplean sistemáticamente y otras solo en casos
concretos.1-5
Se denomina osteosíntesis al procedimiento quirúrgico
encaminado a fijar mediante algún dispositivo la fractura una
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Capítulo 16 Fracturas abiertas y cerradas: clasificaciones, etiopatogenia, diagnóstico y tratamiento general
vez reducida. La osteosíntesis busca una contención estable
de los fragmentos hasta la consolidación en posición anatómica. Su empleo se justifica si cumple una serie de requisitos
como son:
• Mantener la reducción de forma estable hasta el punto de
prescindir de medios externos de inmovilización.
• Permitir la recuperación funcional precoz de las articula-
ciones vecinas y la carga precoz en las fracturas diafisarias
de los miembros inferiores.
Para que la osteosíntesis tenga resultado, debe estar hecha con
materiales que han de cumplir uno los siguientes requisitos:
• Ser inertes: no deben producir reacciones de rechazo en el
organismo como los granulomas de cuerpo extraño.
­
• Ser inactivos: en el sentido de no liberar iones ni producir
diferencias de potencial entre sus distintos componentes
(p. ej., tornillos y placa) que puedan producir una osteolisis
electroquímica. Aunque hoy todos los materiales empleados son inertes, debe evitarse el uso de dos tipos de material
distinto dentro del mismo hueso o, incluso, en el mismo
miembro.
Ser incorrosibles: la aleación del metal implantado o del
polímero, en el caso de usar plásticos, debe ser resistente al
medio interno con su flujo iónico y su pH ligeramente ácido. En la actualidad, se emplean materiales como el ácido
poliglicólico o poliláctico de reabsorción controlada que
mantienen su resistencia el tiempo necesario para que consolide la fractura y, después, son desintegrados poco a poco
por un tejido de granulación que hace innecesaria la retirada de estos tornillos y agujas sin dejar granulomas residuales.
Ser resistentes a los esfuerzos mecánicos que actúan sobre
los huesos durante el proceso de consolidación, período
durante el cual la osteosíntesis debe asumir esos esfuerzos
mecánicos. Deben resistir, en consecuencia, los esfuer-
•
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
•
171
zos puntuales máximos y las solicitaciones continuas de la
vida diaria sin romperse ni desimplantarse.
Métodos de osteosíntesis
Fijador externo (fig. 16-10)
Es un método a caballo entre la osteosíntesis interna y la inmovilización externa pura. Fue desarrollado por Hoffmann y se
basa en la solidarización, a un tutor externo, de los fragmentos
óseos por medio de unos clavos de Steinmann, fijados a la cortical. Los fijadores externos están indicados en las fracturas
abiertas y en el tratamiento inicial de los politraumatizados
durante la fase de control de daños.
Los clavos de Steinmann se introducen de forma percutánea
y a cierta distancia del foco en uno o dos planos del espacio, y
se solidarizan entre sí mediante un sistema rígido de barras y rótulas que absorben los esfuerzos mecánicos del hueso fracturado
en las primeras fases de la consolidación. Su eficacia mecánica
es mayor cuanto más cerca estén las barras del hueso.
Ilizarov introdujo un sistema de fijación externa, apoyado
en agujas de Kirschner que se tensan sobre un armazón circular
conectado por barras. El sistema da una fijación elástica que
permite la carga precoz en el miembro inferior y la compresión
dinámica de la fractura (fig. 16-11).
Placas y tornillos
La osteosíntesis fue iniciada por Koenig, Lambotte, Lane y
Sherman a principios del siglo xx. A partir de las placas originales, la escuela suiza de la AO elaboró un sistema de placas
metálicas de resistencia suficiente como para estabilizar el hueso roto al que se atornillan aplicando compresión interfragmentaria para lograr un contacto completo de los fragmentos y
anular los movimientos a nivel de la fractura, facilitando así la
consolidación directa. La estabilidad de estas placas se basa en
su acoplamiento total a las corticales y a la presa de los tornillos
en el hueso. La rigidez del montaje permite renunciar a la inmovilización externa y comenzar de inmediato la recuperación
funcional de los miembros.
A
B
Fi ur 16-10 Fijador externo. A. Fijador externo monolateral para una fractura abierta de tibia con tres clavos de Schanz roscados. B. Diagrama de
transmisión de las fuerzas desde el hueso a través de los tornillos a la barra del fijador. La fractura queda sin carga.
g
a
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172
Parte III Patología general
Barras de tracción
A
B
a
g
Fi ur 16.11 Fijador externo de tipo Ilizarov. A. Imagen clínica del montaje de cuatro anillos con barras de tracción/distracción entre los dos
anillos superiores y los dos inferiores. B. Esquema del transporte óseo: el defecto es distal; la osteotomía es proximal, y el fragmento intermedio se desliza a distal; a nivel de la brecha proximal se regenerará un hueso membranoso.
La forma elemental de lograr la compresión interfragmentaria es en una fractura oblicua la colocación de un tornillo
perpendicular a la línea de fractura (fig. 16-12A), cuyas roscas
hacen presa solo en la cortical contraria a su entrada, para lo
cual se labra un canal de mayor diámetro en la cortical proximal para que el tornillo no haga presa y pueda cerrar la línea
de fractura al traccionar sobre el fragmento opuesto. Como un
tornillo aislado no soporta las cargas axiales, se refuerza mediante una placa que absorbe esos esfuerzos (v. fig. 16-12A).
En los trazos horizontales, el tornillo de compresión interfragmentaria es sustituido por una placa cuyos orificios permiten al
atornillarse el desplazamiento de los tornillos que arrastran los
fragmentos y compactan el trazo de fractura. La reducción de
la fractura se hace con las placas de compresión al mismo tiempo que su colocación (fig. 16-12B y C).
La osteosíntesis rígida, al absorber todos los esfuerzos mecánicos del hueso, puede dejar las corticales sin estímulo funcional hasta el punto de favorecer un cambio de su estructura, se
espongializa y es menos resistente. La aplicación de estas placas
exige una desperiostización de una gran área de hueso lesionando la vascularización periostal, comprometiendo así la revascularización corticomedular y la consolidación de la fractura.
A partir de las placas de compresión y debido a las complicaciones descritas, se han desarrollado placas en titanio para
A
B
C
a
g
Fi ur 16-12 Placas y tornillos. A. Tornillo de tracción de inserción perpendicular al trazo de fractura. A nivel de la cortical de entrada del tornillo
se ha fresado un mayor diámetro para que solo haga presa en la cortical opuesta y dé compresión a la fractura. Se añade en posición perpendicular una
placa de sostén. B. En las placas de compresión DCP (dynamic compression plate), los orificios para los tornillos por su diseño de cilindro inclinado y
angulado permiten su deslizamiento para lograr la compresión de la fractura. C. Esquema de la compresión interfragmentaria. (Reproducido con autorización: Copyright de AO Foundation, Suiza. Fuente: AO Principles of fracture management. www.aosurgery.org.)
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Capítulo 16 Fracturas abiertas y cerradas: clasificaciones, etiopatogenia, diagnóstico y tratamiento general
A
B
173
C
Fi ur 16-13 A. Placa bloqueada en una tibia distal con esquema de la transmisión de cargas como en los fijadores externos. B. Tornillo bloqueado
simple, con roca para la placa y el hueso, y tornillo DLS con funda para el hueso de menor rigidez para permitir la dinamización de la fractura. C. Placa
LCP con orificios para tornillo convencional de compresión o bloqueado.
g
a
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
mejorar su elasticidad y con un área de contacto menor con el
hueso (LC-DCP, low contact dynamic compression plate).
Las dificultades de la osteosíntesis en el hueso osteoporótico con una presa peor de los tornillos convencionales ha
llevado al desarrollo de las placas bloqueadas, de estabilidad
angular en las que los tornillos, para dar una mayor estabilidad al sistema, se roscan a la placa formando un montaje rígido (fig. 16-13A). Se ha aumentado el diámetro y se ha cambiado el paso de rosca de los tornillos bloqueados, un paso
para la placa y otro para el hueso. Los tornillos bloqueados
pueden ser uni- o bicorticales. Este montaje rígido absorbe,
como los fijadores externos, las cargas transmitidas y las
puentea del fragmento distal al proximal descargando la frac-
tura. Se ha llamado fijador interno bloqueado a este sistema
(fig. 16-13B). La aplicación de estas placas exige la reducción
previa de la fractura.
En la técnica MIPO (minimally invasive percutaneous osteosynthesis), las placas se introducen por una incisión cutánea
pequeña a nivel de uno de los extremos del hueso fracturado y
mediante una guía externa fijada a la placa esta se atornilla al
hueso a través de pequeñas incisiones cutáneas. Se evita la desperiostización amplia del hueso al no ser necesario el contacto
directo de la placa con la cortical, respetando así la vascularización periostal (fig. 16-14A). Para facilitar más la fijación, se
han desarrollado placas que permiten introducir los tornillos en
diferentes direcciones, son las placas poliaxiales.
a
B
c
A
B
Fi ur 16-14 Características mecánicas de las placas bloqueadas. A. a es el área de trabajo; B + c es la longitud de la placa, y la relación B + c/a
debería ser 3:1. B. Imagen comparativa del desarrollo del callo periostal en un clavo endomedular y en una placa bloqueada que no hace contacto cortical.
g
a
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174
Parte III Patología general
­
Hay placas llamadas LCP (locking compression plate) que
combinan los tornillos bloqueados con los de compresión
que facilitan una reducción adicional de los fragmentos, en cuyo caso debe insertarse antes el tornillo de compresión que los
de bloqueo, que impiden, una vez atornillados, ulteriores desplazamientos hueso/hueso/placa (fig. 16-13C).
Las placas bloqueadas dan una gran rigidez axial que, con
frecuencia (hasta en el 20% de los casos), determina una pseudoartrosis y un desarrollo asimétrico del callo, que puede faltar
en la cortical próxima a la placa. Para evitarlo, se recomienda
el uso de placas muy largas, con pocos tornillos; en parte, unicorticales. Al disminuir la estabilidad axial, aumentan los movimientos en el foco que, si llegan a ser excesivos, también
impiden la consolidación.
Para calcular la rigidez axial y la elasticidad en el foco, hay
que tener en cuenta la longitud de la placa y la densidad de
tornillos (fig. 16-14B).
En una placa se diferencian tres zonas: el segmento medio
corresponde al área de la fractura, y los dos tornillos más próximos, es el área de trabajo. La longitud ideal de la placa se
calcula a partir de la relación longitud total de la placa/longitud
de la fractura y debe ser superior a 3:1 en las conminutas y
entre 8:1 y 10:1 en las fracturas simples.
La densidad tornillos/placa (es decir, el número de tornillos
colocados/número de agujeros de la placa) debe estar en torno
a 0,4, es decir, un poco menos de la mitad de los tornillos posibles.
Otras formas de disminuir la rigidez axial son usar placas de
titanio, brocar los orificios de la cortical proximal a la placa a un
diámetro mayor con el fin de que no hagan presa los tornillos
bicorticales o bien usar tornillos de tipo DLS (dynamic locking
screw), etc.8
Clavo endomedular
Frente al sistema de placas, que ya se empleaban antes del
desarrollo del sistema AO, Küntscher introdujo en 1940 la osteosíntesis endomedular considerando que las solicitaciones
mecánicas son mínimas en el canal medular y, por tanto, la
colocación a ese nivel de un tutor metálico permite con una
A
B
menor cantidad de material absorber la carga del hueso hasta
su consolidación.
Este sistema es solo válido para las fracturas diafisarias y
emplea un clavo metálico hueco con perfil de hoja de trébol que
le da la elasticidad suficiente como para introducirse comprimido en la medular y, una vez en ella, dilatarse para adaptarse
a sus paredes. Tiene la ventaja de colocarse sin abordar el foco
de fractura introduciéndolo por un extremo óseo, a foco cerrado, con lo que el riesgo de infección y pseudoartrosis es menor.
Para que el clavo cumpla las condiciones mecánicas suficientes y absorba todo el esfuerzo que normalmente soporta la
diáfisis fracturada, debe hacer un contacto continuo con las
paredes del canal medular, que tiene en la mayoría de los huesos largos forma de diábolo (v. fig. 16-6A). Hay, en consecuencia, que regularizar los canales medulares para que cumplan los
requisitos descritos. Esta regularización se obtiene fresando
(fig. 16-15A) sus paredes hasta darles un perfil cilíndrico uniforme lo más largo posible para que la longitud de trabajo del
clavo sea mayor y pueda absorber las cargas (fig. 16-15B), y
llegando a un diámetro mínimo para cada hueso; así, para el
fémur debe ser de 11 mm si se quiere renunciar a las inmovilizaciones externas y autorizar la carga precoz. Para poder introducir con seguridad un clavo, hay SIEMPRE que fresar de 1 a
1,5 mm más que el diámetro de clavo elegido.
La maduración completa de los callos corticales en las fracturas diafisarias tratadas por enclavado endomedular exige al
menos 1 año, al cabo del cual la diáfisis recobra su función mecánica y por remodelación ósea se separa del clavo, que deja de
tener función y puede retirarse si es preciso (v. fig. 16-15B).
Los clavos no son nunca tan rígidos como una placa y permiten la aparición de micromovimientos a nivel del foco que
estimulan la consolidación (v. fig. 16-15B).
A partir del clavo de Küntscher se han hecho varias modificaciones para ampliar las indicaciones de los clavos. La más
importante ha sido el atornillado del clavo para dar a los fragmentos estabilidad axial y rotacional para las fracturas de trazo
espiroideo, conminutas, bifocales, etc. (v. fig. 16-14A). El anclaje transversal, adicional, mantiene la reducción inicial. Los
clavos atornillados, en sus diferentes modelos, tienen un perfil
C
a
g
Fi ur 16-15 Enclavado endomedular. A. Fresas elásticas. B. Área de trabajo del clavo: zona de contacto del clavo con la cortical diafisaria. C. Fractura pertrocantérea síntesis con clavo g largo.
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175
Capítulo 16 Fracturas abiertas y cerradas: clasificaciones, etiopatogenia, diagnóstico y tratamiento general
cilíndrico y se pueden atornillar en ambos extremos. Cuando
se hace así, es un clavo estático; si se atornilla solo uno de sus
extremos (proximal o distal), se habla de un clavo dinámico
que permite una mayor elasticidad a nivel del foco al bloquear
únicamente uno de los fragmentos, el más próximo al trazo de
la fractura, y, a pesar de esa ventaja hipotética, la tendencia en
la actualidad es al bloqueo estático (v. fig. 16-14A).
En las fracturas metafisodiafisarias, como las fracturas de
húmero proximal, de la región trocantérea y supracondíleas,
tiene una alta tasa de consolidaciones con la ventaja adicional
de la cirugía a cielo cerrado (fig. 16-15C).
La crítica al fresado de destruir la circulación medular y
dejar la diáfisis sin la circulación necesaria para el desarrollo
del callo no tiene en cuenta que inmediatamente después de la
fractura y durante 10 días aproximadamente la rotura de la arteria centromedular interrumpe la circulación medular, el flujo
cortical se invierte y se hace centrípeto a costa de la vascularización periostal; en esta fase, el fresado no desvasculariza más
las corticales y los vasos medulares se regenerarán en torno y
en el interior del clavo a partir del décimo al decimoquinto día.
Se han atribuido también al fresado un aumento de las embolias grasas y una mayor tasa de complicaciones pulmonares
en los politraumatizados. En la actualidad, se sabe que la aparición del distress respiratorio está en relación con la gravedad
del traumatismo torácico y no con el fresado femoral, que debe
evitarse como tratamiento definitivo hasta que no se resuelva
la situación pulmonar.
En los politraumatizados inestables, el enclavado fresado
en las primeras 24 h produce un insulto adicional aumentando
la tasa de fallos multiorgánicos, por lo que se recomienda en la
actualidad la cirugía de control de daños mediante el uso de
fijadores externos y posponer el enclavado, si la evolución del
politraumatizado es buena, al quinto día tras el traumatismo.
Métodos de osteosíntesis complementarios
de los clavos y placas
• Cerclajes: consisten en la aplicación de una banda alámbrica
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
a toda la circunferencia ósea como en la rótula (fig. 16-16A y B).
Fi ur 16-16 Cerclajes y obenques.
A y B. Cerclaje rotuliano apoyado aquí en dos
tornillos de doble rosca; lo más frecuente
es hacerlo sobre dos agujas de Kirschner.
C. Obenque en una fractura de olecranon. El
alambre que se apoya en las agujas en la zona
de inserción del tríceps pasa por la cortical
distal a la fractura y se anuda en una figura de
ocho.
g
• Obenques: se indican en las fracturas por tracción (p. ej.,
olécranon), y se basan en apoyar un cerclaje en ocho de
guarismo en la cortical distal a la fractura y en la zona
de inserción muscular o ligamentosa del fragmento proximal, donde se apoya en dos agujas de Kirschner que se
anclan en la cortical del fragmento distal (fig. 16-16C),
transformando así la tracción musculoligamentosa en compresión a nivel de la fractura al trasladar la fuerza de tracción a la cortical distal a la fractura y anular la tracción
sobre el fragmento proximal.
Fr
ur s bier
act
a
a
s
ta
En estas lesiones, hay que curar las heridas y reconstruir las
pérdidas de sustancia de las partes blandas al tiempo que se
procura la consolidación de la fractura:
1. Limpieza a fondo de la herida en el momento inicial, lavado
con al menos 3 l de suero, extracción de todos los materiales
extraños y cepillado de las zonas vecinas con suero y antisépticos que no tiñan la piel para no enmascarar las zonas
mal vascularizadas y poder delimitar las áreas necróticas.
2. Extirpación de los tejidos desvitalizados: piel, aponeurosis,
músculos y fragmentos óseos desprendidos. Con la piel hay
que ser siempre muy conservador, en especial, en áreas como las manos, los pies, la cara. Todos los colgajos de vitalidad dudosa deben reponerse y, si es posible, se deben
cubrir las superficies óseas con las partes blandas. Los fragmentos óseos sueltos a nivel de una diáfisis deben extirparse (pueden conservarse en frío para una reposición ulterior), mientras que los epifisarios deben reponerse siempre.
3. Amputación. En las fracturas de tipo IIIc, hay que valorar
en la urgencia si se procede a la reconstrucción del miembro o a su amputación, como debe hacerse en casos de lesión extensa del paquete vascular sin posibilidades de
reconstrucción. Para sentar la indicación, se han desarrollado el concepto de extremidad catastrófica y una serie de
escalas indicativas.
­
a
B
A
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C
176
Parte III Patología general
A
B
a
g
Fi ur 16-17 Aloinjerto esponjoso. A. Fragmentos de hueso congelado a –80° y desgrasado. B. Aloinjerto rellenando una gran cavidad.
­
La principal complicación de esta técnica es la trombosis del pedículo.
d. Transporte óseo según la técnica de Ilizarov (v. fig. 16-11B):
el fijador externo circular permite hacer en una de las
metáfisis una osteotomía individualizando un fragmento
diafisario que mantiene su vascularización periostal y
medular. Desde fuera y por tracción desde uno de los
anillos, se desplaza el segmento diafisario individualizado hacia el área de defecto hasta entrar en contacto con
el segmento óseo opuesto con el que va a consolidar por
medio de un callo de fractura. Como el desplazamiento
se hace muy lentamente (1 mm/día), a nivel de la osteotomía se regenerará un hueso diafisario normal por osificación directa. Todo el proceso tiene una duración de
meses, que se calculan con tablas.
e. Materiales osteoinductores y osteoconductores, como
el coral natural, la hidroxiapatita sintética y las proteínas morfogenéticas del hueso (BMP) obtenidas por
extracto o a partir de su código genético: están en la
actualidad en fase de desarrollo. Para pequeños defectos, se emplean el coral o diferentes formas de fosfatos
tricálcicos que tienen características osteoconductoras.
Es decir, forman un lecho favorable para la invasión
vascular y celular osteoformadora; la adición de células
de la médula ósea obtenidas del paciente aumenta la
regeneración ósea. Estas sustancias son muy frágiles y
solo pueden emplearse como relleno o cobertura, nunca
como elementos estructurales. Las BMP son osteoinductoras y deben unirse a un soporte adecuado que permita su liberación paulatina en el lecho de implantación
para lograr una respuesta celular osteoformadora ade
cuada.
onclus ones
i
C
4. Fijación de la fractura. En la actualidad, las fracturas abiertas desplazadas deben fijarse de urgencia con un fijador
externo monolateral estable o mediante un clavo cerrojado
estático con o sin fresado. Cualquiera de estos sistemas
debe permitir los pasos siguientes.
5. Reconstrucción vascular: sutura o injerto arterial y venoso.
La sutura de los nervios no puede hacerse siempre en este
momento. De no suturarse, deben anclarse sus extremos
con un marcador metálico que permita identificarlos tardíamente y proceder entonces a su reconstrucción.
6. Cobertura. Deberá ser inmediata siempre que se pueda y,
cuando no es posible, en los días sucesivos, una vez que la
herida está limpia y se hayan extirpado todas las zonas necrosadas, debe cubrirse la fractura con los tejidos blandos
adecuados. Estos procedimientos deben hacerse en la primera semana después de la fractura. Las opciones son:
a. Sutura de la herida.
b. Colgajos musculares por rotación, desde la vecindad,
para cubrir la fractura, como el gemelo interno para una
fractura abierta del tercio proximal de la tibia. Cicatrizado el colgajo muscular, se cubre con un injerto cutáneo libre.
c. Colgajos musculares o musculocutáneos pediculados
libres que se liberan con un pedículo vascular de su
lecho y se suturan a un vaso de la zona de fractura. El
colgajo más empleado es el de dorsal ancho.
7. Reconstrucción de las partes blandas: aporta vascularización facilitando su consolidación y disminuyendo la tasa de
infección.
8. Reconstrucción ósea. En los casos de defectos por la pérdida o extirpación de fragmentos desvitalizados, hay que
restablecer la continuidad ósea. Para ello, disponemos de
varias posibilidades:
a. Injerto óseo autólogo: rellena defectos óseos parciales
o totales inferiores a 3 cm de longitud. Es el tratamiento de referencia al ser hueso vivo, propio, que aporta
células y mensajeros celulares. La esponjosa se obtiene
de la cresta ilíaca o de los cóndilos femorales y se coloca en su destino de forma inmediata. Su empleo está
limitado por el volumen disponible. Su obtención no
debe comprometer la continuidad y estabilidad del hueso donante. La incorporación depende de la vascularización del lecho y del tamaño del injerto. A partir de las
paredes del defecto, si existe una vascularización adecuada, proliferan capilares que van a penetrar en el injerto, que queda así incorporado a su lecho, consolidación ayudada por los osteoblastos viables del injerto.
b. Aloinjerto congelado o liofilizado: no tiene límite de
tamaño y volumen, pero su incorporación al lecho receptor es más lenta. Los aloinjertos de esponjosa del
mismo volumen que los autoinjertos se integran como
estos, pero de forma más lenta (fig. 16-17). La incorporación de los injertos corticales masivos no se hace nunca de forma completa. Si las condiciones mecánicas son
adecuadas y el injerto es estable, consolida por sus extremos quedando su parte central inerte.
c. Autoinjerto vascularizado: gracias a la sutura de su pedículo vascular, mantiene la vitalidad del injerto y su
proceso de consolidación será similar al de cualquier
callo de fractura. El hueso más empleado es el peroné.
En la actualidad, el tratamiento de las fracturas debe ser tanto
ortopédico como quirúrgico, dependiendo del caso, los tratamientos conservadores exigen una atención permanente del
paciente y exigen correcciones frecuentes. El tratamiento quirúrgico de las lesiones epifisarias se hace con placas y tornillos.
Muchas de las fracturas metafisarias y las diafisarias de húme-
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Capítulo 16 Fracturas abiertas y cerradas: clasificaciones, etiopatogenia, diagnóstico y tratamiento general
ro, fémur y tibia se solucionan bien mediante clavos. Las placas
bloqueadas tienen indicaciones superpuestas, pero el equilibrio
rigidez axial/movimiento fracturario sigue sin estar totalmente
elucidado.
iblio r
B
g
af
í
a
4. McRae R, Esser M. Tratamiento práctico de fracturas. 5.ª ed. Barcelona: Elsevier; 2010.
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5; 1995.
177
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Capítulo 17
Epifisiolisis y fracturas en los niños
Pedro González Herranz, Miguel Castro Torre, M.ª de los Llanos Rodríguez, Natalia Penelas
Resumen
Las fracturas infantiles presentan unas características únicas
que las hacen diferentes a las del adulto: la fácil y rápida
consolidación, la capacidad de remodelación, etc., son algunas de ellas que le dan la impronta de benignidad. Pero
no todas tienen el mismo comportamiento. Existen lesiones
ocultas difíciles de identificar, mecanismos de producción
distintos a los de la población adulta, dificultad para explorar a un niño dolorido y aterrado, y preocupación por parte
del traumatólogo de las temibles secuelas por no detectar o
diagnosticar adecuadamente la lesión, elegir el mejor método terapéutico, etc.
El tratamiento de estas fracturas ha cambiado en gran medida por los cambios sociales, laborales, económicos, etc.,
acontecidos en las últimas décadas. Aunque el método conservador sigue constituyendo el patrón oro para la gran mayoría de las fracturas, actualmente existe una tendencia creciente a la reducción cerrada empleando para la osteosíntesis
cirugías mínimamente invasivas, con el uso de clavos elásticos, tornillos canulados, agujas de Kirschner, etc., con el fin
de mejorar el confort, disminuir riesgos, acortar la estancia
hospitalaria e interferir en la menor medida de lo posible en
la vida familiar, escolar y laboral de los progenitores.
La recuperación funcional del niño tras el accidente es
muy diferente a la del adulto. Tras la retirada de la inmovilización escayolada, la recuperación es completa al cabo de pocas semanas sin precisar una fisioterapia específica. No obstante, sí debemos prestar atención a determinadas fracturas o
lesiones del cartílago de crecimiento que pueden tener una
evolución no tan simple o impredecible. Esos casos requieren
un seguimiento suficiente para confirmar que el niño está curado sin secuelas y puede ser dado de alta de forma definitiva.
Int oducc ón
r
i
Las fracturas en la edad pediátrica son frecuentes, de fácil tratamiento y, por lo general, el resultado es excelente. Por tanto,
quizás pudiera pensarse que este capítulo podríamos pasarlo
por alto y dedicar nuestra lectura y estudio a otros aspectos de
nuestra especialidad.
Lo cierto es que dentro de la simpleza en el manejo de las
fracturas infantiles hay unas zonas oscuras en las que desgraciadamente, si no estamos prestos a la identificación del problema y a la aplicación de esos sencillos tratamientos, los resultados pueden tener unas fatales consecuencias.
El tratamiento de las fracturas infantiles ha cambiado en
gran medida durante las últimas décadas. A mediados del siglo
xx, en 1955, Walter P. Blount, publicó el primer libro específico sobre traumatología infantil, Fracturas en el niño, versando
sobre el tratamiento habitualmente conservador de la mayoría
de las fracturas infantiles. En él se recogen clásicas ilustraciones y recomendaciones que aún se conservan como «dogmas
ortopédicos» y aforismos que perduran en los años como el de
«fractures in children are different» o «cuando fracasan los
métodos conservadores, el empleo de la osteosíntesis es la forma de actuar del cirujano impetuoso». Este libro fue el germen
que originó que fuesen apareciendo nuevos libros, tratados,
volúmenes, revistas, etc., dando lugar a una profundización del
conocimiento que ha hecho que el manejo de las fracturas infantiles complejas lo realicen profesionales con una especial
dedicación a los niños.1
El desarrollo actual de nuestra especialidad, auxiliada por
las nuevas técnicas de diagnóstico por imagen, los avances
anestésicos y del tratamiento quirúrgico, además de la globalización del conocimiento, nos ha permitido tratar las fracturas
más complejas minimizando sus complicaciones y secuelas.
Ep d m ología
i
e
i
Las fracturas infantiles son muy frecuentes y causa habitual
de consulta en los servicios de urgencias hospitalarios. Más
del 30% de los niños presentarán al menos una fractura antes
de los 17 años. Las fracturas en los niños son más frecuentes que en las niñas, con una incidencia del 66 y del 34%,
respectivamente. Las del miembro superior son tres veces más
frecuentes que las del inferior. Las lesiones en antebrazo y
mano representan el 50% del total de las fracturas. En cada
hueso, las lesiones de localización distal son más frecuentes
que las proximales. El lado izquierdo y el derecho están afectados de una forma casi idéntica a pesar de que alrededor del
90% de los niños son diestros. Una de cada dos fracturas tiene trazo transversal. Las epifisiolisis, representan el 15-20%
de todas las fracturas.
Las causas más habituales son, por orden de frecuencia:
actividades deportivas, 31%; actividades al aire libre, 25%; accidentes domésticos, 19%; accidentes escolares, 13%, y accidentes en la vía pública, 12%.
Las fracturas ocurren, sobre todo, después del mediodía y su
frecuencia aumenta entre los meses de mayo y octubre; el cambio de horario en verano se acompaña de un incremento de las
fracturas. El 80% de las fracturas ocurren después de los 6 años.2,3
178
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
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C
apítulo 17 Epifisiolisis y fracturas en los niños
f
nc as nt f actu as
nfant l s y d los adultos
Di
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El hueso en la edad pediátrica presenta una serie de peculiaridades que van a caracterizar el tipo de fractura. Sus diferencias
anatómicas no son solo de tamaño, sino que presentan epífisis
cartilaginosas poco osificadas, amortiguadoras de impactos,
radiotransparentes y que en su interior van a desarrollar un
centro de osificación secundario, variable en tamaño según la
edad del paciente. Poseen también fisis o cartílagos de crecimiento que van a proporcionar la longitud ósea, en respuesta a
estímulos hormonales, mecánicos, etc., y que constituyen el
lugar de menor resistencia. La zona metafisaria es un área de
transición entre la diáfisis con hueso cortical y la fisis, siendo
en esta donde la transmisión de fuerzas produce pequeñas fracturas por colapso óseo (rodete). El grueso periostio, que envuelve toda la diáfisis y metáfisis, proporciona el abundante callo
de reparación que caracteriza a las fracturas pediátricas y que
origina la dificultad para reducir fracturas completamente desplazadas por interposición. Finalmente, la cortical de la diáfisis
de los huesos largos en el niño es más porosa y flexible.
Estas peculiaridades anatómicas definen la biomecánica de
las lesiones infantiles, ya que su hueso posee un módulo de
elasticidad y una resistencia a la tensión y tracción menores
cuanto más jóvenes sean los pacientes, incrementándose progresivamente con la edad. De esta forma, los huesos de los
niños pueden absorber más energía tanto antes como después
de la fractura, lo que evita su propagación haciendo que sean
infrecuentes las fracturas conminutas. Por el contrario, son habituales la fractura en tallo verde, la deformidad plástica, la
fractura por compresión o en rodete o torus, y la lesión del
cartílago de crecimiento.4
La capacidad de remodelación es una característica típica
de las fracturas en la infancia. El hueso en crecimiento, debido
a las leyes ortopédicas de Wolff y Hueter-Volkmann, va a permitir la reabsorción ósea de la zona convexa de la deformidad
y su aposición en la concavidad. La mala orientación fisaria se
irá corrigiendo hasta encontrarse perpendicular a los ejes mecánicos o de carga de las articulaciones. Este fenómeno de remodelación ósea puede durar no solo durante el período del
crecimiento, sino que puede extenderse hasta la vida adulta, si
bien la velocidad de remodelación es más lenta debido a la
delgadez del periostio. Por lo general, el potencial de remodelación es inversamente proporcional a la edad del paciente y
depende del tipo de desviación, localización e incluso hueso,
así como de si la angulación observada está en el mismo plano
de movimiento de las articulaciones adyacentes. La remodelación se produce al final de la reparación de la fractura, aunque
los mecanismos biológicos y de control no son conocidos.5
Sabemos por experiencia clínica que determinadas fracturas tienen una gran capacidad de remodelación (húmero proximal, radio distal, tibia distal). Por el contrario, otras como las
fracturas supracondíleas de codo es difícil que remodelen por
el escaso crecimiento del húmero distal. Las deformidades rotacionales, especialmente, cuando afectan a la diáfisis de huesos largos, poseen poca capacidad de corrección, aunque pueden compensarse o enmascararse por el movimiento de las
articulaciones vecinas (fig. 17 1).
Por tanto, el que los niños tengan esta gran capacidad biológica para remodelar desviaciones angulares tras una fractura
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
­
‑
A
B
C
gu a 17‑1 A-C. Proceso de remodelación de fractura distal de radio
en varón de 4 años consolidada en desviación dorsal hasta la realineación.
Fi
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no debe justificar la abstinencia terapéutica porque este fenómeno es impredecible. Debemos saber que la remodelación es
un «aliado» que puede ayudarnos a mejorar el resultado del
tratamiento de una fractura en la que se produjo un desplazamiento secundario. En la tabla 17 1 y de forma orientativa, se
expresan unos límites de remodelación en función de la edad
del paciente, del hueso y localización.
En cuanto a los mecanismos de producción, también son
diferentes a los que suceden en la vida adulta. La mayoría
son accidentes de baja energía; sin embargo, y aunque el número de lesiones por alta energía (accidentes de tráfico o atropellos) ha disminuido en las últimas décadas, su incidencia y
su gravedad continúan siendo preocupantes. No podemos dejar
de mencionar la lacra social que supone el maltrato físico infantil, en ocasiones, de difícil diagnóstico, no por su infrecuencia, sino por las complicadas situaciones que envuelven estos
casos. El 25-30% de las fracturas en niños menores de 3 años
no son accidentales, y esta cifra aumenta hasta el 56% cuando
se trata de menores de 1 año. Se ha calculado que un traumatólogo de urgencias ve entre el 30 y el 50% de los casos de
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180
T
Parte III Patología general
abla 17‑1 Límites de remodelación en niños con fracturas con deformidad angular
Miembro superior
< 10 años
Miembro inferior
Húmero (proximal)
Antebrazo
Fémur
Tibia
40-70°
Distal 20-40°
20-30°
10-15°
15-20°
10-15°
Medio 10-20°
> 10 años
20-30°
Distal < 20°
Medio 10°
ras patológicas más frecuentes son, en el húmero proximal, las
que asientan sobre un quiste óseo esencial y, en los miembros
inferiores, las debidas a defectos óseos corticales, fibromas no
osificantes o displasias fibrosas. Las fracturas patológicas sobre
neoformaciones malignas, aunque posibles, tienen una incidencia muy baja comparada con la de la población adulta. También
existen otras situaciones de enfermedad generalizada que pueden originar debilidad ósea (osteogénesis imperfecta, displasia
fibrosa poliostótica, etc.) o presentar una predisposición para
epifisiolisis crónicas o desplazamientos epifisarios (raquitismo,
trastornos hormonales, obesidad, etc.).7
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actu as ún cas d la nfanc a
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Además de las fracturas clásicas metafisarias y diafisarias con
trazos transversal, oblicuo, espiroideo, con tercer fragmento o
conminutas, abiertas o cerradas, existen una serie de fracturas
únicas de la infancia que debemos conocer8 (fig. 17 2):
‑
niños maltratados que requieren atención médica, por lo que es
de suma importancia identificar precozmente esta situación. En
los últimos años, ha habido un incremento real de los maltratos
infantiles, así como de su identificación.
Existen muchos traumatismos actualmente debidos a los
denominados «vehículos de rueda pequeña» (patinete, patines
en línea, zapatos con ruedas, etc.). Por suerte, en la actualidad
existe una mayor aceptación social del uso de un equipo de
protección.
En los parques de recreo, se producen un gran número de
fracturas a pesar del mejor acondicionamiento de estas áreas
con superficies de impacto más blandas. Las atracciones del
tipo de los «castillos hinchables», las camas elásticas y los nuevos deportes urbanos (parkour) han dado lugar a una nueva
fuente de accidentes.
Durante un parto distócico por niño macrosómico, presentación de nalgas o sufrimiento fetal, la extracción rápida del
feto puede resultar dificultosa provocando involuntariamente
alguna fractura o desprendimiento epifisario. La fractura obstétrica más frecuente es la de clavícula, ocasionada por una
distocia de hombros en el período expulsivo. El desprendimiento epifisario o fractura diafisaria del húmero, mucho menos
frecuente, puede plantearnos problemas de diagnóstico diferencial con la parálisis braquial obstétrica, lesión más grave por la
importancia de sus secuelas. Las fracturas obstétricas múltiples
son excepcionales y la causa más frecuente es la osteogénesis
imperfecta.
El manejo del niño politraumatizado también es sensiblemente diferente al manejo que se hace en el adulto. Tras la
estabilización sistémica del paciente, se ha demostrado la importante ventaja que supone la osteosíntesis de las fracturas en
las primeras 48-72 h si la comparamos con el tratamiento conservador. El tratamiento quirúrgico proporciona un menor
tiempo de coma inducido, una disminución de la estancia en la
unidad de cuidados intensivos (UCI) y menor incidencia de
secuelas por consolidaciones viciosas, dismetrías o alteraciones funcionales. La estabilización temporal que se realiza en
los adultos para control de daños (fijación externa) en niños
puede constituir el tratamiento definitivo. La tolerancia del niño al traumatismo craneoencefálico es mejor que la del adulto.6
Las fracturas patológicas, al igual que sucede en la población adulta, presentan una doble dificultad, el tratamiento de la
fractura y la identificación de la causa para poder realizar el
tratamiento etiológico. A diferencia de los adultos, las causas
localizadas más habituales suelen ser procesos neoformativos
benignos o lesiones pseudotumorales. En concreto, las fractu-
• Fractura en rodete o torus: sucede por colapso de la metá-
•
•
fisis de un hueso largo cuando la carga discurre por su eje
anatómico y no influyen fuerzas de inclinación o rotatorias
produciéndose un mecanismo de compresión. La localización más habitual es el radio distal, pero también puede
observarse en otras localizaciones como húmero proximal,
fémur distal, tibia, etc. Es una fractura estable que origina
dolor durante un período de 2-3 semanas. Cura sin secuelas.
Fractura en tallo verde: es una fractura parcial o incompleta del hueso, se produce por un mecanismo de angulación
que causa una verdadera rotura de los elementos óseos (periostio y córtex) en la zona convexa, angulándose, pero
manteniendo la continuidad en la zona cóncava. Es muy
frecuente y el periostio juega un papel fundamental en el
mecanismo de producción y tratamiento. Las localizaciones predominantes son el antebrazo y la clavícula. La complicación más habitual es la recidiva de la deformidad unos
días o semanas después de obtener una aceptable reducción.
Deformidad plástica: realmente no es una fractura, sino más
bien una angulación diafisaria que se ha producido en el hueso tras aplicar una fuerza submáxima deformante sin llegar
a romperlo. Su incidencia es baja si la comparamos con la de
los otros tipos. Suele observarse en el antebrazo y en el peroné. Si no se detecta precozmente, puede alterar la pronosupinación del antebrazo, dificultar la reducción de una frac-
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181
apítulo 17 Epifisiolisis y fracturas en los niños
2
3
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Fi
gu a 17‑2
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Fracturas únicas de la infancia. 1, fractura en rodete; 2, fractura en tallo verde; 3, deformidad plástica; 4, fractura fisaria.
tura de tibia desplazada o mantener y/o reproducir una
luxación de la cabeza radial en una lesión de Monteggia.
Fracturas fisarias: son las lesiones traumáticas que afectan
a la epífisis y/o cartílago de crecimiento. Existen muchas
clasificaciones, pero indudablemente la más ampliamente
aceptada y conocida es la de Salter y Harris, que desarrollaremos más adelante. Son muy frecuentes y pueden tener
gran repercusión por las complicaciones que pueden derivarse por pérdida de la función del cartílago de crecimiento total o parcial originando discrepancias de longitud o
desviaciones axiales.
•
las f cac ón d las f actu as
f sa as
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© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
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e
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Clasificación de Salter y Harris
En 1963 publicaron «Injuries involving the epiphyseal plate»,10
en el que clasificaban estas fracturas basándose en el mecanismo de lesión, en la línea de fractura en relación con las capas
celulares de la fisis y en el pronóstico, siendo este punto el más
controvertido, pues algunos consideran que no guarda una buena correlación.
Es la clasificación más empleada, debido a su sencillez y a
que permite englobar la mayoría de las fracturas fisarias, dividiéndolas en cinco tipos (v. fig. 17 3):
‑
• Tipo I: generalmente son producidas por un mecanismo de
r
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Aunque el interés por las fracturas fisarias se remonta a la antigüedad, como recoge un texto de Hipócrates, no es hasta bien
entrado el siglo xix cuando aparece la primera clasificación de
este tipo de fracturas, publicada por Foucher en 1863, describiendo la lesión y el mecanismo de producción. De los tres tipos
descritos por este autor, solo uno de ellos puede considerarse
una verdadera fractura fisaria, la que él denomina divulsion
épiphysaire, por lo que la validez de esta clasificación quedó
en entredicho.
En 1898, Poland publica el libro Traumatic Separation of
the Epiphysis, en el que documenta la existencia de cuatro lesiones (fig. 17 3). Sus apreciaciones se basaban en fracturas
complejas y disecciones realizadas en cadáveres que habían
sufrido amputaciones o lesiones fatales, ya que no se disponía
de estudios radiológicos.9
Esta clasificación es la precursora de las que hoy en día
empleamos y que han ido completándose y modificándose con
la aparición de nuevas técnicas de diagnóstico por imagen.
A pesar de esto, no existen otros textos que traten el tema de las
lesiones fisarias con tanta exhaustividad como el de este autor.
‑
•
cizallamiento o avulsión. La lesión transcurre íntegramente
por la placa de crecimiento, separando la epífisis (a la que
permanecerán unidas las capas germinal, proliferativa e hipertrófica) de la metáfisis (a la que permanece unida la capa
de calcificación provisional). En el caso de las fracturas no
desplazadas, que son las más frecuentes, la radiología simple
puede no resultar de utilidad, mostrando únicamente un posible ensanchamiento de la fisis, siendo la clínica acompañante (tumefacción y dolor selectivo a la palpación) la que
nos permitirá llegar al diagnóstico. Las fracturas con desplazamiento completo de la epífisis son raras, ya que el periostio
suele permanecer intacto, pero pueden originar secuelas como la aparición de necrosis, o cierre fisario (5% del total de
los casos), aunque en general el pronóstico de este tipo de
lesión es bueno. Este tipo de fractura puede verse en neonatos y en fracturas sobre hueso patológico.
Tipo II: es el más frecuente, sobre todo, a partir de los 8 años
de edad. Se producen por un mecanismo de cizallamiento o
avulsión. La línea fracturaria transcurre por la fisis para posteriormente extenderse a la metáfisis, quedando un fragmento triangular (signo de Thurston Holland). La separación se
produce, igual que en el caso anterior, entre la zona hipertrófica y la de calcificación provisional. El periostio se inte-
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182
Parte III Patología general
POLAND
SALTER-HARRIS
OGDEN
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
gu a 17‑3 Clasificación de las fracturas fisarias según Poland, Salter-Harris y Ogden.
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183
apítulo 17 Epifisiolisis y fracturas en los niños
•
•
•
rrumpe en el lado epifisario, por lo que el grado de desplazamiento de este tipo es variable. El crecimiento fisario no se
altera, aunque en las fracturas de fémur distal, por sus características morfológicas y la mayor magnitud de las fuerzas
ejercidas, el crecimiento sí puede verse comprometido.
Tipo III: son fracturas intraarticulares originadas por un
mecanismo de cizallamiento a nivel de la articulación. Son
menos frecuentes que las de los dos tipos anteriores y aparecen en niños mayores. El trazo de fractura sigue la fisis y
se introduce en la epífisis hasta la articulación. Con frecuencia producen secuelas, bien por incongruencia articular, bien por puentes fisarios parciales, limitadas, sin embargo, por la mayor edad de los pacientes, con menor
crecimiento remanente. La fractura más característica de
este tipo es la fractura de Tillaux de la tibia distal.
Tipo IV: son fracturas intraarticulares consecuencia de la
aplicación de fuerzas de avulsión o cizallamiento. El trazo
de fractura se inicia a nivel articular en la epífisis y cruza la
fisis (dañando todas sus capas) y la metáfisis. Como en el
tipo anterior, las secuelas vienen determinadas por la incongruencia articular y la posibilidad de cierres fisarios precoces. En general, el pronóstico es malo. Un ejemplo de este
tipo de fracturas sería la fractura de cóndilo humeral externo Milch de tipo I o las fracturas triplanas de tobillo.
Tipo V: traumatismo directo por compresión que condicionaría un cierre fisario completo o de gran parte de la fisis.
Son lesiones raras. Habitualmente, se diagnostican en fase
de secuelas, pues son difíciles de visualizar en los estudios
de imagen iniciales. Algunos autores ponen en duda la existencia de este tipo de fractura.
Se divide en 9 tipos diferenciados, que a su vez se clasifican
en varios subgrupos, con un total de 23 tipos de lesión, lo que
resulta menos práctico para el manejo clínico habitual.
Los primeros seis grupos se corresponden con la clasificación de Salter-Harris y Rang, con especificación de los distintos tipos de trazo posible en cada uno. Las fracturas de subtipos
1C, 2B y 2D pueden producir cierre fisario precoz. El resto de
los tipos descritos afectan a zonas adyacentes a la fisis, que
pueden ocasionar alteraciones definitivas en la placa de crecimiento (v. fig. 17 3):
‑
• Tipo VII: fractura epifisaria pura con desprendimiento de
•
•
un fragmento osteocondral intraarticular. El núcleo de osificación secundario puede resultar dañado. Se han añadido
dos subgrupos dentro de este tipo, el 7C correspondería a
lesiones del tipo osteocondritis disecante y el 7D a una contusión del núcleo de osificación epifisario que solo sería
detectable con resonancia magnética (RM). Ambas son
lesiones con buen pronóstico.
Tipo VIII: fractura metafisaria pura que puede afectar a la
vascularización de la fisis. Un ejemplo de este tipo podría
ser la fractura metafisaria de tibia de tipo Cozen.
Tipo IX: lesión por avulsión del periostio que puede alterar
el crecimiento del hueso.
Clasificación de Peterson
En 1984, Peterson13,14 publica una nueva clasificación tras la
revisión de 951 fracturas fisarias. En esta revisión, encuentra
dos tipos de fracturas que no se ajustaban a la clasificación de
Salter y Harris, y que incluyó en dos nuevos grupos. No en
contró ninguna lesión de tipo V, por lo que este tipo no fue in
cluido.
El primer grupo comprende aquellas fracturas que atraviesan por completo la metáfisis con algún trayecto adicional que
llegan a la fisis sin cruzarla. Este tipo correspondía a fracturas
observadas principalmente a nivel del radio distal y falanges, y
tienen buen pronóstico. El segundo grupo, más infrecuente,
engloba las fracturas abiertas con pérdida de fragmento fisario
originando un cierre precoz. Peterson ordenó su clasificación
en función del pronóstico de las fracturas, de mejor a peor, en
seis grupos diferentes (fig. 17 4):
­
En 1969, Mercer Rang,11 colega de Salter, definió otro patrón
de fractura fisaria que este último aceptó incluir en su clasificación, pasando a constituir el tipo VI, que comprendería aquellas lesiones originadas por un traumatismo en el pericondrio,
dañando la zona de Ranvier, o por la pérdida de parte de la fisis
en las fracturas abiertas, originando un cierre fisario y una consecuente desviación angular (v. fig. 17 3).
‑
Clasificación de Ogden
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Presentada en 1982,12 es una clasificación más completa. Incluye
también otros mecanismos de lesión que pueden afectar al crecimiento a pesar de tener lugar en estructuras fuera de la fisis. Nos
permite un mejor conocimiento del pronóstico, especialmente, en
los tipos I y II de Salter y Harris, que son los más frecuentes.
I
­
‑
• Tipo I: fractura metafisaria con trazo que llega a la fisis sin
cruzarla. Es el de mejor pronóstico (cierres fisarios en el
3,4%).
II
III
IV
V
II
I
III
IV
PETERSON
SALTERHARRIS
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gu a 17 4
r
-
Clasificación de las fracturas fisarias según Peterson y su correspondencia con los tipos de Salter-Harris.
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VI
184
Parte III Patología general
­
atam nto
A diferencia de las fracturas en el adulto, la mayoría de las
fracturas en edad pediátrica responden bien al tratamiento conservador. Sin embargo, en los últimos años el tratamiento quirúrgico ha ganado popularidad en parte debido a factores económicos, sociofamiliares, escolares, y a los avances en los
procedimientos de osteosíntesis. El tratamiento debe individualizarse para cada caso y optar por el procedimiento que ofrezca
los mínimos riesgos para el paciente y las máximas posibilidades de curación.
El tratamiento conservador tiene como pilar fundamental
el vendaje enyesado, aunque, en función de la fractura que se
vaya a tratar y las características del paciente, también se empleen otros métodos, si bien con menor frecuencia, como el
arnés de Pavlik en fracturas femorales en lactantes, férulas termoplásticas o cabestrillos. Es importante ser cuidadoso a la
hora de colocar un yeso a un paciente pediátrico. Aunque las
fracturas en los niños por lo general consolidan con rapidez y
no suelen presentar problemas de rigideces articulares o atrofias musculares tras la inmovilización, son propensos a sufrir
lesiones cutáneas por yesos apretados o mal colocados. El yeso
ha de colocarse bien adaptado, con la cantidad mínima de algodón posible para proporcionar un buen ajuste, aunque prestando especial atención a la protección de las prominencias
óseas (fig. 17 7). La inmovilización de las articulaciones ha de
realizarse en posiciones anatómicas, evitando posturas forzadas. Es fundamental aleccionar al niño y a la familia sobre los
cuidados del yeso y los signos de alerta de las posibles complicaciones que puedan ocurrir (edema, síndrome compartimental, úlcera, etc.). En muchos hospitales se entregan folletos
explicativos con dibujos que consiguen estimular a los niños y
que han demostrado ser eficaces. Para la inmovilización de las
fracturas desplazadas, seguiremos el principio de Charnley14 de
‑
‑
El método habitual diagnóstico es la radiología convencional
en dos proyecciones. Estas proyecciones deben ser de calidad
y han de mostrar el hueso en su totalidad con las articulaciones
adyacentes (fig. 17 5). En ocasiones su interpretación puede ser
dificultosa por la gran cantidad de porción cartilaginosa radiotransparente, para lo cual podemos solicitar estudios del miembro contralateral sano o proyecciones oblicuas. Es conveniente
estar familiarizados con la forma de los núcleos secundarios de
osificación y la edad de los pacientes.
En aquellos casos en que los signos radiológicos no son
concluyentes, pero sospechamos la existencia de una lesión
traumática que puede comprometer la función o el resultado
del tratamiento, debemos ampliar nuestros estudios de imagen
teniendo en cuenta el acceso racional a los medios con los que
‑
mag n
contamos. En la mayoría de nuestros hospitales, no tenemos un
acceso inmediato a la RM, método diagnóstico de elección en
el caso de lesiones intraarticulares, condrales y capsuloligamentosas.
La ecografía es de especial utilidad en manos expertas y
puede orientarnos en la existencia de hematomas subperiósticos, derrames articulares, lesiones tendinosas, etc. Es un procedimiento barato, accesible y no usa radiaciones ionizantes.
La tomografía computarizada (TC) es muy útil en fracturas
articulares con gran componente osificado, como sucede en las
fracturas triplanas del tobillo, o en fracturas de difícil interpretación con la radiología simple (fracturas acetabulares, raquis,
espinas tibiales, etc.) y nos permite la reconstrucción articular
bidimensional (2D) o tridimensional (3D).
La artrografía es un método auxiliar del tratamiento cuando realizamos reducciones de fracturas articulares. Nos ayuda
a valorar de una forma más exacta que la radiología conven
cional la superficie articular. A nivel del codo, es útil en el
diagnóstico y tratamiento de fracturas de cóndilo externo o de
cuello radial, especialmente, cuando la cabeza aún no está osificada (fig. 17 6).
La gammagrafía ósea, aunque no es un método de primera
elección, sí que puede ayudarnos para el diagnóstico de fracturas por sobrecarga, fracturas ocultas, o en el estudio del niño
maltratado.
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agnóst co po
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de Salter y Harris, originando cierre precoz de la placa de
crecimiento en el 6,5% de los casos.
Tipo III: se corresponde con el tipo I de Salter y Harris. El
7% presentan secuelas.
Tipo IV: corresponde al tipo III de Salter y Harris, con cierre fisario precoz en el 14%.
Tipo V: se corresponde con el tipo IV de Salter y Harris.
Menos frecuente, con una tasa de secuelas por lesión fisaria
definitiva del 19%.
Tipo VI: pérdida de parte de la fisis por fracturas abiertas
que condiciona un cierre fisario precoz en todos los casos.
Tr
• Tipo II: el más frecuente. Se correspondería con el tipo II
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gu a 17 5 La radiografía inicial debe incluir el hueso entero con las
articulaciones adyacentes y, al menos, dos proyecciones ortogonales. En el
caso de esta figura, la proyección anteroposterior (izquierda) no mostraba
más que una ligera incurvación plástica del peroné, pero la proyección
lateral mostraba una fractura diafisaria oblicua larga de la tibia (derecha).
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C
185
apítulo 17 Epifisiolisis y fracturas en los niños
gu a 17 6 El uso de la artrografía es útil para el diagnóstico de lesiones ocultas o en localizaciones donde la porción cartilaginosa radiotransparente no nos permite visualizar adecuadamente la superficie articular. En el caso que mostramos, el cirujano se ayuda de esta técnica para la reducción de una
fractura de cuello radial según la técnica de Metaizeau.
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
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yeso moldeado con apoyo en tres puntos, aplicando presión en
el fragmento proximal y distal inversa a la aplicada en el foco,
de modo que el periostio intacto neutralice las fuerzas biomecánicas que son las causantes del desplazamiento y la angulación. Por regla general, las inmovilizaciones se mantienen en
torno a las 4 semanas.15,16
La imposibilidad para conseguir una reducción satisfactoria con medidas conservadoras, así como los desplazamientos
secundarios, evidencian la existencia de una fractura inestable
que precisará tratamiento quirúrgico. La decisión debe estar
basada en el tipo de fractura, su localización, y siempre valorando a cada paciente y su entorno familiar. La existencia de
fracturas múltiples, lesión neurovascular, de partes blandas,
lesión intraarticular, etc., justifica también la indicación quirúrgica.
La fijación percutánea con agujas de Kirschner es el método más extendido y aceptado. Permite la fijación de fracturas
metafisarias, diafisarias y articulares combinada con vendajes
enyesados. Normalmente se requieren un mínimo de dos agujas
para conseguir un montaje estable, pudiéndose combinar con
cerclajes, alámbricos o reabsorbibles. En la medida de lo posible, hay que evitar cruzar las fisis. En aquellos casos en los que
es inevitable, estas deben ser finas y lisas, aplicadas lo más
perpendiculares a la línea fisaria y mantenidas el menor tiempo
posible para minimizar el riesgo de daño iatrogénico.
El enclavado intramedular elástico ha ganado popularidad
en los últimos años. Está indicado en las fracturas diafisarias
inestables de antebrazo y húmero, así como en fémur en niños
mayores de 6 años y fracturas de tibia inestables, de trazo transverso u oblicuas cortas (fig. 17 8). Dentro de sus ventajas están
una consolidación más rápida, una baja morbilidad (cicatrices
quirúrgicas aceptables, poco tiempo de ingreso hospitalario,
etc.) y una curva de aprendizaje corta. Por el contrario, siempre
va a requerir un segundo tiempo quirúrgico para su extracción
y, aunque la pseudoartrosis no es habitual, está documentada en
‑
algunos casos de enclavado de tibia en niños mayores. Muchas
de las complicaciones de este tratamiento se deben a una mala
indicación quirúrgica y a errores técnicos.17 19 Normalmente, se
deben usar dos clavos precurvados con montaje en «torre Eiffel»
intentando que la zona más curva quede en el foco de fractura
para conseguir aumentar la estabilidad de la fijación y permitir
un mayor control de la rotación. Se debe ocupar el 80% del
canal medular en su punto más estrecho (en el caso de colocación
de doble clavo, se calcula: diámetro del canal × 0,4 = tamaño del
‑
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B
A/B = 0,7
A
gu a 17 7 El yeso debe estar bien modelado, protegiendo las eminencias óseas para evitar la aparición de úlceras por presión. En el antebrazo se emplea frecuentemente y, en esta localización, el yeso debe estar bien
adaptado para evitar desplazamientos secundarios. Para ello, debemos recordar que no es circular y que su visión lateral debe corresponder al 70%
de la anteroposterior.
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186
Parte III Patología general
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fracasados. También están indicadas en fracturas subtrocantéreas de fémur, difíciles de estabilizar con otros métodos. El uso
de placas puente submusculares en fracturas femorales inestables está ganando popularidad en los últimos años para el tratamiento de fracturas femorales.25
Los tornillos canulados son de utilidad en fracturas fisarias o articulares (v. fig. 17 10) que por sus características
precisan una reducción anatómica para evitar futuras secuelas, como es el caso de las fracturas triplanas de tobillo o la
fractura de Tillaux, habituales en pacientes próximos a la madurez.26,27
‑
‑
‑
clavo) para conseguir una buena estabilización. La técnica de
Metaizeau, mediante la introducción de un clavo elástico o una
aguja de Kirschner con la punta previamente doblada, es útil
para las fracturas desplazadas de cuello radial con el fin de
evitar la artrotomía de codo, siendo útil también para el tratamiento de fracturas del cuello de los metatarsianos, metacarpianos, cuello humeral, etc.20,21 (v. fig. 17 6).
El uso de clavos intramedulares rígidos de acceso trocantéreo está indicado en fracturas femorales en niños próximos a
la maduración, con cavidad intramedular superior a 10 mm o
peso mayor de 50 kg. El punto de entrada a través del trocánter
reduce el riesgo de necrosis avascular comparado con la entrada realizada por la fosita piriforme, aunque el riesgo de epifisiodesis trocantérea persiste en menores de 12 años. Esta técnica permite una fijación estable, una pronta movilización del
paciente, y presenta tasas más bajas de pseudoartrosis que la
fijación intramedular elástica22,23 (fig. 17 9).
La estabilización con sistemas de fijación externa, aunque
su uso no es muy frecuente, está algo más extendida en la edad
pediátrica que en adultos. Es de elección en fracturas abiertas,
pero presenta otras indicaciones, como fracturas diafisarias
inestables, ya sean conminutas o espiroideas largas, donde la
reducción con sistemas de enclavado elástico no permite una
adecuada estabilización de la fractura. Es útil también para la
corrección de deformidades agudas o desplazamientos secundarios. Como desventajas presenta la alta tasa de infección de
los tornillos, las antiestéticas cicatrices, el riesgo de refractar al
retirar el implante y la difícil aceptación del montaje por parte
del niño y la familia24 (fig. 17 10).
Las placas de osteosíntesis se usan con poca frecuencia. Se
emplean en fracturas de antebrazo en pacientes próximos a la
madurez esquelética o como rescate de tratamientos previos
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gu a 17 9 Varón de 11 años con fractura diafisaria de fémur derecho
con gran tercer fragmento diafisario tratada con clavo humeral bloqueado con acceso trocantéreo.
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gu a 17 8 A. Fractura de diáfisis femoral izquierda transversal localizada en el tercio medio. Tratamiento con clavos elásticos intramedulares precurvados en una niña de 12 años. La retirada de material se realiza una vez consolidada la fractura alrededor del año de evolución. B. Control del hipercrecimiento femoral a los 2 años postratamiento.
187
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apítulo 17 Epifisiolisis y fracturas en los niños
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gu a 17 10 A. Fractura conminuta de la extremidad distal de ambas tibias en una niña de 13 años sufrida tras precipitación. B. Tratamiento mediante ligamentotaxis con fijación externa monolateral asociada a síntesis percutánea ad minimum con tornillos canulados.
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ompl cac on s d las f actu as
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Las fracturas infantiles comparten las complicaciones generales
de las fracturas, pero presentan, además, otras que son exclusivas de la edad pediátrica. A estas condiciones serán a las que
nos refiramos en este apartado, especialmente, a secuelas de las
fracturas fisarias.
Para el diagnóstico, la radiología convencional suele ser el primer recurso. La localización exacta de la barra, así como su
extensión, son datos imprescindibles para la planificación de
un posible tratamiento quirúrgico. La TC utilizada hasta hace
algunos años para valorar la extensión y localización de estas
lesiones ha sido reemplazada por la RM como prueba de elección en el estudio de los puentes fisarios, por la excelente calidad de imágenes, la posibilidad de realizar reconstrucciones 3D
y no exponer al paciente a radiaciones ionizantes.
El tratamiento de los puentes óseos variará en función del
tamaño y repercusión clínica.28 Los cierres fisarios completos
provocarán el cese total de crecimiento, por lo que no producirán deformidades angulares. La localización del puente y la
edad del niño determinarán la magnitud de la discrepancia de
longitud al llegar a la madurez. Al no existir crecimiento remanente, la resección de la barra no es de utilidad. En las extremidades superiores, el tratamiento estaría justificado en discrepancias mayores de 5-6 cm por afectación de la fisis del
húmero proximal o, en aquellas fracturas de muñeca con un
cambio en la varianza radiocubital, estaría justificada la epifisiodesis del hueso no afecto o el alargamiento del afecto. En
las extremidades inferiores, la afectación de las fisis femoral o
tibial en edades tempranas origina una discrepancia de longitud
que habitualmente necesita el alargamiento de la extremidad
afectada o epifisiodesis de la contralateral.
Los puentes fisarios parciales y excéntricos pueden condicionar la aparición de una desviación angular, además de una dismetría. La existencia de un remanente de crecimiento en la fisis permite la realización de técnicas de cirugía fisaria según la edad ósea
y la predicción del crecimiento remanente de la extremidad. Cuando el puente ocupa menos del 50% de la fisis y el crecimiento
potencial es mayor de 2 cm o de 2 años, la resección-interposición
del puente fisario descrita por Langenskiöld puede realizarse como
tratamiento primario de la lesión. La interposición puede realizarse con grasa autóloga (técnica original) o con otros materiales
como cera de hueso, metilmetacrilato o elastómeros de silicona.29
­
Puentes fisarios
El pronóstico de las lesiones fisarias depende de una serie de
factores que van a condicionar la aparición de una epifisiodesis:
• Severidad del traumatismo: las lesiones de alta energía con
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fracturas complejas con importante conminución y desplazamiento de los fragmentos pueden causar daños en la capa
germinal.
Edad del paciente: las secuelas son inversamente proporcionales al crecimiento remanente.
Localización: no todas las fisis tienen la misma transcendencia. Las lesiones de la tibia proximal y del fémur distal
que aportan gran crecimiento al miembro inferior producirán secuelas con frecuencia. En el miembro superior, el
húmero proximal y cúbito y radios distales.
Vascularización: las células germinales y proliferativas reciben el aporte vascular esencialmente a través de los vasos
epifisarios. Cualquier desplazamiento fracturario o su afectación directa por la propia lesión pueden condicionar un
cierre fisario prematuro.
Tipo de fractura: las fracturas de tipos III, IV y V de Salter
y Harris, y las de tipo VI de Peterson, Rang y Odgen presentan una alta incidencia de puentes fisarios.
Tratamiento de la fractura: la reducción no anatómica de
la integridad fisaria o su agresión por material de osteosíntesis provocan con frecuencia la aparición de epifisiodesis.
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188
Parte III Patología general
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Necrosis avascular
Se trata de una complicación poco frecuente en general, aunque
en determinadas localizaciones su incidencia tras fracturas desplazadas es elevada:
­
• Fracturas del cuello femoral: la incidencia global es de al
•
•
•
rededor del 40%, más elevada en el tipo IB (80-100%) de
Colonna-Delbet. Aparece antes del primer año y para su
diagnóstico precoz son útiles la gammagrafía y la RM. Para
prevenir su aparición, se recomienda evitar las manipulaciones violentas y realizar una reducción anatómica y precoz en
las primeras 10 h y evacuación de hemartros seguida de la
descarga postoperatoria prolongada30 (fig. 17 12).
Fracturas de la cabeza radial: es poco frecuente y de mal
pronóstico. Está relacionada con la agresión quirúrgica
cuando es necesaria una cirugía abierta (casi en el 80% de
los casos).31
Fracturas de astrágalo: algunas series describen incidencias de hasta el 50% de los casos. Su aparición tiene relación con el tipo de fractura (cuello, más frecuente), con el
grado de desplazamiento y con la edad (> 10 años).
Fracturas supracondíleas de húmero: cuando la necrosis
afecta a la totalidad de la tróclea, puede condicionar un
cúbito varo progresivo. La deformidad en cola de pez caracterizada por un cierre fisario humeral distal se ha relacionado etiológicamente con la necrosis avascular de la
tróclea.32
‑
La principal complicación tras la resección de la barra es la
recidiva, generalmente, cuando el tamaño es mayor del 50% de
la fisis o debido a errores técnicos en la resección. Los resultados
de la resección son mejores cuanto menor es la magnitud del
puente, menor es el tiempo transcurrido desde la lesión y más
distal es la localización en el esqueleto. Es habitual que tras la
resección del puente persista, además de una cierta dismetría
residual, una deformidad angular que necesite una osteotomía
para su corrección.
Cuando la resección del puente no puede ser planteada o
fracasa, existen otras alternativas de tratamiento, como son la
epifisiodesis contralateral (cuando la discrepancia esperada es
< 3-4 cm), el alargamiento del hueso afecto (cuando la discrepancia esperada es > 3-4 cm), las correcciones angulares mediante osteotomías de apertura o cierre, o mediante fijación
externa o distracción fisaria, etc. (fig. 17 11).
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gu a 17 12 Varón de 6 años que sufrió un atropello
y presentó, entre otras lesiones, una fractura-luxación de
la cabeza femoral que requirió reducción abierta, síntesis con agujas de Kirschner e inmovilización escayolada.
Evolucionó hacia necrosis cefálica femoral y puente fisario
central, que origina un cuello corto.
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gu a 17 11 A. Niña de 4 años que, tras una caída por precipitación, sufre una fractura fisaria compleja de la extremidad distal del fémur evolucionando hacia la formación de un puente óseo que origina acortamiento severo del fémur y desviación en valgo de la rodilla. B. Tratamiento mediante doble
osteotomía femoral para elongación ósea de 10 cm y osteotomía varizante supracondílea gradual mediante fijación externa monolateral.
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189
apítulo 17 Epifisiolisis y fracturas en los niños
Pseudoartrosis
Sobrecrecimiento
En los niños los condicionantes biológicos como microcirculación, actividad osteoblástica, formación y organización
del hematoma favorecen que la consolidación de las fracturas sea la norma y la pseudoartrosis sea excepcional. La
falta de unión suele estar relacionada con fracturas muy
conminutas, asociadas con lesiones extensas de partes blandas, fracturas abiertas, fracturas infectadas o fracturas tratadas con reducción abierta y fijación interna (generalmente,
cuando se producen errores técnicos en el abordaje o en la
síntesis utilizada). Otro factor que favorece la aparición de
pseudoartrosis es la existencia de una fractura sobre un hueso patológico. A partir de los 12 años, la tasa de pseudoartrosis de huesos largos puede considerarse similar a la que
se presenta en adultos y, por debajo de 6 años, es excepcional. La fractura de cóndilo externo humeral es una fractura
intraarticular y transepifisaria que presenta una incidencia
elevada de pseudoartrosis (fig. 17 13). La presencia de líquido sinovial y la existencia de gran cantidad de superficie
cartilaginosa que dificultan la consolidación son dos factores
anatómicos que favorecen la pseudoartrosis. Las pseudoartrosis de huesos largos en niños son excepcionales y casi
inexistentes por debajo de los 10 años. La localización más
frecuente son los miembros inferiores (70%); cuando asientan en los miembros superiores, lo hacen en el antebrazo,
habitualmente, cuando están fracturados ambos huesos.33
El estímulo vascular que supone la curación de una fractura
puede condicionar un hipercrecimiento del hueso afecto. En la
práctica las lesiones de fémur y tibia, especialmente, las diafisarias, son las que tienen importancia clínica, ya que pueden
condicionar una dismetría. En general, el hipercrecimiento se
produce en los primeros 1,5 años después de la fractura, siendo
mínimo después de los 2 años. El incremento medio que se
produce en las fracturas de fémur es de 1 cm, mayor si la lesión
se produce entre los 2 y los 10 años. En las fracturas diafisarias
de tibia, el hipercrecimiento medio es de 0,5 cm, siendo este
mayor en las fracturas conminutas y cuando se produce entre
los 3 y los 10 años de edad.35
‑
Deformidades angulares y rotacionales
Las deformidades angulares se producen como consecuencia
de una reducción inadecuada de las fracturas o desplazamiento
secundario. Sin embargo, existe una fractura que puede condicionar una deformidad angular a pesar de un tratamiento correcto. La fractura metafisaria proximal de tibia (fractura de
Cozen; fig. 17 14) puede presentar una desviación en valgo
de etiología no completamente aclarada que aumenta durante
el primer año y medio tras la lesión pudiendo mejorar progresivamente en los años siguientes.34
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
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Refracturas
Las refracturas son aquellas que se producen sobre la localización inicial de una fractura previa. La incidencia global en la
población infantil ronda el 1%, siendo la localización más frecuente las fracturas de los huesos del antebrazo, oscilando su
incidencia entre el 4 y el 8%. Pueden ser clasificadas en dos
grupos: las formas tempranas que se producen en relación con
un corto período de inmovilización, y las formas tardías que se
dan sobre un hueso en remodelación, relacionadas con la actividad del niño. La reducción inadecuada, especialmente, de las
lesiones diafisarias que tienen una consolidación más lenta que
las metafisarias, condiciona un retardo en la consolidación de las
mismas que puede predisponer a la refractura.36
onclus on s
C
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Las fracturas infantiles, por lo general, son fáciles de tratar. El
tratamiento conservador mediante una reducción cerrada e inmovilización escayolada es el método más habitual. Esto no
implica que dicho manejo conservador no requiera anestesia
general o que una fractura pueda dejarse sin reducir porque la
remodelación futura realineará los extremos fracturarios. La remodelación de las fracturas infantiles es una ventaja que tienen
B
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gu a 17 13 A. Pseudoartrosis de cóndilo externo del codo izquierdo. B y C. Tratamiento mediante abordaje a cielo abierto, cruentación del foco y
síntesis con tornillos canulados.
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190
Parte III Patología general
-
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tratamiento conservador persigue la buena alineación de los
fragmentos, aceptándose pequeños desplazamientos, pero hay
que saber que, para grandes desviaciones, esta es impredecible.
El tratamiento quirúrgico en las fracturas desplazadas es
cada día más habitual y se emplea de forma racional para mejorar el confort del paciente, disminuir la estancia hospitalaria
o minimizar las complicaciones del tratamiento conservador.
La cirugía y los diferentes tipos de osteosíntesis deben contemplar los principios de ser mínimamente invasivos, que preserven la fisis, que proporcionen una estabilidad suficiente y que
mejoren el manejo del tratamiento conservador, gold standard
de las fracturas infantiles.
El seguimiento clínico de nuestros pacientes no acaba
cuando el niño recupera la funcionalidad de la extremidad. Especialmente cuando se trata de fracturas fisarias es conveniente un seguimiento de al menos 2 años o hasta alcanzar la madurez esquelética.
­
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gu a 17 14 Fractura metafisaria de tibia izquierda en varón de 3 años. Estas fracturas presentan una típica tendencia a desarrollar una deformidad
en valgo de la pierna, motivo por el cual es conveniente advertir a los padres.
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191
apítulo 17 Epifisiolisis y fracturas en los niños
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28. de Pablos Fernández J. Lesiones traumáticas del cartílago. En: Burgos J, González Herranz P, Amaya S, editores. Lesiones traumáticas
del niño. Madrid: Editorial Médica Panamericana; 1995. p. 21-43.
29. Langenskiöld A. Surgical treatment of partial closure of the growth
plate. J Pediatr Orthop 1981;11:3-11.
ERRNVPHGLFRVRUJ
Capítulo 18
Otras complicaciones
locorregionales en cirugía
ortopédica y traumatología
José Antonio Villalba Tejero, Alberto Damián Delgado Martínez
Sínd ome compa t mental agudo
Resumen
r
El síndrome compartimental agudo (SCA) está causado
por un aumento de la presión, dentro de los límites de un
compartimento osteofascial, suficiente para comprometer
el flujo sanguíneo microvascular del tejido contenido en
su interior. Si no se corrige, se puede provocar necrosis
del tejido en pocas horas. Existen diversas causas, pero la
más frecuente es el traumatismo y puede afectar a cualquier compartimento. La fisiopatología corresponde a un
círculo vicioso de traumatismo tisular y respuesta inflamatoria, con liberación de mediadores inflamatorios que
producen fuga capilar y edema. Se sospecha por la clínica, pero se diagnostica mejor y más precozmente cuando
DP es de 30 mmHg o más, lo que indica la necesidad de
fasciotomía urgente.11
El síndrome de dolor regional complejo (SDRC) se caracteriza por dolor espontáneo o inducido que es desproporcionado respecto al evento que lo produjo y se acompaña de
alteraciones autonómicas y motoras dando una gran variedad de presentaciones clínicas. Con frecuencia, se asocia a
cirugías y a traumatismos menores. Se postulan tres mecanismos fisiopatológicos: cambios por inflamación postraumática, disfunción vasomotora periférica y cambios funcionales
y estructurales de sistema nervioso central secundarios a una
mala adaptación. Para el diagnóstico, se usan los criterios de
Budapest. Requiere un tratamiento multimodal sin existir un
gold standard.15
r
i
Introducción
El síndrome compartimental se define como un aumento de presión en el interior de un espacio anatómico confinado que causa
cambios isquémicos de los tejidos incluidos en dicho espacio.
A medida que el edema y el sangrado incrementan la presión
intracompartimental (PIC), se compromete la circulación, disminuyendo la oxigenación tisular y alterando el metabolismo celular. Si persiste, se provoca la muerte celular, siendo los tejidos
nervioso y muscular los más sensibles. Puede producirse casi en
cualquier área del cuerpo y ser agudo (más grave) o crónico.1
pidemiología y etiología3,4
E
La incidencia es de 3,1 por cada 100.000 personas/año (hombres/mujeres = 7,3/0,7).
La edad media de aparición es de 32 años (hombres: 30;
mujeres: 44).
La causa más frecuente (en adultos y en niños) son las fracturas, siendo la más frecuente la diafisaria de tibia. La segunda
causa más frecuente es la lesión de tejidos blandos. Le siguen en
orden decreciente las siguientes fracturas: distal de radio, diafisaria de antebrazo, diafisaria femoral, de platillo tibial, de mano, de
pilón tibial, de pie, de tobillo, fractura-luxación de codo, de pelvis
y diafisaria de húmero. Otras causas aparecen en el cuadro 18 1.
Los factores de riesgo más importantes son los jóvenes
(desde la adolescencia) y el sexo masculino. El uso de anticoagulantes puede ser un factor de riesgo.
Se cree que las lesiones de alta energía aumentan los riesgos, excepto en la fractura diafisaria de tibia, que es más frecuente en traumatismos de baja energía por no romperse los
limitantes del compartimento y porque en las de alta energía,
al romperse la fascia, aparece un efecto de «autodescompresión». Por esto mismo, los síndromes compartimentales agudos
(SCA) son menos frecuentes en las fracturas abiertas.
El segundo tipo más frecuente de SCA es el que se produce
por lesión de tejidos blandos como en el aplastamiento muscular (crush syndrome), aunque también puede aparecer sin trau‑
Int oducc ón
r
i
El síndrome compartimental agudo y crónico, tanto en niños
como en adultos, es una complicación relativamente infrecuente pero con consecuencias muy desfavorables si no se diagnostica y trata de manera apropiada.1
El síndrome de dolor regional complejo es una complicación potencialmente grave observada con poca frecuencia cuyo
diagnóstico es relativamente sencillo pero con pocas medidas
terapéuticas realmente efectivas.2
192
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
193
apítulo 18 Otras complicaciones locorregionales en cirugía ortopédica y traumatología
uadro 18‑1
agudo
C
ausas de síndrome compartimental
C
ondiciones que incrementan el volumen
del compartimento
• Fractura
• Lesión de tejidos blandos
• Síndrome de aplastamiento
• Revascularización
• Ejercicio
• Diátesis hemorrágica/anticoagulación
• Infusión de fluidos (incluyendo artroscopia)
• Punción arterial
• Rotura de ganglios/quistes
• Osteotomía
• Mordedura de serpiente
• Síndrome nefrótico
• Infiltración leucémica
• Miositis viral
• Osteomielitis hematógena aguda
• Efectos de la presión elevada sobre el nervio: pérdida de la
función neuromuscular.
• Efectos de la presión elevada sobre el hueso: pseudoartrosis.
La lesión de reperfusión se produce tras el restablecimiento del
flujo sanguíneo a los tejidos isquémicos y ocurre tras fasciotomía
o tras la reperfusión al músculo. Aparece una respuesta inflamatoria en el tejido isquémico que puede llegar a ser sistémica.
C
iagnóstico4 (fig. 18 1)
D
‑
El diagnóstico rápido es la clave para un buen resultado. Su
retraso ocasiona fracaso del tratamiento.3,4 Se basa en dos pilares: la clínica y la medición de la PIC.
Clínica3,4
• Dolor: se considera el primer síntoma. Es de naturaleza
ondiciones que reducen el volumen del compartimento
• Quemaduras
• Reparación de hernia muscular
C
omorbilidad médica
• Diabetes
• Hipotiroidismo
C
isquémica y, por lo general, severo y desproporcionado a la
situación clínica. Presente en la mayoría de los casos. Pero
puede ser poco fiable en el diagnóstico de SCA al ser variable en su intensidad. Puede estar ausente en lesiones
nerviosas o cuando se produce en un compartimento profundo. No puede provocarse en pacientes inconscientes o
bajo anestesia regional. En niños debe sospecharse ante la
aparición de inquietud, agitación, ansiedad, o con el aumento de las prescripciones analgésicas. Tiene una sensibilidad del 19% y una especificidad del 97% en el diagnóstico de SCA. Si está presente, es un síntoma temprano de
SCA en el paciente despierto.
Dolor en el estiramiento pasivo de los músculos: no es más
confiable que el dolor de reposo por la misma falta de fiabilidad antes referida. La sensibilidad y la especificidad son
similares a las del dolor en reposo.
Parestesias e hipoestesia: suelen ser los primeros signos de
isquemia nerviosa. La sensibilidad es del 13%, y la especificidad, del 98%.
Parálisis de los músculos afectados: signo tardío, de baja
sensibilidad. Si se desarrolla un déficit motor, la recuperación completa es inusual.
Hinchazón palpable: de difícil evaluación. Es un signo muy
subjetivo (fig. 18 2).
Pulsos periféricos y retorno capilar: están siempre intactos
en el SCA, salvo que haya una lesión arterial importante,
enfermedad vascular, o en las etapas muy tardías del SCA
cuando la amputación es inevitable. Si se sospecha un
SCA y los pulsos están ausentes, la arteriografía está indicada. Por el contrario, es peligroso excluir el diagnóstico
de SCA porque los pulsos estén presentes.
­
matismo. Así, en niños, el 61% de los SCA diagnosticados en
ausencia de fracturas se califican como iatrogénicos.
Los pacientes politraumatizados tienen un riesgo especial
de retraso en el diagnóstico, por lo que la identificación de los
factores de riesgo en este grupo es muy importante. Un aumento en el déficit de bases, en los niveles de lactato y en los requerimientos transfusionales son factores de riesgo significativos
en este grupo. La percepción alterada del dolor también puede
retrasar el diagnóstico.
atogénesis
3
P
Es discutida. Se acepta que el efecto es a nivel de pequeños
vasos. Existen varias teorías:
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
• Teoría de la presión crítica de cierre: al elevarse la PIC, el
•
•
flujo sanguíneo disminuirá y puede cesar debido a una combinación de cierre arteriolar activo y compresión capilar pasiva.
Teoría del gradiente arteriovenoso (AV): los incrementos
de PIC reducen el gradiente AV local y el flujo sanguíneo.
Teoría de la oclusión microvascular: la oclusión capilar es
el mecanismo principal que reduce el flujo sanguíneo.
Los efectos sobre los tejidos son los siguientes:
•
•
•
•
•
‑
Usando una combinación de síntomas y signos, aumenta la
sensibilidad diagnóstica. Clínicamente, el diagnóstico de SCA
está claro en etapas tardías, lo cual es inaceptable, por lo que
se han buscado otros métodos de diagnóstico.
Monitorización de la presión intracompartimental
• Efectos de la presión elevada sobre el músculo: isquemia
seguida de necrosis. Si la isquemia es completa, los cambios serán irreversibles. La necrosis es más central que periférica, por lo que una evaluación externa del músculo es
poco fiable.
Es básica para el diagnóstico. Es mejor realizarla de forma seriada:
• Manómetro de aguja: método sencillo pero inexacto. Se
precisan una aguja, un tubo de drenaje venoso, una llave de
tres pasos, una jeringa y un manómetro. La llave de tres
ERRNVPHGLFRVRUJ
194
Parte III Patología general
Paciente con lesión en extremidad
Paciente consciente en riesgo
Paciente consciente, alerta
y sin factores de riesgo
Paciente obnubilado/difícil
de evaluar/anestesia regional
¿Signos y síntomas clínicos de SCA?
No → Observar clínicamente
durante 24 h
Monitorizar PIC
∆P > 30 mmHg
> 24 h
Sí → Medir PIC
∆P > 30 mmHg
∆P < 30 mmHg
∆P < 30 mmHg
> 2h
Monitorización
discontinua
Fasciotomía
•
‑
•
•
Umbral para la descompresión en el síndrome
compartimental agudo
¿Con qué PIC está indicada la cirugía urgente? Es controvertido.
Inicialmente, se creía que era una PIC absoluta de 30-40 mmHg,
pero algunos autores reconocieron una variación individual
significativa en la tolerancia a la PIC elevada debida a variaciones en la presión sistémica sanguínea. Se ha sugerido la importancia de la diferencia entre la presión arterial diastólica (PAD)
y la PIC (a esta diferencia se la llama ΔP), de forma que cuando esta ΔP es menor de 30 mmHg en monitorización continua durante 2 h se han encontrado una perfusión inadecuada e
­
•
tante medir la presión máxima (de pico) dentro de las extremidades, que suele producirse dentro de los 5 cm del
nivel de la fractura.4 En el cuadro 18 2 se observan los lugares más comunes de toma de la PIC.3
Espectrometría cercana al infrarrojo (técnica no invasiva):
mide la saturación de oxígeno del tejido. Es una técnica
prometedora, pero que requiere mayor validación.3,4
Ultrasonidos: tiene una sensibilidad del 77% y una especificidad del 93%. El principal inconveniente es que la sensibilidad es menor en hipotensos.4
F gu a 18‑2 Síndrome compartimental agudo de antebrazo. Obsérvense hinchazón, edema y flictenas.
ERRNVPHGLFRVRUJ
r
•
pasos comunica la jeringa, el manómetro y el compartimento en el que se introduce la aguja unida al tubo lleno de
suero. El tubo de drenaje se deja medio lleno con un menisco de suero en su mitad. Al conectar la jeringuilla con
este tubo y aplicar presión, el menisco se empieza a desplazar hacia el compartimento, denotando el equilibrio con la
PIC. La conexión de la llave de tres pasos, en ese momento,
con el manómetro determinará la PIC exacta.5
Catéter de mecha: es mejor para una medición continua,
pero puede bloquearse la punta.3,4
Catéter de ranura: es más preciso para la medición continua.3,4
Catéter intracompartimental con transductor de estado
sólido (STIC, solid-state transducer intracompartment):
consiste en la colocación de un transductor de presión directamente en el compartimento colocándolo dentro de la
luz de un catéter. Comercialmente disponible y ampliamente usado. Problema de la reesterilización. Más caro que los
anteriores.3,4
Medición de la PIC en la pierna: se hace en el compartimento anterior, pero, si es normal y persiste la sospecha de
SCA, hay que medirla en otros compartimentos. Es impor-
i
•
r
i
F gu a 18‑1 Algoritmo diagnóstico del síndrome compartimental agudo (SCA). PIC, presión intracompartimental.
C
195
apítulo 18 Otras complicaciones locorregionales en cirugía ortopédica y traumatología
uadro 18‑2 ugares más comunes para la toma
de la presión intracompartimental
C
L
• Muslo: compartimento anterior
• Pierna: compartimento anterior; compartimento posterior
profundo si existe sospecha clínica
• Pie: compartimentos interóseos; considere el compartimento calcáneo en lesiones del pie posterior
• Antebrazo: compartimento flexor
• Mano: compartimento interóseo
ΔP es menor de 30 mmHg, si la PIC está disminuyendo y la ΔP
está subiendo, entonces es seguro observar al paciente en anticipación de que esa ΔP regrese a niveles seguros. Si la PIC
está aumentando, la ΔP está disminuyendo a menos de 30 mmHg
y esta tendencia ha sido consistente por un período de 2 h,
entonces se debe realizar una fasciotomía. La fasciotomía no
debe realizarse sobre la base de una sola cifra de presión, excepto en casos extremos. Utilizando este protocolo, el retraso
de la fasciotomía y las secuelas del SCA se reducen sin necesidad de realizar fasciotomías innecesarias.
iagnóstico tardío3,4
D
isquemia relativa en los tejidos.4 La sensibilidad es del 94%, y
la especificidad, del 98,4%.3
Por tanto, para una adecuada vigilancia en la posible aparición de un SCA, el diagnóstico debe hacerse sobre la medida
de la PIC secuencial, en vez de esperar el desarrollo de síntomas y signos clínicos.3,4
El umbral puede diferir en los niños que tienen una PAD
baja y es más probable que tengan una ΔP menor de 30 mmHg.
Se ha recomendado el uso de la presión arterial media en lugar
de la PAD para evitar este problema.3,4
­
Monitorización continua de la presión
intracompartimental3,4
Aunque está debatido, cuando se ha hecho un diagnóstico tardío,
no debe hacerse la descompresión para evitar efectos negativos
sistémicos y la sepsis.
ratamiento
T
Inicialmente, es necesaria la eliminación de una compresión externa (vendaje o yeso). La extremidad no debe elevarse por encima
de la altura del corazón porque se reduciría el gradiente AV. Corregir hipotensión e iniciar oxigenoterapia.3 Si con estas medidas
no mejora la PIC, el único tratamiento posible es la fasciotomía.
Anatomía quirúrgica y aplicada
La monitorización continua de la PIC permite un registro claro
de la tendencia de las mediciones. En situaciones en las que la
En la tabla 18 1 se describen los compartimentos anatómicos,
sus contenidos y los signos de SCA.3
‑
abla 18‑1 Compartimentos anatómicos, sus contenidos y signos de síndrome compartimental
agudo (SCA)
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
T
Región
anatómica
Compartimento(s)
Muslo
Pierna
Contenido
(músculos y nervios)
Signos de SCA
Anterior
Cuádriceps
Sartorio
Nervio femoral
Dolor a la flexión pasiva de rodilla
Entumecimiento medial de pierna/pie
Debilidad en la extensión de rodilla
Posterior
Isquiotibiales
Nervio ciático
Dolor a la extensión pasiva de rodilla
Cambios sensoriales raros
Debilidad para flexión de rodilla
Aductor
Aductores
Nervio obturador
Dolor a la abducción pasiva de cadera
Cambios sensoriales raros
Debilidad en la abducción de cadera
Anterior
Tibial anterior
Extensor largo de dedos
Extensor largo de hallux
Peroneus tertius
Nervio tibial anterior y vasos
Dolor a la flexión pasiva del tobillo y dedos
de los pies
Entumecimiento del primer espacio
Debilidad en la extensión de tobillo y dedos
de los pies
Lateral
Peroneo largo
Peroneo corto
Nervio peroneo superficial
Dolor a la inversión pasiva del pie
Entumecimiento del dorso del pie
Debilidad de la eversión
Posterior superficial
Gastrocnemios
Soleo
Plantares
Nervio sural
Dolor a la extensión pasiva de tobillo
Entumecimiento del pie dorsolateral
Debilidad en la flexión plantar
(Continúa)
ERRNVPHGLFRVRUJ
196
Parte III Patología general
T
abla 18‑1 Compartimentos anatómicos, sus contenidos y signos de síndrome compartimental
agudo (SCA) (cont.)
Región
anatómica
Compartimento(s)
Pierna (cont.)
Posterior profundo
Pie
Brazo
Antebrazo
Mano
Contenido
(músculos y nervios)
Signos de SCA
Tibial posterior
Flexor largo de dedos
Flexor largo de hallux
Nervio tibial posterior
Dolor a la extensión pasiva de tobillo y pie,
y en la eversión del pie
Entumecimiento de la planta del pie
Debilidad en la flexión de dedo y tobillo,
y en la inversión del pie
Medial
Músculos intrínsecos de hallux
Lateral
Flexor del quinto dedo
Abductor del quinto dedo
Hinchazón severa
Diferenciar los compartimentos afectados
es muy difícil
Central superficial
Flexor corto de dedos
Central profundo
Cuadrado plantar
Aductor del hallux
Aductor del hallux
Cuatro interóseos
Interóseos
Nervios digitales
Anterior
Bíceps
Braquial anterior
Coracobraquial
Nervio mediano
Nervio cubital
Nervio musculocutáneo
Nervio cutáneo lateral
Nervio antebraquial
Nervio radial (tercio distal)
Dolor a la extensión pasiva del codo
Entumecimiento en la distribución
mediano-cubital
Entumecimiento volar/lateral del antebrazo
distal
Debilidad en la flexión del codo
Debilidad de la función motora
mediano/cubital
Posterior
Tríceps
Nervio radial
Nervio cubital (distalmente)
Dolor a la flexión pasiva del codo
Entumecimiento en la distribución
cubital/radial
Debilidad en la extensión del codo
Debilidad de la función motora radial/cubital
Volar
Flexor radial del carpo largo y corto
Flexor superficial y profundo
de dedos
Pronador redondo
Pronador cuadrado
Nervio mediano
Nervio cubital
Dolor a la extensión pasiva de muñeca
y dedos
Entumecimiento en la distribución
mediano-cubital
Debilidad en la flexión de muñeca-dedos
Debilidad mediano-cubital de la función
motora de la mano
Dorsal
Extensor de dedos
Extensor largo de pulgar
Abductor largo de pulgar
Extensor cubital de carpo
Dolor a la flexión pasiva de muñeca-dedos
Debilidad de la flexión de muñeca y dedos
Externo
Braquiorradial
Extensor radial de carpo
Dolor a la flexión pasiva de muñeca
y en la extensión pasiva de codo
Debilidad para la extensión de muñeca
y la flexión del codo
Tenar
Abductor corto del pulgar
Flexor corto del pulgar
Oponente del pulgar
Hipotenar
Abductor del meñique
Flexor del meñique
Oponente del meñique
Cuatro interóseos dorsales
Interóseos dorsales
Tres interóseos volares
Interóseos volares
Aductor del pulgar
Aductor del pulgar
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
apítulo 18 Otras complicaciones locorregionales en cirugía ortopédica y traumatología
• Las heridas pueden cerrarse de forma primaria retardada si
Fasciotomía
Es fundamental una adecuada descompresión de todo el compartimento. Para ello se deben hacer incisiones cutáneas en
toda la longitud del compartimento. No hay lugar para una
fasciotomía limitada o subcutánea. Se deben visualizar todos
los músculos. La necrosis muscular debe ser completamente
desbridada para evitar la infección:3
• En la pierna, los cuatro compartimentos deben liberarse.
•
•
•
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
•
•
197
La técnica más usada es la fasciotomía de los cuatro compartimentos mediante doble incisión. Los compartimentos
anterior y lateral se liberan por una incisión cutánea lateral
intermuscular entre los compartimentos. Hay que tener cuidado en no lesionar el nervio peroneo superficial. A los dos
compartimentos posteriores se accede a través de una incisión a 2 cm del borde medial de la tibia. Se deben proteger
la vena y el nervio safeno, y los vasos y nervios tibiales
posteriores. La fasciotomía de los cuatro compartimentos
mediante una sola incisión lateral es más destructiva y comporta riesgos de daño del nervio peroneo común, y puede
ser difícil visualizar toda la extensión del compartimento
posterior profundo. No obstante, ambos métodos parecen
ser igualmente eficaces para reducir la PIC.3
En las regiones del muslo y glúteos, la descompresión es
simple y los compartimentos se visualizan bien. Ambos
compartimentos del muslo se abordan por una única incisión cutánea lateral, aunque se puede usar una incisión medial sobre los aductores si es necesario.3
En el antepié, las incisiones dorsales sobre el segundo y
cuarto metatarsianos permiten un acceso suficiente a los
compartimentos interóseos. A los compartimentos medial
y lateral se puede acceder alrededor de la cara profunda del
primer y quinto metatarsianos, respectivamente. Para el
retropié, se realiza una incisión medial separada para descomprimir el compartimento calcáneo.3
En el brazo, la fasciotomía brazo se realiza a través de una
incisión anterior y otra posterior. En raras ocasiones, debe
descomprimirse el deltoides.3
En el antebrazo se realizan fasciotomías volar y dorsal. Se
aborda primero el compartimento volar mediante una incisión desde el tendón del bíceps en el codo hasta la palma
de la mano para descomprimir también el túnel del carpo.
Deben inspeccionarse los flexores profundos y puede ser
necesario exponer y descomprimir el pronador cuadrado.
Normalmente la fasciotomía volar es suficiente, pero, si la
PIC se mantiene elevada, se precisará una descompresión
dorsal a través de una incisión posterior.3
En la mano, la descompresión suele ser adecuada mediante dos incisiones dorsales que permiten el acceso a la zona
del compartimento de los interóseos. Esto suele ser suficiente, pero, si se sospecha clínica o aumento de la PIC tras
ello, pueden hacerse incisiones sobre las eminencias tenar
e hipotenar, y descomprimir estos compartimentos.3
•
es posible, que deberá ser sin tensión en los bordes de la
piel. Se realizará el cierre definitivo entre el tercer y el séptimo día si el paciente está estable y no requiere desbridamiento. Se desaconseja el cierre por segunda intención.1 Si
el cierre primario retardado no puede lograrse, entonces
pueden usarse técnicas de dermatotracción o injertos de
piel.3
La dermatotracción o las técnicas de cierre gradual
(fig. 18 3) evitan los problemas cosméticos del injerto de
piel, pero pueden causar necrosis. Otra desventaja es el
tiempo prolongado requerido para lograr el cierre, de hasta
10 días.3
El injerto de piel se usa más en jóvenes y en lesiones por
aplastamiento. Ofrece una cobertura de piel inmediata, pero tiene una alta tasa de morbilidad a largo plazo.3
El sistema de cierre asistido por vacío (VAC, vacuum assisted
closure) es probable que ofrezca una ventaja significativa
al reducir la necesidad de injerto de piel, con una tasa baja
de complicaciones.3
‑
•
•
Tratamiento de las fracturas asociadas
(si las hay)3
• Deben estabilizarse, sobre todo, las de huesos largos. La
•
fasciotomía debe realizarse antes de la estabilización de la
fractura.
En la estabilización de las fracturas de tibia, la tracción
excesiva, la contratracción mediante la barra en muslo y la
elevación de la pierna deben evitarse en pacientes con riesgo de SCA.
Resultados funcionales del tratamiento
del síndrome compartimental agudo6
• Hay información limitada. Hay evidencia de nivel IV de
•
complicaciones que afectan a la fuerza muscular, pérdida
funcional y síntomas cutáneos, sobre todo, en pacientes
mayores, que pueden ocurrir incluso cuando la fasciotomía se realiza pronto. Hay evidencia débil (nivel IV y V)
de una morbimortalidad elevada asociada a fasciotomía
tardía.
La fasciotomía correcta y temprana no garantiza un resultado excelente ni anula por completo la posibilidad de morbilidad y de discapacidad causada por el SCA.
Manejo postoperatorio de las heridas cutáneas
tras la fasciotomía
• Las incisiones nunca deben cerrarse; se dejan abiertas y
cubiertas. A las 48 h, se realiza una «segunda revisión»
para asegurar la viabilidad muscular. El cierre de la piel no
debe intentarse, salvo que todos los grupos sean viables.3
F gu a 18 3 Síndrome compartimental agudo de antebrazo. Cierre de
herida mediante dermatotracción.
i
r
ERRNVPHGLFRVRUJ
-
Parte III Patología general
Síndrome compartimental agudo en niños
i
Sínd ome compa t mental c ón co
r
Si un SCA del antebrazo no se trata adecuadamente, la PIC
sigue aumentando hasta producir isquemia tisular irreversible.
La contractura isquémica de Volkmann es el resultado de diversos grados de lesión tisular. Los primeros cambios suelen afectar al músculo flexor común profundo de los dedos en el tercio
medio.
La clínica consiste en flexión del codo, pronación del antebrazo, flexión de la muñeca, aducción del pulgar, extensión de
las articulaciones metacarpofalángicas y flexión de los dedos.
Se ha descrito una forma leve o síndrome de Volkmann localizado, por isquemia parcial del vientre muscular del flexor
común profundo de los dedos. Las contracturas en flexión afectan solo a dos o tres dedos. Los trastornos sensitivos son leves
o nulos.
No existen contracturas articulares ni de los músculos intrínsecos. En el tratamiento en los primeros estadios, pueden
ser útiles las férulas dinámicas, la rehabilitación funcional y el
uso activo de la musculatura. Tras 3 meses, puede procederse
a la liberación y alargamiento de las unidades musculotendinosas implicadas. Pero, cuando se afectan múltiples unidades
tendinosas, es preferible realizar una técnica de desbridamiento muscular.
En contracturas moderadas se afectan los flexores de dedos
largos, el flexor largo del pulgar y, posiblemente, los flexores
de la muñeca. Existen deformidades por afectación de la musculatura intrínseca (deformidad intrinsic minus) y cambios
sensitivos en los territorios de los nervios mediano y cubital.
En este caso, puede realizarse una técnica de deslizamiento
muscular, una neurolisis de los nervios mediano y cubital, y
una extirpación de la masa muscular fibrosada. A veces se precisa una transferencia volar de los extensores dorsales de la
muñeca (braquiorradial y extensor radial largo del carpo), junto con una liberación completa de la muñeca y de los flexores
de los dedos.
Las contracturas graves afectan tanto a flexores como a
extensores del antebrazo. Pueden asociarse con fracturas de
huesos y cicatrices cutáneas. Suele haber afectación de la retroalimentación sensitiva. El tratamiento es la extirpación precoz de los músculos necróticos, combinada con una neurolisis
completa de nervios mediano y cubital. Las transferencias tendinosas deben realizarse como procedimiento secundario y son
la transferencia del músculo braquiorradial al flexor largo del
pulgar y la del extensor radial largo del carpo a los tendones
del flexor común profundo de los dedos.
i
Síndrome de Volkmann del antebrazo8
r
Complicaciones de la fasciotomía
La fasciotomía asocia gran morbilidad, a saber, infección de la
herida, pseudoartrosis,7 trombosis venosa profunda, lesión neurovascular, disestesias, prurito, cicatrices atróficas, úlceras cutáneas recurrentes, hernias musculares y adhesión de tendones.1
Los niños con fracturas supracondíleas del húmero, lesiones del
codo flotante, fracturas del antebrazo tratadas quirúrgicamente y
fracturas de la tibia corren alto riesgo. La flexión del codo mayor
de 90° en la inmovilización de fracturas supracondíleas del húmero y el tratamiento cerrado de las fracturas del antebrazo en
lesiones de codo flotante se asocian con un mayor riesgo.9
Los signos típicos del SCA no son fiables en la infancia. La
necesidad creciente de analgesia puede ser el marcador más
sensible.10
Entre los factores que pueden contribuir están el espasmo
arterial, el aumento de la PIC por el traumatismo, la elevación
de la extremidad inferior, el estancamiento venoso, la aplicación de tracción, la inmovilización inadecuada, el aplastamiento y la isquemia prolongada por lesión arterial.10 Las posiciones
con apoyo en la pantorrilla, como la inmovilización con un
yeso pelvipédico 90/90, aumentan la presión en los cuatro
compartimentos de la pierna.10
El tratamiento consiste en una fasciotomía urgente.10,11
r
Son menos frecuentes si se trata con prontitud. El retraso en el
diagnóstico es el mayor motivo de fracaso. Un retraso en la
fasciotomía > 6 h es posible que cause secuelas significativas,
contracturas musculares, debilidad muscular, pérdida sensorial,
infección y no unión de las fracturas. En casos severos, la amputación puede ser necesaria.3
Aparecen sin antecedente traumático, pueden reproducirse regularmente y no requieren tratamiento urgente.12
Fisiopatología12
Son factores predisponentes la fascia del compartimento muy
rígida, el aumento del volumen muscular, el flujo linfático o
venoso restringido, y la hemorragia por la rotura de fibras musculares.
No se ha demostrado que la elevación de la PIC durante el
ejercicio disminuya la perfusión a los tejidos, ni que sea la que
provoque el dolor. Se han barajado otras causas como la irritación del periostio o la estimulación de los receptores musculares de presión para explicar el dolor.
C
omplicaciones
línica12
En varones deportistas y, generalmente, en miembros inferiores,
aparecen dolor, calambres, quemazón y, en ocasiones, debilidad
y parestesias localizadas en el compartimento afecto. También
refieren fatiga muscular prematura y mejoría de los síntomas al
interrumpir el ejercicio.
Su clínica confusa puede hacer pensar en fracturas por estrés, microdesgarros musculares, periostitis interna de la tibia,
etc., pero los distinguiremos porque los síndromes compartimentales crónicos no tendrán gammagrafía positiva, pico de
dolor a las 48 h ni dolor a la palpación como tendrán las patologías mencionadas, respectivamente.
D
C
198
iagnóstico12
La exploración física en reposo es anodina. Suele ser bilateral
(75-95% casos), pero con clínica más evidente en uno de los
miembros.
Tras el ejercicio podemos observar aumento de consistencia del compartimento con dolor a la palpación y, a veces, hernias musculares.
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
199
apítulo 18 Otras complicaciones locorregionales en cirugía ortopédica y traumatología
Las radiografías y gammagrafía son normales y sirven para
descartar fracturas por estrés o reacciones periósticas.
En los pacientes con historia y exploración física compatibles, al diagnóstico de certeza se llega mediante la medición de
la PIC inmediatamente antes y después del esfuerzo. Los criterios aceptados son una PIC en reposo mayor de 15 mmHg, una
PIC 1 min después del ejercicio mayor de 30 mmHg o una PIC
a los 5 min mayor de 20 mmHg.
doloroso, pero, tocando de forma repetitiva, el dolor se
vuelve insoportable y continúa por un período prolongado.
­
ratamiento
T
Inicialmente es conservador: antiinflamatorios no esteroideos
(AINE), estiramientos, descanso prolongado, disminución o
evitación de la actividad problemática, ortesis, masajes y denervación química. Se precisan más estudios que determinen
la utilidad de estos tratamientos.13
Tratamiento quirúrgico
La única opción efectiva es la cirugía mediante fasciotomía
subcutánea o fasciectomía del compartimento.11 Ambas pueden
realizarse de forma abierta o endoscópica.13
En la pierna se realiza mediante dos incisiones anterolaterales de unos 2 cm de longitud para los compartimentos anterior y peroneo, y otras dos mediales para los posteriores.12
Se debe garantizar la descompresión de los compartimentos afectos y dejar un drenaje subcutáneo para evitar la apa
rición de un SCA.12 Tras la cirugía, colocar un vendaje levemente compresivo y frío local.12 Debe mantener reposo durante
2 semanas y reiniciar la actividad deportiva a las 4-6 semanas.12
Los resultados de la cirugía son favorables en dos tercios
de todos los pacientes jóvenes, estando satisfechos el 84% en
el seguimiento a corto y medio plazo.14
­
Sínd ome de dolo
complejo
r
r
En series históricas, se ha referido que el SDRC asociado a
contractura severa es raro (< 2%).2 La incidencia anual varía en
un rango que va de 5,4 a 26,2 casos por cada 100.000 personas.15
Pero estudios prospectivos demuestran que ocurre después de
un 30% de las fracturas y traumatismos quirúrgicos, aunque
estos casos no suelen diagnosticarse al resolverse de forma espontánea o con tratamiento.2
Es más frecuente en mujeres (3-4/1),15 con un pico de incidencia a los 40-49 años.16 La incidencia es el doble en miembros superiores.16
Se asocia a fracturas (46%), a cirugía electiva (porcentaje
impreciso) y a causa desconocida (10-26%).16 La incidencia de
recurrencia anual es del 1,8% (50% espontáneas).16
No tiene relación con la diabetes, el tabaco o el alcohol.16
La incidencia no cambia por el método de tratamiento usado. No está claro si la gravedad de la lesión o la calidad de la
reducción de la fractura alteran la incidencia.2
­
ipos16
T
• Tipo I: sin lesiones asociadas de nervio periférico.
• Tipo II: con lesión asociada de nervio periférico.
• Tipo NOS: no cumplen del todo los criterios, pero sus síntomas no se explican en otra patología.
Factores de riesgo para síndrome de dolor
regional complejo de tipo I
Son el sexo femenino, especialmente, en la etapa posmenopáusica, una luxación de tobillo o su fractura intraarticular, la inmovilización y el dolor severo presente en la etapa temprana
del traumatismo.15
eg onal
r
pidemiología
E
i
oncepto
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
C
La International Association for the Study of Pain (IASP) define
el síndrome de dolor regional complejo (SDRC) como una «variedad de condiciones dolorosas de localización regional, posteriores
a una lesión, que presentan predominio distal de síntomas anormales, excediendo en magnitud y duración al curso clínico esperado
del incidente inicial, ocasionando con frecuencia un deterioro motor importante, con una progresión variable en el tiempo».2,15,16
Antes de la unificación de la nomenclatura por la IASP, se
ha llamado también distrofia simpático-refleja, causalgia, causalgia menor, mimocausalgia, algodistrofia, algoneurodistrofia,
síndrome de dolor postraumático, distrofia dolorosa postraumática, osteoporosis postraumática dolorosa, osteoporosis migratoria transitoria.2
tiología
E
Puede ocurrir tras cualquier traumatismo. Existe una asociación
con los moldes muy ajustados y puede haber una predilección genética. Se han propuesto las siguientes etiologías:14
• Anomalías psicológicas: son psicológicamente normales,
•
•
•
•
Algunas definiciones de alteraciones
en la percepción del dolor2
• Alodinia: percepción dolorosa de un estímulo que no suele
ser doloroso.
• Hiperalgesia: aumento de la sensibilidad al dolor.
• Hiperpatía: es una suma temporal y espacial de una alodi-
nia o hiperalgesia. El paciente nota un contacto suave como
pero con mayor labilidad emocional, bajo umbral de dolor,
histeria y depresión. El paciente «Sudecky» corre el riesgo
de un peor resultado, porque no se movilizará ante el dolor.2
Dolor anormal (neuropático).2
Anormalidades del sistema nervioso simpático (SNS): del
flujo sanguíneo de la piel, regulación de la temperatura,
sudoración y edema.2
Inflamación anormal.2
Inmovilización y desuso del miembro afectado: suelen no
cooperar con la fisioterapia. Existe una anormalidad significativa de la percepción sensorial y se ha explorado la posibilidad de una función motora eferente anormal. Los pacientes
tienden a ignorar a su miembro afectado y encuentran difícil
iniciar o dirigir con precisión el movimiento. Hay un desajus
te entre sensación, percepción y movimiento.2,17
ERRNVPHGLFRVRUJ
­
200
Parte III Patología general
Fases
Fase temprana2
La inestabilidad vasomotora y el edema dominan esta fase.
Aunque se ha descrito una primera etapa de vasodilatación (extremidad seca, caliente y rosa) y, días o semanas después, una
segunda etapa de vasoconstricción (extremidad sudorosa, fría
y azul), esta evolución es rara. Con mayor frecuencia, hay un
aumento en la sensibilidad a la temperatura con alteración variable de la sudoración. Unos pacientes están sustancialmente
vasodilatados, mientras que otros están vasoconstreñidos.
El edema es marcado. Inicialmente, es una simple hinchazón de los tejidos que puede mejorar con terapia, pero, con el
tiempo, se vuelve fijo e indurado.
La pérdida de la movilidad articular en esta fase es por la
hinchazón y el dolor, junto con la incapacidad para iniciar el
movimiento. Puede haber debilidad, distonía, espasmos, temblores y mioclonos; todos estos no son prominentes. Con la
progresión, la pérdida de la movilidad articular se debe más a
la contractura. Solo si se detiene la progresión antes de que
aparezca la contractura, es posible la resolución completa.
Fase tardía2
La inestabilidad vasomotora retrocede, el edema se resuelve y
aparece una atrofia de la extremidad que afecta a todos los tejidos. La piel se adelgaza, desaparecen los pliegues articulares
y la grasa subcutánea, los pelos se vuelven frágiles, desiguales
axonomía moderna y diagnóstico
‑
Los criterios diagnósticos iniciales de la IASP poseen adecuada sensibilidad pero baja especificidad. Posteriormente se han
desarrollado otros criterios como los de Atkins, basados solo
en un contexto ortopédico,2 o los de Veldman.18
En 2010, el comité de la IASP aprobó y codificó la taxonomía de los llamados criterios de Budapest como los «nuevos
criterios de la IASP», que se describen en el cuadro 18 3.15
uadro 18 3 riterios de udapest (2010):
criterios diagnósticos actuales del síndrome
de dolor regional complejo (alta sensibilidad
y especificidad)
B
El diagnóstico se basa en descripciones clínicas. Los signos
adquieren gran importancia.2
Es más frecuente en la mano y el pie, común en el hombro
y más raro en rodilla y codo. La cadera se afecta en la osteoporosis transitoria del embarazo.2
El SDRC suele comenzar hasta 1 mes después del trauma
(incluso más tarde). A medida que los efectos directos de la
lesión disminuyen, surge el dolor neuropático. La hiperalgesia,
la alodinia y la hiperpatía son comunes pero no universales. El
dolor es incesante (aunque puede no afectar al sueño), empeorando e irradiando con el tiempo, y puede incrementarse por el
contacto físico, un trastorno emocional o factores extraños como un ruido o una ráfaga de aire frío.2
C
línica
-
C
1. Inflamación postraumática: hay aumento del péptido relacionado con el gen de la calcitonina (CGRP; podría ser el
responsable de la hiperexcitabilidad neuronal) y de la sustancia P. El aumento del factor de necrosis tumoral a
(TNF-a) y de la interleucina 6 (IL-6) se ha relacionado con
la hiperalgesia mecánica.
2. Disfunción vasomotora: hay tres patrones, a saber, caliente,
intermedio y frío.
3. Sensibilización central que distorsiona o suprime las sensaciones no nociceptivas. Además, se potencia la excitabilidad de la vía nociceptiva talamocortical. En resumen, se
perpetúa el dolor.
T
Son tres los mecanismos involucrados:15
y curvados. Las fascias se engrosan y contraen simulando un
Dupuytren. Las vainas tendinosas se constriñen con disminución
de la excursión tendinosa. La articulación, las cápsulas y los
ligamentos colaterales se acortan, engrosan y adhieren, causando contractura conjunta.
Es muy importante recalcar que la progresión del SDRC es
muy variable2 no solo en la expresión y gravedad de los signos
y síntomas individuales, sino también en el marco temporal de
su resolución.18 La gran mayoría tendrán características de la
fase temprana y no pasarán a desarrollar la grave contractura,
aunque una proporción significativa mostrará una contractura
subclínica crónica.2
Respecto a los cambios óseos, la afectación ósea es universal. No hay artritis, pero sí hipercaptación generalizada en
pruebas de escáner al inicio; más tarde, hay pérdida ósea con
desmineralización parcheada, subcondral, y osteoporosis subperióstica, bandas metafisarias y pérdida profunda de hueso. La
fractura es infrecuente.2
C
Fisiopatología
1. Dolor continuo, desproporcionado en relación con cualquier evento desencadenante
2. Al menos un síntoma referido en tres de las cuatro categorías siguientes:
a. Sensorial: hiperestesia, alodinia
b. Vasomotor: asimetría de la temperatura, cambios
o asimetría de color de la piel
c. Sudomotor/edema: edema, cambios o asimetrías en la
sudoración
d. Motor/trófico: disminución del rango de movimiento,
disfunción motora (debilidad, temblor, distonía), cambios tróficos (pelo, uñas, piel)
3. Al menos un signo en dos o más de las siguientes categorías en el momento de la evaluación:
a. Sensorial: hiperalgesia, alodinia (al tacto superficial,
profundo o movimiento articular)
b. Vasomotor: cambios o asimetrías en la temperatura o
en el color de la piel
c. Sudomotor/edema: edema, cambios o asimetrías en la
sudoración
d. Motor/trófico: disminución del rango de movimiento,
disfunción motora (debilidad, temblor, distonía), cambios tróficos (pelo, uñas, piel)
4. Ausencia de otro diagnóstico que explique mejor los signos y síntomas
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
El SDRC es un diagnóstico clínico y no hay ninguna prueba que sola lo diagnostique.2 Otras pruebas son:
• Termómetro y Doppler: para valorar los cambios vasomo-
tores.15
Biopsia de piel: para medir la atrofia y disminución de la
densidad de nervios.15
Electrodiagnóstico: puede demostrar lesión nerviosa en el
SDRC de tipo 2.2
Radiografías simples: pueden revelar osteoporosis.15 La
densitometría no suele ser útil. Una gammagrafía ósea normal sin osteoporosis radiográfica prácticamente excluye el
SDRC.2
Resonancia magnética (RM): evalúa las lesiones de los tejidos blandos y el edema óseo.15 No es diagnóstica.2
Tomografía computarizada (TC): puede ser útil para demostrar compresión.2
•
•
•
•
•
El diagnóstico diferencial se realiza con:
• Infección de tejidos blandos.
• Problemas «mecánicos» como una prótesis total de rodilla
2
que causa dolor, hinchazón y rigidez, o unos tornillos demasiado largos.2
Exageración consciente de los síntomas (litigio).2
Enfermedad psiquiátrica: trastornos somatomorfos y de
conversión.2
Dolor neuropático.2
Estado de dolor crónico: estos pacientes pueden deprimirse, aprenden a evitar las actividades que causan dolor y son
protegidos por familiares y cuidadores generando una complejidad psicosocial.2
Artritis infecciosas, reumáticas e inflamatorias.15
Arteriopatía periférica y trombosis venosa profunda.
En fase crónica, con enfermedad de Dupuytren, esclerodermia y fascitis plantar.15
En afecciones de la cadera, conviene descartar coxitis y
osteonecrosis.15
Si existe desmineralización ósea, es recomendable descartar fracturas de estrés, osteoporosis y tumores óseos benignos y malignos.15
Neuralgia por varicela-zóster.18
Enfermedad de Lyme.18
Tumores benignos (tumor glómico, osteoma osteoide,
schwannoma) y malignos (tumor de Pancoast, carcinoma
de mama, linfoma, sarcoma epitelioide).18
Enfermedades raras (síndrome de Gardner-Diamond).18
Exposición a tóxicos (alcaloides vinca) o a metales pesados.18
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
201
apítulo 18 Otras complicaciones locorregionales en cirugía ortopédica y traumatología
•
•
La inmovilización debe evitarse, pero, si se usa, las articulaciones deben colocarse en posición adecuada.2 La desensibilización se consigue a base de pequeños toques o caricias sobre
la zona afectada haciéndole ver que no son dolorosos.2
La terapia de imaginación motora se realiza de forma gradual.15 La terapia virtual de espejo aún no se ha probado en un
contexto ortopédico1 y tiene una evidencia moderada.15
Debe ofrecerse aporte psicológico o psiquiátrico.2
Tratamiento farmacológico
Lo más usado actualmente es la pregabalina. A continuación se
indican los fármacos más empleados:
• Tratamientos usados en otras neuralgias (anticomiciales y
•
•
•
•
•
•
antidepresivos): pregabalina (evidencia 4), gabapentina
(evidencia 4), antidepresivos tricíclicos, carbamazepina,
opioides, clonidina, nifedipino, antagonistas a-adrenérgicos, parches de lidocaína y capsaicina tópica.15
Vitamina C en etapas tempranas,2 aunque está debatido.
Para el dolor óseo neuropático: calcitonina, bisfosfonatos,
corticoides e inmunoglobulina IV.15
AINE (sin valor en el SDRC de tipo 1), corticoides (evidencia de tipo 1), inhibidores de la ciclooxigenasa 2 y captadores de radicales.15
Los opiáceos son una segunda o tercera línea de tratamiento y no deben usarse inicialmente. Se han usado metadona
y tramadol.15
La ketamina se ha usado sin ningún apoyo de pruebas.15
Toxina botulínica A: no existe suficiente evidencia en el
SDRC para tratar la distonía.15
­
Tratamiento intervencionista
No existen indicaciones establecidas para estos procedimientos:15
• Bloqueos del plexo braquial y espinal: nivel de evidencia
4.
• Bloqueo simpático: la ablación por radiofrecuencia obtiene
•
•
un nivel 3 de evidencia. Según Cochrane, la práctica de la
simpatectomía química y quirúrgica se basa en muy pocas
pruebas de alta calidad.
Estimulación del ganglio de la raíz dorsal: disminución del
dolor en un estudio al 50% o más.
Neuroestimulación: evidencia limitada.
Tratamiento quirúrgico
Su papel es limitado y peligroso:2
• Si la causa es una compresión nerviosa, se puede descomprimir.
ratamiento
T
Es importante tener siempre un alto índice de sospecha para
diagnosticarlo tempranamente.2
El tratamiento moderno hace hincapié en la rehabilitación
funcional. Inicialmente, se deben realizar una excelente analgesia y una fisioterapia cuidadosa evitando la exacerbación del
dolor.2 El objetivo de la terapia física y ocupacional es minimizar el edema, desensibilizar el dolor y normalizar la sensibilidad, promover posiciones normales, disminuir la pérdida de
masa muscular y aumentar la función de la extremidad.15
• Raramente, se indica para tratar contracturas fijas, siendo
•
•
radical y con expectativas limitadas. Debe retrasarse hasta
que la fase activa del SDRC haya terminado y al menos
1 año después de que el paciente experimentara por última
vez dolor e hinchazón.
La amputación debe abordarse con cautela. El alivio del
dolor es raro e impredecible y el síndrome se repite a menudo en el muñón.
Generalmente la cirugía representa un estímulo doloroso
que exacerba el SDRC o precipita un nuevo ataque.
ERRNVPHGLFRVRUJ
202
Parte III Patología general
Clínica
Consiste en dolor, alodinia, hiperalgesia, disminución de la
movilidad, debilidad y atrofia muscular, hallazgos autonómicos (hinchazón, edema, cambios de temperatura, hiperhidrosis,
cambios en el color de la piel, cianosis, sensibilidad al frío,
piel seca), cambios tróficos en pelo y uñas, alteraciones motoras (distonía, debilidad, temblores, espasmos y fasciculaciones).
Diagnóstico
Es clínico y se basa en la historia y examen físico. Cuando hay
dudas, añadir examen de laboratorio, pruebas de imagen (radiografías, RM, TC y electromiografía). Ninguna prueba es gold
standard. Los criterios de Budapest no han sido validados en
pediatría.
Diagnóstico diferencial
Deben incluirse otras causas de dolor muscular crónico pediátrico.
Tratamiento
La piedra angular es la terapia física intensiva combinada con
terapia cognitivo-conductual. Con un escaso grado de recomendación, están la terapia psicológica, los tratamientos farmacológicos (AINE, paracetamol, amitriptilina, fenitoína, gabapentina, ketamina, bisfosfonatos), los tratamientos invasivos
(bloqueos simpáticos, catéteres epidurales) y la electroestimulación nerviosa transcutánea (TENS, transcutaneous electrical
nerve stimulation).
Pronóstico
s
onclu one
si
C
En general, es mejor que en adultos.
El SCA surge cuando la presión dentro de un compartimento
muscular se eleva hasta un nivel que compromete el flujo de
sangre a los tejidos cerrados. Sin descompresión urgente, se
produce una isquemia y necrosis de los tejidos que desembocará en un déficit funcional. Un diagnóstico y tratamiento rápidos son la clave para un resultado exitoso, pero, un retraso en
los mismos, puede conducir a déficits sensoriales y motores
permanentes. Hoy día no se debe esperar a tratarlo atendiendo
a su clínica, ya que se han desarrollado técnicas diagnósticas
que permiten un diagnóstico más precoz.4
f
r
i
­
Etiología y patogénesis
Las causas específicas son desconocidas. Hay escasez de estudios pediátricos. Se han involucrado traumatismos, factores
psicológicos, anormalidades neurológicas, anomalías inflamatorias e inmunitarias, y factores genéticos.
bl og a ía
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Pediatric Rheumatology (2016);14:29.
­
El tipo I es más frecuente en niñas. La edad media es de 12 años.
Se afecta más la extremidad inferior.
­
Epidemiología
Bi
El SDRC es común, pero no se diagnostica formalmente.
Si se diagnostica precozmente, los resultados del tratamiento
son satisfactorios. Un diagnóstico tardío conlleva una discapacidad significativa y un tratamiento con pobres resultados.2
Síndrome de dolor regional complejo
en niños19
ERRNVPHGLFRVRUJ
Capítulo 19
Fragilidad y metabolismo óseos
José R. Caeiro Rey, Íñigo Etxebarría Foronda, Manuel Mesa Ramos
Resumen
Se considera patrón biomecánico normal aquel caracterizado por una resistencia ósea adecuada a la función mecánica
que ha de desempeñar dicho hueso. Por el contrario, se denomina fragilidad esquelética al patrón caracterizado por
una disminución de la resistencia ósea secundaria a la presencia de alteraciones en la densidad mineral ósea (DMO)
y/o en las propiedades materiales o estructurales del hueso.
La osteoporosis (OP), ejemplo tipo de enfermedad osteometabólica fragilizante, es un trastorno esquelético generalizado caracterizado por una disminución de la resistencia
ósea que predispone a un mayor riesgo de fractura, reflejando dicha resistencia la integración entre cantidad y calidad
óseas. La deficiencia de vitamina D del adulto-osteomalacia
es una osteopatía fragilizante osteopénica relacionada con
un déficit de vitamina D, responsable de un defecto de mineralización de la matriz orgánica del esqueleto maduro, lo
que disminuye su resistencia y aumenta el riesgo de frac
turas.
Ambas osteopatías, con mecanismos fisiopatológicos capaces de desarrollar y amplificar una fragilidad ósea, deben
ser conocidas desde el punto de vista de su diagnóstico, y
prevenidas y tratadas de forma que se consiga disminuir el
riesgo de aparición de fracturas por esta causa en los pacientes que las padecen.
­
Int oducc ón
r
misma manera, las IF se van dividiendo en enlaces intermoleculares (enlaces de H), IF interfibrilar (enlaces covalentes de la
región telopéptida), IF interlamelar y líneas de cementación. Las
IF serían las encargadas de aportar cohesión y estabilidad a los
BB, así como de transferir las tensiones mecánicas a lo largo de
todos los niveles de estructuración jerárquica del hueso.
Los constituyentes orgánico e inorgánico de la matriz ósea
y, en cierta medida, la organización nano- y ultraestructural de
los BB y sus IF determinarán las denominadas propiedades
materiales del hueso, mientras que colectivamente sus niveles
de organización jerárquica (macro-, micro- y submicroestructural) establecen las propiedades estructurales del mismo.
oncepto de resistencia ósea
C
Se denomina resistencia ósea a la fuerza necesaria que hay que
superar para desencadenar bajo unas condiciones específicas
de carga el fracaso biomecánico de un hueso.2 Se considera que
la resistencia ósea depende básicamente de la integración entre
las variables de cantidad y calidad óseas. Mientras que la cantidad es responsable, in vitro, del 60 al 80% de la resistencia
biomecánica del hueso, la calidad ósea, como variable en general, es responsable del 20 al 40% restante.3 Estos dos factores,
cantidad y calidad óseas, denominados genéricamente determinantes de la resistencia ósea, serían los responsables de establecer, conjuntamente con los sistemas de modulación estructural del hueso (modelado y remodelado), un hueso sano y
biomecánicamente competente.
i
El tejido óseo es un tejido especializado dotado de unas características materiales, una estructura jerarquizada y un sistema
de modulación estructural, responsables de sus propiedades
biomecánicas y su resistencia.
Hueso como estructura
La matriz orgánica mineralizada del tejido óseo está formada por
una serie de elementos específicos constituyentes denominados
bloques de construcción (BB, building blocks).1 Estos BB y sus
respectivas interfaces (IF) están organizados sobre la base de una
estructura jerárquica, es decir, en una configuración a distintos
niveles de la escala dimensional. Así, dependiendo de cada uno
de estos niveles jerárquicos, los BB se estructuran sucesivamente en fibrillas (tropocolágeno-colágeno de tipo I), fibras, lamelas
y capas cruzadas, osteonas y hueso trabecular o cortical. De la
eterminantes de la resistencia ósea.
antidad y calidad óseas
D
C
La cantidad ósea está directamente relacionada con la densidad
mineral ósea (DMO), siendo básicamente dependiente de la
cantidad adquirida, a modo de reserva ósea, durante la fase de
desarrollo y maduración esquelética. Desde el punto de vista
biomecánico, la importancia de la DMO parece clara si tenemos
en cuenta que in vitro, tanto para fémur proximal como para
columna lumbar, cuanto mayor es la misma mayor es la rigidez
del hueso y, por tanto, el esfuerzo máximo que este es capaz de
soportar antes de fracturarse.4
Se denomina calidad ósea al conjunto de factores independientes de la DMO relacionados con la capacidad de un hueso
para resistir fuerzas de fractura.5 Esta variable cualitativa de la
resistencia ósea depende tanto de variables macro-, micro- y
203
© 2020. Elsevier España, S.L.U. Reservados todos los derechos
ERRNVPHGLFRVRUJ
204
Parte III Patología general
abla 19-1 Factores determinantes
de la calidad ósea categorizados
según la escala jerárquica del hueso
‑
tenc a ó ea
s
Patología de la e
i
Cada uno de los mencionados niveles de jerarquización sufre,
a lo largo de la vida, diferentes procesos de transformación
modulados por factores de tipo local o endocrino-metabólico,
así como por las cargas mecánicas que el hueso recibe.
En general, la transformación del hueso involucra tres procesos diferentes: crecimiento, modelado y remodelado óseos.6
Se denomina crecimiento al proceso de alargamiento del esqueleto que ocurre durante la infancia y la juventud, y que dura
hasta el cierre de las epífisis. El proceso de modelado está relacionado con la expansión transversal del hueso y la adquisición de su forma exterior durante la etapa de crecimiento. El
remodelado óseo, sin embargo, es el mecanismo por el cual el
hueso adulto se renueva para mantener intacta su competencia
estructural y biomecánica, evitando la acumulación de microlesiones causadas por la fatiga del material.7
sis
Sistemas de modulación estructural
del hueso. Modelado y remodelado óseos
Mediante el proceso de remodelación ósea y a nivel de cada una de las unidades básicas multicelulares (BMU), se van
generando una serie de balances óseos focales (cantidad de
hueso formado menos cantidad de hueso resorbido) que determinan, en un sumatorio de todos ellos, el balance óseo general
del esqueleto. Si la cantidad de hueso destruido y formado es
equivalente, la masa ósea no variará (balance óseo neutro), pero, si la cantidad de hueso resorbido supera a la de hueso formado, la masa ósea tiende a disminuir (balance óseo negativo).
El proceso de remodelado óseo tiene lugar durante toda la
vida, estando regulado por los denominados sistemas de modulación estructural del hueso: factores genético-familiares, factores biomecánicos (gravedad, peso, actividad física), factores
macrovasculares locorregionales, ambiente local del hueso
(citoquinas, prostaglandinas, factor de crecimiento similar a la
insulina 1 [IGF-1], factor de crecimiento transformante b
[TGF-b], proteínas morfogenéticas del hueso [BMP], etc.),
vías de señalización (OPG/RANK/RANKL y vía Wnt) y ambiente endocrino-metabólico del organismo (estrógenos, testosterona, hormonas tiroideas, calcio, vitamina D, hormona
paratiroidea [PTH], etc.) (fig. 19 1).
r
‑
ultraestructurales como de la composición material del hueso
(composición química, mineralización de la matriz y distribución de ambas), propiedades que, al igual que la DMO, dependen en última instancia del remodelado óseo. En la tabla 19 1
se recogen los factores determinantes primarios y secundarios
más importantes de la calidad ósea de acuerdo a la escala jerárquica del hueso.
Cuando los mencionados sistemas de modulación estructural
funcionan correctamente, dan lugar a un hueso sano y biomecánicamente competente, mientras que las alteraciones fisiopatológicas del mismo serían las responsables del desarrollo de
diferentes tipos de patología de la resistencia ósea.
Escala
Factor determinante
> 10–3 m
Forma, tamaño y geometría del hueso
Distribución espacial de la DMO
de los subtipos tisulares óseos
10–6-10–3 m
Microarquitectura
Grosor cortical
Porosidad
Densidad, morfología y disposición espacial
de los conductos de Havers y lamelas
intersticiales
Número, tamaño, separación y conectividad
de las trabéculas
Anisotropía trabecular
10–9-10–6 m
Distribución, alineamiento e interconexión
entre matriz orgánica y mineral
Tipo, cantidad y distribución
de los microdaños (microcracks)
< 10–9
Estructura e interconexión del colágeno
Tipo de mineral, distribución y alineamiento
de los cristales
Interfaces colágeno-mineral
DMO, densidad mineral ósea.
Traducido con autorización. © International Osteoporosis
Foundation and National Osteoporosis Foundation 2005. Springer.
Fuente: Hernández et al. Osteoporos Int 2006;17:464-70.
Se considera como patrón biomecánico óseo normal aquel caracterizado por una DMO normal, por una calidad de hueso
también normal y, sobre todo, por una resistencia ósea adecuada a la función mecánica que ha de desempeñar dicho hueso.
Por el contrario, se denomina fragilidad esquelética a la disminución de la resistencia ósea secundaria a la presencia de alteraciones fisiopatológicas en los determinantes de la resistencia
ósea, ya sean estas motivadas por afecciones regionales del
hueso (desuso o desequilibrio mecanostático) o por afecciones
generales del organismo (desequilibrio genético, senil, endocrino-metabólico o multifactorial).
Se pueden establecer al menos cuatro tipos diferentes de
patrones de fragilidad esquelética: un patrón fisiológico involutivo-senil del hueso (el envejecimiento) y tres patrones fisiopatológicos de fragilidad ósea, a saber, las osteopatías fragilizantes no osteopénicas, la osteopenia simple y las osteopatías
fragilizantes osteopénicas8 (fig. 19 2).
El envejecimiento, proceso metabólico involutivo senil osteoblasto-dependiente, asociado a una disminución progresiva
de la DMO y a una desestructuración también progresiva del
tejido óseo, se caracteriza, desde el punto de vista biomecánico,
por una disminución de la resistencia ósea compensada en sus
fases iniciales por el proceso de modelado óseo. Las osteopatías fragilizantes no osteopénicas (osteogénesis imperfecta,
osteopetrosis, enfermedad de Paget, etc.) se caracterizan por
presentar una DMO normal (o alta), cambios estructurales y/o
materiales en el tejido óseo y una disminución progresiva de la
ERRNVPHGLFRVRUJ
‑
T
Patrones biomecánicos óseos normales
y patológicos
C
205
apítulo 19 Fragilidad y metabolismo óseos
Ambiente endocrino-metabólico
Modelado
óseo
Macroarquitectura-geometría
(macroestructura)
Microarquitectura
(micro- y submicroestructura)
Propiedades ESTRUCTURALES
Mecanostato
Moduladores locales
Remodelado
óseo
20-40% DMO
60-80%
Red de colágeno
Mineralización
Composición
(ultra- y nanoestructura)
Propiedades MATERIALES
Propiedades BIOMECÁNICAS
Genético-hereditario
Resistencia del hueso
gu a 19-1 Esquematización de los procesos de transformación ósea, modelado y remodelado óseos en la que se muestran los diversos factores que
intervienen en los mismos y su influencia en las propiedades del hueso. DMO, densidad mineral ósea.
Fi
r
competencia biomecánica del hueso. La osteopenia simple, sin
embargo, es un patrón fisiopatológico caracterizado por una
masa ósea baja no asociada, en principio, a alteraciones en la
resistencia ósea. En cambio, las osteopatías fragilizantes osteopénicas (osteopenia con fractura, osteoporosis, déficit de
vitamina D-raquitismo-osteomalacia, hiperparatiroidismo, osteodistrofia renal, etc.) son patrones de fragilidad caracterizados por masa ósea disminuida, calidad ósea alterada y resistencia ósea también disminuida.
teo atía f ag l zante
o teo én ca
Os
p
s
p
s
i
r
i
i
Epidemiología
s
s
Osteoporosis
Definición
La osteoporosis (OP), paradigma de osteopatía fragilizante osteopénica, está considerada hoy en día como un «trastorno esquelético generalizado caracterizado por una disminución de la
Normal
Disminuida
Normal
Normal
Osteopatías
fragilizantes
no osteopénicas
Osteogénesis
imperfecta
Osteopetrosis
Enfermedad de Paget
Baja
MASA ÓSEA
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
COMPETENCIA MECÁNICA
Osteopenia
simple
Osteopatías
fragilizantes
osteopénicas
Osteoporosis
Osteomalacia
Raquitismo
Hiperparatiroidismo
Osteodistrofia renal
gu a 19-2 Patrones de fragilidad ósea: normal, osteopenia, osteopatía fragilizante no osteopénica y osteopatía fragilizante osteopénica.
(Adaptado de Ferretti et al., 2001.)
Fi
r
resistencia ósea que predispone a un mayor riesgo de fractura»,
reflejando dicha resistencia la integración de dos características
fundamentales del hueso: la cantidad y la calidad óseas.9
Se denomina fractura por fragilidad o fractura osteoporótica (FrOP) a aquella que se produce tras un traumatismo de
baja energía (como una caída desde la propia altura) o en ausencia de un traumatismo identificable, localizada en cualquier
hueso del esqueleto axial o periférico, con excepción del cráneo y el macizo facial, una vez excluidas otras causas de fragilidad esquelética.10
La OP es la enfermedad osteometabólica más frecuente. Más
de 200 millones de personas en todo el mundo la padecen. El
6% de los hombres y del 24 al 30% de las mujeres de entre 50
y 85 años de edad son osteoporóticos. Al menos el 40% de
estas mujeres y el 15-30% de estos hombres sufrirán una o más
FrOP a lo largo de su vida.11
Es complicado establecer la incidencia real de todas estas
fracturas. En nuestro país, se estima una incidencia anual de
200.000 nuevas FrOP,12 previéndose que para el año 2025 se
incremente este número en 80.000, con un aumento paralelo de
un 30% en los costes asociados a ellas.13 En el caso específico
de las fracturas de fémur proximal, se calcula que en la Unión
Europea se producen anualmente unos 640.000 nuevos casos,
mientras que en España el número asciende a unos 60.000.14
Los datos epidemiológicos referentes a la fractura de cadera en
España refieren una incidencia aproximada, según las series,
de unos 300 casos por cada 100.000 habitantes/año, con una
razón de 3-4:1 en mujeres frente a los hombres.15,16
Clasificación
La OP se puede clasificar en cinco grandes grupos:
1. OP primaria, debida a la deficiencia estrogénica tras la menopausia (OP de tipo I o posmenopáusica) o al envejeci-
ERRNVPHGLFRVRUJ
206
Parte III Patología general
miento (OP de tipo II o senil). Estas dos formas de OP son
las más frecuentes en la práctica clínica diaria.
2. OP secundaria o de tipo III, que se produce como consecuencia de una patología genética (osteogénesis imperfecta, homocistinuria, síndrome de Marfan, etc.) o adquirida,
excluidas la menopausia y el envejecimiento. Las más comunes en la práctica clínica diaria son las asociadas a:
a. Enfermedades endocrino-metabólicas: diabetes mellitus, hipogonadismo, hipertiroidismo, hiperparatiroidismo, hipercorticismo, hipofosfatasia, etc.
b. Enfermedades reumáticas: artritis reumatoidea.
c. Fármacos: corticoides, heparinas, inhibidores de la aromatasa, metotrexato, anticonvulsivantes, etc.
3. OP idiopática o de tipo IV, que incluye todos los casos de
OP sin una causa específica. Se manifiesta, sobre todo, en
individuos jóvenes.
4. OP localizada o de tipo V, que se origina por una disminución de la DMO relacionada con la inmovilización prolongada u otras alteraciones mecánico-biológicas normalmente de alguna extremidad. Puede asociarse a disfunción
autonómica o inflamación local (síndrome de dolor regional complejo, OP transitoria, etc.).
‑
r
fragilidad en pacientes entre los 50 y los 75 años de edad, fracturas típicamente localizadas a nivel vertebral, intertrocantéreo
en la cadera y a nivel de la extremidad distal del radio.
A diferencia de la OPPMP, en la OP de tipo II o senil parecen existir dos tipos de factores directamente implicados en la
pérdida de masa ósea: unos de carácter local, osteoblastodependientes (reducción del número y actividad de los mismos), y otros de carácter general, relacionados con las vías
bioquímicas del envejecimiento (estrés oxidativo y acortamiento de telómeros), los estilos de vida (sedentarismo) y los déficits nutricionales de calcio y vitamina D del anciano.17 En este
tipo de OP, el déficit de calcio y vitamina D sería responsable
del desarrollo de un hiperparatiroidismo secundario (HPTD2º),
actuando el aumento persistente del nivel de PTH como un
potente estimulador de la resorción ósea. Todas estas alteraciones fisiopatológicas serían responsables, por un lado, de una
disminución progresiva en la cantidad de hueso formada y, por
otro, de la calidad estructural del mismo, con un adelgazamiento, en este caso, de todos los elementos estructurales óseos
(corticales y trabeculares). De manera conjunta, estas alteraciones cuantitativas y cualitativas corticotrabeculares producen
una merma en todas las propiedades biomecánicas del hueso18
y, en particular, una reducción importante de la resistencia ósea
global. Esta disminución de la resistencia ósea sería la responsable de la aparición de FrOP en pacientes mayores de 75 años,
fracturas típicamente localizadas en la pelvis, el cuello femoral,
la tibia proximal y la extremidad proximal de húmero.
­
La OP de tipo I u OP posmenopáusica (OPPMP) es la consecuencia directa de un aumento de la actividad resortiva en las
BMU. El déficit estrogénico, principal factor etiopatogénico de
la OPPMP, parece ser el responsable, por un lado, del aumento
de la vida media de los osteoclastos (por disminución de su
apoptosis) y, por otro, del aumento del número y de la frecuencia de activación del remodelado en las BMU.6 Esta situación
da lugar a llenados incompletos de las lagunas de resorción, es
decir, a balances óseos negativos en cada BMU. El resultado
final de este proceso sería, por tanto, una reducción neta de la
cantidad global de masa ósea asociada a un deterioro estructural del tejido óseo.6
En la OPPMP, y a diferencia de lo que ocurre en el envejecimiento, las alteraciones macro- y microestructurales comprometen, sobre todo, al hueso trabecular, debido a que este subtipo tisular posee una mayor tasa de actividad de remodelado
(80%) que el hueso cortical (20%). A nivel microestructural
trabecular, los cambios más significativos son la disminución
progresiva del número de trabéculas (responsable de hasta un
65% de reducción de la resistencia ósea), adelgazamiento de
las mismas, la pérdida de conectividad trabecular (acortamiento de los terminales y rotura de los puentes horizontales), el
cambio en la proporción de formas trabeculares (relación
placa-tubo) y la alteración progresiva de la anisotropía trabecular (fig. 19 3). A nivel microestructural cortical, la alteración
de la densidad de los conductos de Havers, la disposición espacial de los mismos y de las lamelas intersticiales (que actúan
como determinantes de su anisotropía), y el incremento de la
porosidad cortical son los factores determinantes secundarios
más importantes de la resistencia ósea que se ven alterados en
la OPPMP. De manera conjunta, las alteraciones cuantitativas
y cualitativas estructurales corticotrabeculares mencionadas
producen durante la OPPMP una merma en todas las propiedades biomecánicas del hueso y, en particular, una reducción importante de la resistencia ósea global. Esta disminución determinaría un aumento del riesgo de aparición de fracturas por
­
gu a 19-3 Microtomografía computarizada 3D de muestras óseas
cilíndricas de un paciente con fractura intracapsular de cadera. Cambios
microestructurales del hueso trabecular.
Fi
Fisiopatología
Clínica
La OP por sí misma es asintomática hasta que se producen
fracturas por fragilidad. Todas las FrOP repercuten no solo sobre la calidad de vida de los pacientes, sino también en su esperanza de vida.19
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
207
apítulo 19 Fragilidad y metabolismo óseos
La FrOP vertebral (FrOPV) es la más frecuente de todas
las FrOP. Su localización más habitual es la columna dorsal
baja y la lumbar alta. Aunque suelen asociar un mecanismo
desencadenante de flexión ventral, pueden aparecer en ocasiones espontáneamente. Cursan con dolor agudo (FrOPV sintomáticas), en ocasiones, irradiado, que se incrementa al movilizarse. La FrOPV asocia pérdida de estatura y cifosis dorsal más
o menos progresiva. Probablemente debido a las diversas comorbilidades del paciente, las FrOPV asocian, además, una
disminución de unos 6 años en la esperanza de vida.20
Las FrOP no vertebrales (FrOPNoV) tienen, sin embargo,
repercusiones clínicas de diferente grado. La FrOP de la extremidad proximal del húmero, la tercera más común a partir de
los 65 años, supone el 5% de todas las fracturas por fragilidad.
Son más frecuentes en mujeres. Reducen la capacidad funcional, limitando de forma significativa las actividades de la vida
diaria a los 6 meses de la fractura.21 Las FrOP de la extremidad
distal del radio no conllevan un aumento de la mortalidad, probablemente porque se producen en pacientes más jóvenes y con
menor grado de afectación de su estado de salud, pero pueden
originar secuelas que limiten la percepción de su calidad de
vida, sobre todo, en pacientes mayores.22 La FrOP de la cadera es un proceso clínico grave, con una significativa morbimortalidad.23 Se estima que los pacientes con una fractura de cadera tienen una mortalidad intrahospitalaria cercana al 5% y una
mortalidad del 20% en el primer año,24 siendo los problemas
respiratorios y cardiovasculares las principales causas de defunción dentro de los primeros 30 días.23,24 El 30% de los pacientes con fractura de cadera desarrollan una incapacidad
permanente, presentando el 40% limitaciones serias para la
deambulación y un 80% incapacidad para realizar al menos una
actividad independiente.
en general. Se puede realizar el cálculo del riesgo teniendo
en cuenta o no el valor de la DMO en cuello femoral.
Los principales estudios realizados en nuestro país para
valorar la capacidad discriminativa de la herramienta25,28 reflejan que la versión española del FRAX® infravalora a la mitad
el riesgo de FrOP mayor y de cadera, por lo que su capacidad
predictiva en estos casos es baja.
La prueba diagnóstica de imagen básica para el diagnóstico
de la FrOP es la radiografía simple. Si bien esta prueba solo es
capaz de detectar cambios en la masa ósea cuando ya se ha
producido una pérdida de DMO superior al 30%, la radiografía
simple sí permite realizar una valoración aproximativa del grado de OP regional ósea. Por ejemplo, a nivel de la cadera se ha
utilizado con este fin el clásico índice radiológico de Singh, una
valoración semicuantitativa del grado de OP regional de la extremidad proximal de fémur basada en los patrones radiológicos de pérdida progresiva de los haces trabeculares de compresión y tensión a medida que va disminuyendo la DMO.19
A nivel vertebral, la radiografía simple permite, mediante criterios morfométricos, identificar y ponderar el grado de la
FrOPV. Se han descrito varios métodos semicuantitativos de
medida del grado de afectación vertebral, siendo el más utilizado el de Genant et al.29 Se considera una deformidad ligera
cuando existen una reducción del 20-25% de la altura anterior
media o posterior del cuerpo vertebral, una deformidad moderada cuando hay una disminución del 25-40% de la altura anterior, media o posterior, y una deformidad grave cuando existe un 40% o más de reducción de la altura anterior, media o
posterior del cuerpo vertebral.
Diagnóstico densitométrico de la osteoporosis
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Diagnóstico clínico-radiológico de la fractura
osteoporótica
El concepto densitométrico clásico de OP de la Organización
Mundial de la Salud (OMS) define esta enfermedad como la
resultante de una disminución de la DMO. La absorciometría
por rayos X de doble energía (DEXA, dual-energy X-ray
absorptiometry) determina la DMO en g/cm2, con una reproducibilidad suficiente para ser empleada en la práctica clínica
como método estándar oro para el diagnóstico y seguimiento
de la OP. Esta técnica permite establecer en términos de T-score
(valor que evalúa el grado de desviación de la DMO de una
persona en comparación con el de la media de una población
adulta sana) cuatro categorías diferentes de pacientes dependiendo del valor de dicha puntuación:
Numerosos son los factores de riesgo tanto de OP como de
FrOP. En general, la edad avanzada, el sexo femenino, el sedentarismo, el consumo de alcohol, los antecedentes familiares
de fractura, los antecedentes personales de fractura, la menopausia precoz, la diabetes mellitus, la artritis reumatoide y el
consumo de corticoides son los factores de riesgo más comúnmente reconocidos para la población española25,26 y europea.27
La DMO, en su valor densitométrico, está considerada hoy en
día un factor de riesgo más de FrOP, si bien pudiera tener una
capacidad predictiva no completa en poblaciones no fracturadas
o con un bajo riesgo de fractura.
La herramienta FRAX® es un instrumento de cálculo del riesgo de FrOP en hombres y mujeres de entre 40 y 90 años. Permite evaluar el riesgo absoluto de fractura de cadera y de FrOP
mayores de 10 años en diferentes poblaciones. Está basada en
una serie de metaanálisis que identifican los factores de riesgo
clínicos que se asocian a una mayor probabilidad de FrOP, así
como en datos de incidencia y prevalencia de este tipo de fracturas en las poblaciones de cada uno de los países incluidos en
la herramienta. Los factores de riesgo que tiene en cuenta son la
edad, el sexo, el peso, la talla, la presencia de fracturas previas
por fragilidad, la historia parental (padre o madre) de fractura de
cadera, el tabaquismo actual, el consumo de alcohol, el tratamiento previo con corticoides durante más de 3 meses, la presencia de artritis reumatoide y el diagnóstico de OP secundaria
­
­
• Pacientes con DMO normal: T-score ≥ –1 DE.
• Pacientes con osteopenia: T-score entre –1 y –2,5 DE.
• Pacientes con OP: T-score ≤ –2,5 DE.
• Pacientes con OP establecida: T-score < –2,5 DE en presencia de una o más fracturas por fragilidad.
Aunque el T-score puede medirse en la columna lumbar, cuello
femoral y cadera, la OMS recomienda que para el diagnóstico
de OP se utilicen los valores en cuello femoral.
El cribado densitométrico de la población general no es
rentable, estando indicada la realización de una densitometría:
­
• En mujeres y hombres mayores de 65 años con riesgo mo-
derado de fractura, establecido a través de sus factores de
riesgo o con la herramienta FRAX®, cuando el valor de su
resultado pueda suponer un cambio en la actitud terapéutica.
ERRNVPHGLFRVRUJ
208
Parte III Patología general
elevado para fracturas por fragilidad.
En pacientes menores de 40 años con factores de riesgo
muy elevado de fractura (varias FrOP previas, FrOP mayor
o tratamiento con altas dosis de corticoides, etc.).
Antes del inicio de tratamientos que puedan afectar a la
DMO.
•
•
Los equipos DEXA periféricos, la tomografía computarizada
cuantitativa central o periférica, y los ultrasonidos son útiles
para predecir un riesgo elevado de fractura, no debiéndose utilizar para el diagnóstico, el seguimiento o la evaluación de la
respuesta terapéutica en pacientes con OP.19
Diagnóstico diferencial
T
­
El diagnóstico diferencial de la OP involutiva primaria (pos
menopáusica o senil) se basa en excluir el resto de las causas
secundarias de la enfermedad.30 Una analítica general que permita descartar estas causas debería contar con un hemograma
completo con velocidad de sedimentación globular [VSG], una
bioquímica sérica con calcio, fósforo, fosfatasa alcalina, transaminasas, urea y creatinina, y un calcio en orina de 24 h, y con
un estudio específico dirigido al cribado de las causas más im-
portantes de OP secundaria (albúmina, proteínas, proteinograma, niveles séricos de hormona estimulante del tiroides [TSH],
PTH, 25-OH vitamina D) que permita identificar trastornos
endocrino-metabólicos, hematológicos, electrolíticos y/o enfermedad sistémica. Como método simple de despistaje de las
causas más frecuentes de OP secundaria, recomendamos la
realización de las pruebas analíticas recogidas en la tabla 19 2.
‑
• En pacientes menores de 65 años con factores de riesgo
Tratamiento
Existen una serie de medidas no farmacológicas, consideradas
universales, para la prevención primaria y secundaria de las
FrOP. En primer lugar, evitar el sedentarismo, promoviendo el
ejercicio físico regular (ejercicios aeróbicos con impacto y carga) durante toda la vida. Adaptado para cada edad del individuo,
el ejercicio físico fortalece la musculatura, mejora el equilibrio,
la agilidad y la salud en general.19 En segundo lugar, limitar los
hábitos tóxicos no solo por su repercusión ósea, sino también
por su beneficio en otros ámbitos de la salud. La supresión del
tabaco, la reducción del consumo de alcohol hasta menos de
3 unidades diarias y la moderación de la ingesta de bebidas
ricas en cafeína favorecen el mantenimiento de la DMO.19,27 En
tercer lugar, una dieta adecuada, con ingesta adecuada de proteínas (1 g/kg/día) y de calcio (1.000-1.200 mg/día), y un ade-
abla 19-2 Pruebas analíticas en el diagnóstico diferencial de la osteoporosis
Prueba
Anomalía detectada
Sospecha diagnóstica
Hemograma completo con VSG
Anemia, F VSG
Mieloma
Fractura patológica
Creatinina
F Creatinina
Enfermedad renal
Calcio
F Calcio
f Calcio
Hiperparatiroidismo primario
Hipercalcemia tumoral
Malabsorción
Déficit de vitamina D
Fósforo
f Fósforo
Osteomalacia
Fosfatasa alcalina
F Fosfatasa alcalina
Déficit de vitamina D
Enfermedad hepática
Enfermedad de Paget
Transaminasas
F Transaminasas
Enfermedad hepática
Albúmina
f Albúmina
Malnutrición
Enfermedad hepática
Enfermedad renal
Electroforesis de proteínas
Gammapatía monoclonal
Mieloma
25 (OH)-vitamina D
f 25 (OH)-vitamina D
Insuficiencia/deficiencia de vitamina D
PTH
F PTH
Hiperparatiroidismo
TSH (ultrasensible)
f TSH
Hipertiroidismo
Calcio en orina de 24 h
Hipercalciuria
Hipercalciuria primaria o secundaria a hiperparatiroidismo
Hipertiroidismo
Hipercalcemia tumoral
VSG, velocidad de sedimentación globular.
Adaptado de Etxebarría et al., 2015.
ERRNVPHGLFRVRUJ
C
209
apítulo 19 Fragilidad y metabolismo óseos
cuado aporte de vitamina D (800 UI diarias), hace que el riesgo
de FrOP sea menor.19,27 Por último, las estrategias de prevención
de caídas, promoviendo el ejercicio físico, la reducción y retirada de fármacos que las pueden originar, solucionando déficits
sensoriales, modificando riesgos del hogar y corrigiendo déficits nutricionales, sobre todo, en lo referente a la vitamina D,
resultan pilares no farmacológicos fundamentales del manejo
de estos pacientes.19,27,31
Las medidas farmacológicas disponibles actualmente para
la prevención y tratamiento de la FrOP son los moduladores
selectivos de los receptores estrogénicos (SERM), los bisfosfonatos (alendronato, risedronato, ibandronato y zoledronato),
el denosumab, los péptidos de la familia de la PTH y el ranelato de estroncio, fármacos que han demostrado en ensayos clínicos controlados su eficacia en la reducción del riesgo de
fracturas vertebrales, no vertebrales y/o de cadera (tabla 19 3).
Los fármacos anticatabólicos (o antirresortivos) se caracterizan por ser capaces de disminuir el remodelado óseo acelerado al reducir el número de BMU neoactivadas y el grado de
su actividad osteoclástica. Este mecanismo de acción supone,
desde el punto de vista cuantitativo, un incremento de la DMO
y, desde el punto de vista cualitativo, una preservación de la
microestructura ósea trabecular y cortical, al favorecer, por un
lado, una disminución de la resorción trabecular perforativa,
una disminución de la cantidad de microfracturas y una menor
pérdida de conectividad trabecular y, por otro, un menor grado
de porosidad cortical.
Los SERM son antirresortivos no esteroideos que se unen
al receptor de estrógeno y actúan como agonistas o antagonistas de estrógenos, dependiendo del tejido objetivo. El raloxifeno (60 mg/día por vía oral) es el único SERM disponible para
la prevención y el tratamiento de la OPPMP. Previene la pérdida de hueso y reduce el riesgo de fracturas vertebrales un 3050% en mujeres posmenopáusicas con osteopenia y con OP
con o sin FrOPV anteriores.32 No ha mostrado un efecto signi‑
ficativo en la reducción de FrOPNoV. Como único efecto adverso grave (aunque no habitual), ha mostrado un cierto aumento del riesgo de trombosis venosa profunda-fenómenos
tromboembólicos, siendo comunes los casos de sofocos y calambres en las extremidades inferiores. Sin embargo, glo
balmente la relación riesgo-beneficio es favorable, siendo ampliamente utilizado para la prevención y el tratamiento de la
OPPMP.19 El bazedoxifeno (20 mg/día por vía oral) es un
SERM que ha demostrado reducir significativamente el riesgo
de nuevas FrOPV, mostrando efectos favorables sobre los marcadores del remodelado óseo y la DMO. Al igual que el raloxifeno, ha mostrado un aumento del riesgo de trombosis venosa
profunda-fenómenos tromboembólicos y casos habituales de
sofocos y calambres en las extremidades. Sin embargo, en contraposición a lo encontrado con raloxifeno, la eficacia del bazedoxifeno es dependiente del nivel de riesgo de fractura evaluado por FRAX®.27
Los bisfosfonatos (BF), análogos estables de pirofosfato,
son potentes inhibidores de la resorción ósea, produciendo su
efecto al reducir el reclutamiento y la actividad de los osteoclastos y aumentar su apoptosis. La potencia y la afinidad química
de los BF por el hueso determinan su efecto antirresortivo, variando esta en gran medida de unos a otros, por lo que también
lo hacen las dosis empleadas en la práctica clínica.19,27
El alendronato (70 mg una vez por semana por vía oral) y
el risedronato (35 mg una vez por semana por vía oral) son los
BF más utilizados. El alendronato ha demostrado reducir aproximadamente a la mitad el riesgo relativo de aparición de
FrOPV (47%), de extremidad distal del radio (48%) y de cadera en mujeres con FrOPV prevalentes (51%). Por su parte, el
risedronato ha demostrado reducir significativamente la incidencia de FrOPV (41%) y FrOPNoV (39%) en mujeres con
fractura vertebral. En una población numerosa de mujeres de
edad avanzada, redujo el riesgo de fractura de cadera (30%),
efecto que fue mayor en mujeres osteoporóticas de entre 70 y
­
abla 19-3 Eficacia sobre el riesgo de fractura de las diferentes opciones farmacológicas disponibles
para el tratamiento de la osteoporosis posmenopáusica cuando se administran con calcio y vitamina D
T
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Fármacos anticatabólicos
(antirresortivos)
Raloxifeno/bazedoxifeno
Fractura
vertebral
Fractura
no vertebral
Fractura
de cadera
A
ned
ned
Alendronato
A
A
A
Risedronato
A
A
A
Ibandronato
A
A*
ned
Zoledronato
A
A
A
Denosumab
A
A
A
Fármacos anabólicos
Teriparatida
A
A
ned
Agentes duales
Ranelato de estroncio
A
A
A*
*Únicamente en subgrupos de pacientes (análisis post hoc).
A, grado de recomendación basado en una categoría de evidencia I (extremadamente recomendable); ned, no evidencia disponible.
Adaptado de Kanis et al., 2013, y Etxebarría et al., 2015.
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210
Parte III Patología general
tratamiento prolongado. No obstante, resulta recomendable
monitorizar los posibles efectos hipersupresores del remodelado óseo de la molécula a largo plazo.19
A diferencia de los anteriores, los fármacos anabólicos se
caracterizan por ser capaces de aumentar el remodelado óseo
al aumentar el número de BMU neoactivadas y el grado de su
actividad osteoblástica. Desde el punto de vista cuantitativo,
este proceso genera (debido a una mayor magnitud de la fase
de formación) un balance óseo positivo en cada BMU, lo que
se traduce, a la postre, en un sustancial incremento de la DMO.
Desde el punto de vista cualitativo, los fármacos anabólicos
reactivan el proceso de modelado del hueso, consiguiendo, por
un lado, al incrementar el grosor y la conectividad de las trabéculas, reparar la microestructura trabecular dañada y, por otro,
al aumentar por aposición perióstica el área de sección transversal del hueso, mejorar la eficacia biomecánica del mismo.
Mediante los mencionados mecanismos, los fármacos anabólicos consiguen reducir significativamente el número de fracturas por fragilidad. Pertenecen a este grupo la molécula intacta
de PTH (PTH 1-84), actualmente retirada del mercado, y el
fragmento N-terminal de la misma (PTH 1-34 o teriparatida).
La administración intermitente de teriparatida (20 µg/día
por vía subcutánea durante 24 meses) origina un aumento del
número y la actividad de los osteoblastos, lo que lleva a un
aumento de la masa ósea y a una mejora en la microarquitectura trabecular y cortical. El tratamiento con este fármaco ha
demostrado reducir el riesgo de nuevas FrOPV (35%) y una
disminución del riesgo de FrOPNoV del 47%.19,27 Se ha comprobado que los efectos de este fármaco persisten hasta 30 meses después de suspender el tratamiento. Los efectos adversos
más frecuentes de este fármaco son leves (náuseas, dolor en las
extremidades, dolor de cabeza y mareos). Debe utilizarse con
precaución en pacientes con urolitiasis activa o reciente, estando contraindicado en condiciones caracterizadas por un aumento anormal del remodelado óseo (hipercalcemia, hiperparatiroidismo, enfermedad de Paget, pacientes con metástasis ósea,
pacientes que hayan recibido radioterapia previa sobre el esqueleto, etc.) o que tengan elevaciones no explicadas de la fosfatasa alcalina, con hipercalcemia preexistente o con insuficiencia renal severa.19,27
Además de estos dos grandes grupos, existe un tercer grupo
de fármacos, de acción dual (anticatabólica-anabólica), que
combinan los efectos de los antirresortivos con los de los formadores de hueso. El ranelato de estroncio (RE) (2 g/día por vía
oral) actúa con este efecto combinado, disminuyendo por un
lado la reabsorción y aumentando por otro la formación de hueso al estimular al receptor sensible del calcio de los osteoblastos.
El RE ha demostrado en sus estudios esenciales una eficacia en
la reducción de FrOPV y FrOPNoV similar a la de los BF orales,
siendo su eficacia independiente del nivel de riesgo de fractura
evaluado por FRAX®. Aunque en los estudios esenciales los
eventos adversos observados con RE fueron por lo general leves
y transitorios, el fármaco actualmente tiene un uso clínico muy
restringido debido a la aparición de alertas sanitarias relacionadas con el fármaco: desarrollo de síndrome DRESS (drug rash
with eosinophilia and systemic symptoms, «fiebre, exantema,
eosinofilia y afectación sistémica»), incremento del riesgo de
tromboembolismo venoso y mayor riesgo de infarto de miocardio en los pacientes tratados. Por ello, las indicaciones actuales
del RE están limitadas a pacientes con OP severa y alto riesgo
ERRNVPHGLFRVRUJ
­
79 años, no siendo significativa la reducción, sin embargo, en
mujeres de más de 80 años sin OP.19,27
El ibandronato (2,5 mg/día por vía oral) reduce el riesgo de
FrOPV un 62%, aunque el efecto sobre las FrOPNoV solo se
demostró en un análisis post hoc de un subgrupo de mujeres
con T-score por debajo de –3. Se ha probado que tanto una
dosis oral mensual de 150 mg como dosis intravenosas intermitentes (3 mg cada 3 meses) tienen efectos equivalentes o
incluso superiores al ibandronato diario, lo que dio lugar a la
aprobación de ambas administraciones para la prevención de
la FrOPV.19,27
La perfusión anual de una solución de 5 mg de zoledronato
durante 3 años ha demostrado reducir de forma muy significativa la incidencia de FrOPV (70%) y de cadera (41%). La administración intravenosa de este fármaco también ha demostrado disminuir el riesgo de mortalidad cuando se administra
poco después de una primera fractura de cadera.19,27
Los BF orales se asocian a alteraciones gastrointestinales
leves y, en algún caso, a esofagitis. Los BF intravenosos pueden inducir una reacción transitoria de fase aguda con fiebre y
dolor óseo y muscular. La osteonecrosis de mandíbula ha sido
descrita en pacientes con cáncer que reciben altas dosis de
pamidronato o zoledronato intravenoso, pero la incidencia en
pacientes con OP es muy baja (en el orden de 1 de cada
100.000 casos), no habiendo sido totalmente confirmada todavía una relación causal estricta entre ambos. El tratamiento
con BF puede estar relacionado también con un cierto riesgo
de fibrilación auricular y de cáncer de esófago. Finalmente, el
uso de BF parece estar asociado con fracturas atípicas del fémur (fracturas subtrocantéreas o mediodiafisarias). Aunque el
riesgo absoluto de fracturas atípicas en pacientes en tratamiento con estos fármacos es relativamente bajo (entre 3,2 y 50 casos por cada 100.000 personas/año), el tratamiento prolongado
con ellos puede estar asociado a un riesgo relativo más alto
(alrededor de 100 casos por cada 100.000 personas/año) de
sufrir este tipo de fracturas. Pese a todo, el perfil de seguridad
global de los BF es favorable y la relación riesgo-beneficio
sigue siendo propicia para su uso en la prevención y tratamiento de las FrOP.19,27
El denosumab (DMAB) es un anticuerpo monoclonal humano que se une específicamente a RANKL con una afinidad
muy elevada, impidiendo su interacción con el receptor RANK.
La eficacia antifractura de 60 mg de DMAB por vía subcutánea
cada 6 meses se ha evaluado en mujeres con OPPMP, mostrando a los 3 años una reducción del 68% en la incidencia de
nuevas FrOPV, del 20% en FrOPNoV y del 40% en fracturas
de cadera.19,27 Un subanálisis del estudio FREEDOM sobre pacientes con alto riesgo de fractura demostró una reducción significativa (del 62%) del riesgo de fractura de cadera en pacientes mayores de 75 años. Esta reducción fue significativa ya a
los 12 meses de iniciar el tratamiento. En un metaanálisis de
cuatro ensayos clínicos, los riesgos relativos de eventos adversos graves (hipocalcemia, celulitis, erisipela, neumonía, diverticulitis, infecciones urinarias) para el grupo tratado con
DMAB en comparación con el grupo placebo no resultaron
significativos. La incidencia de osteonecrosis de maxilar en
población osteoporótica en tratamiento con el fármaco es muy
baja, con tasas que oscilan entre menos del 0,001% y el 0,15%
al año. La incidencia de fracturas atípicas en pacientes osteoporóticos tratados con DMAB es igualmente baja, incluso con el
C
211
apítulo 19 Fragilidad y metabolismo óseos
de FrOP que no puedan utilizar otras alternativas terapéuticas por
contraindicación o intolerancia y que no presenten ni tengan antecedentes de cardiopatía isquémica, enfermedad arterial periférica o patología cerebrovascular. No debe utilizarse tampoco en
pacientes con hipertensión arterial no controlada o inmovilización permanente o temporal.19,27
Una reciente revisión del riesgo de fractura de una cohorte española33 mostró que los pacientes con riesgo de FrOP intermedio (≥ 5% y < 7,5%) y elevado (≥ 7,5%) serían susceptibles de
una medición de la DMO para confirmar el diagnóstico y eva-
luar, a su vez, la necesidad de instaurar tratamiento farmaco
lógico.
En la figura 19 4 se recoge la sistemática para realizar una
identificación de pacientes susceptibles de comenzar una intervención farmacológica, tanto a nivel de prevención primaria
(pacientes que no han sufrido aún una FrOP) como secundaria (pacientes que ya la han sufrido).19,27
En la figura 19 5 se recoge el algoritmo de tratamiento en
mujeres con OPPMP con alto riesgo de FrOP. Como primera
opción de tratamiento, se recomiendan los BF orales, con alendronato y risedronato como opción preferencial por su eficacia
en la reducción de FrOPV, FrOPNoV y de cadera. De forma
electiva, cuando se busca una reducción del riesgo de FrOPV,
se podría plantear como primera opción el ibandronato. En caso de contraindicación, mala tolerancia oral, mal cumplimiento o falta de eficacia terapéutica, se valorará como opción preferencial el DMAB. De forma alternativa, podrían plantearse
los SERM y el RE, aunque este último con una indicación muy
restringida, tal y como se ha comentado con anterioridad. Por
otro lado, en pacientes con muy alto riesgo de FrOP, el tratamiento osteoformador con teriparatida puede ser una buena
Población adulta con riesgo
posible de FrOP
Hombre o mujer con FrOP previa
(FrOPV, FrOPNoV, FrOPCad)
Prevención primaria de FrOP
Prevención secundaria de FrOP
­
Criterios de instauración y algoritmos de decisión
del tratamiento
­
‑
‑
Se debe instaurar tratamiento farmacológico antiosteoporótico
en aquellos pacientes que tengan:
• Unos valores densitométricos en cuello femoral con T-score
igual o mayor de −2,5 DE.
• Una FrOP previa.
• Un elevado riesgo de FrOP según la herramienta FRAX .
®
Valoración del riesgo clínico de FrOP (sin DMO)
(herramienta FRAX®, versión de España)
Riesgo bajo de FrOP mayor
Riesgo medio de FrOP mayor
Riesgo alto de FrOP mayor
Revalorar el riesgo de FrOP (con DMO)
(herramienta FRAX®, versión de España)
Factores de riesgo
clínico adicionales
Riesgo alto de FrOP mayor
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Riesgo bajo de FrOP mayor
Recomendaciones no farmacológicas universales
Evaluación del riesgo y estrategias de prevención de caídas
No intervención
farmacológica
Intervención
farmacológica
Revalorar clínica periódica del riesgo de FrOP (sin DMO)
(herramienta FRAX®, versión de España)
Valorar monitorización terapéutica
(DMO y marcadores)
gu a 19-4 Algoritmo de identificación y de indicación terapéutica en pacientes en riesgo de fractura osteoporótica. FrOP, fractura osteoporótica;
FrOPCad, fractura osteoporótica de cadera; FrOPNoV, fractura osteoporótica no vertebral; FrOPV, fractura osteoporótica vertebral.
Fi
r
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212
Parte III Patología general
Mujeres posmenopáusicas con ARFrOP
Recomendaciones no farmacológicas universales
Garantizar un adecuado aporte de Ca y vitamina D
Tratamiento durante 5 años,
reevaluación de riesgo y
valoración de la continuidad
o vacaciones terapéuticas
Primera opción → Bisfosfonatos p.o.
Alendronato o risedronato
Ibandronato solo ↓ RR de FrOPV
Muy alto riesgo de FrOP
(> 2 FrOPV, FrOPV + FrOPNoV)
Contraindicación, mala tolerancia, mal
cumplimiento o fracaso terapéutico
PTH 1-34 (teriparatida)
Alternativa: denosumab,
zoledronato i.v.
Denosumab
Alternativa: SERM, ranelato de estroncio
Tratamiento durante 5 años,
reevaluación del riesgo y valoración de
la continuidad o vacaciones terapéuticas
Tratamiento durante 2 años, reevaluación
de riesgo y valorar continuidad
con bisfosfonatos
Valoración de continuidad mediante revaloración clínica del riesgo
de FrOP (herramienta FRAX®, versión de España)
r
Fi
gu a 19-5 Algoritmo de tratamiento para mujeres con osteoporosis posmenopáusica y alto riesgo de fractura. ARFrOP, alto riesgo de fractura osteoporótica; FrOP, fractura osteoporótica; FrOPNoV, fractura osteoporótica no vertebral; FrOPV, fractura osteoporótica vertebral; RR, riesgo relativo;
SERM, moduladores selectivos de los receptores estrogénicos.
‑
opción. En estos pacientes, como alternativa al tratamiento
anabólico, se podría considerar el zoledronato o el DMAB.19,27
En la figura 19 6 se recoge el algoritmo de tratamiento de
la FrOP de cadera. Las opciones preferenciales serían los fármacos con eficacia demostrada específica en reducción de fracturas de cadera, es decir, BF (alendronato, risedronato y zoledronato) y DMAB. Dentro de los primeros, el alendronato y
risedronato son los más indicados, salvo en circunstancias de
patología gastrointestinal mayor, efectos secundarios conocidos, paciente polimedicado, encamamiento o preferencia del
paciente, caso en que la opción más idónea sería el zoledronato intravenoso anual, administrado al menos 2 semanas después
de haberse producido la fractura para no interferir en el proceso de consolidación de la misma. En FrOP de cadera, el DMAB
es una excelente alternativa a los BF, sobre todo, en situaciones
de mala tolerancia a los mismos, mala adherencia farmacológica o fracaso terapéutico previo. Aunque teriparatida no ha
demostrado una eficacia antifractura en cadera, sí tiene efecto
farmacológico verificado a ese nivel, razón por la cual consideramos este fármaco como una opción terapéutica en pacientes de alto riesgo (más de dos FrOPV o una FrOPV y otra no
vertebral previas, incluida la fractura de cadera), ya que en ellos
el riesgo de aparición de nuevas fracturas es muy elevado.19,27
Deficiencia de vitamina D en el adulto.
Osteomalacia
El raquitismo (RQT) en niños y la osteomalacia (OML) en
adultos son osteopatías fragilizantes osteopénicas relacionadas
con una deficiencia de vitamina D. En ambos casos, esta deficiencia induce un defecto de mineralización de la matriz orgánica del esqueleto, ya sea en el hueso en crecimiento o en el
hueso maduro.
En este capítulo, revisaremos básicamente la deficiencia de
vitamina D en el adulto, sus consecuencias clínicas, su diagnóstico y su tratamiento.
Definición
No existe un claro consenso a la hora de definir suficiencia y
deficiencia de vitamina D en el adulto. Se utiliza habitualmente el valor de los niveles séricos de la 25[OH]D para establecer los rangos que las determinan. Basado en estudios poblacionales, la insuficiencia de vitamina D se ha establecido en
niveles de 25[OH]D entre 20 y 30 ng/ml (50 y 75 nmol/l) y la
deficiencia de vitamina D en niveles de 25[OH]D inferiores a
20 ng/ml (< 50 nmol/l). Niveles superiores a 30 ng/ml (75100 nmol/l) de 25[OH]D son considerados actualmente como
suficientes.34,35
Epidemiología
La deficiencia de vitamina D está considerada un problema de
salud mundial, constituyendo actualmente una pandemia que
afecta a más de la mitad de la población general.36 La prevalencia de la deficiencia de vitamina D en mujeres gestantes puede
alcanzar hoy en día el 60,2%, y en sus neonatos, el 48,9%.37 En
ancianos, la deficiencia de vitamina D afecta al 20-40% de los
independientes y hasta al 80% de los institucionalizados.38 En
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C
213
apítulo 19 Fragilidad y metabolismo óseos
Paciente con FrOPCad
Recomendaciones no farmacológicas universales
Corregir la deficiencia de vitamina D
Garantizar un adecuado aporte de Ca y vitamina D
Evaluación del riesgo de caídas
y estrategias de prevención de caídas
Primera opción: bisfosfonatos
Denosumab
Sin patología GI mayor
Posición erguida mantenible
30-60 min
Capacidad de seguir
instrucciones de la vía oral
Preferencia del paciente
Patología GI mayor
Efectos secundarios conocidos
con bisfosfonatos orales
Paciente multitratado por vía oral
Confinamiento en cama
Preferencia del paciente
Bisfosfonatos orales
Bisfosfonatos i.v.
Contraindicación, mala
tolerancia o mal cumplimiento
con bisfosfonatos
Preferencia del paciente
Fracaso terapéutico
Muy alto riesgo de FrOP
(> 2 FrOP, FrOPV +
FrOPNoV)
Fracaso terapéutico
PTH 1-34 (teriparatida)
Alendronato p.o. semanal
Risedronato p.o. semanal
Risedronato p.o. mensual
Aclaramiento de creatinina
≥ 30 ml/min
Zoledronato i.v. anual
Aclaramiento de cr ≥ 35 ml/min
No menos de 15 min de infusión
Preferentemente en medio hospitalario habilitado
> 2 semanas después de la fractura
Alternativa: ranelato
de estroncio*
Alternativa: denosumab
Valoración de continuidad mediante revaloración clínica del riesgo
de FrOP (herramienta FRAX®, versión de España)
gu a 19-6 Algoritmo de tratamiento para pacientes con fractura osteoporótica de cadera. FrOP, fractura osteoporótica; FrOPCad, fractura osteoporótica de cadera; FrOPNoV, fractura osteoporótica no vertebral; FrOPV, fractura osteoporótica vertebral; GI, gastrointestinal.
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los ancianos que tienen asociada una FrOP de cadera, la prevalencia de deficiencia de vitamina D puede llegar al 100% de los
casos.34
Etiopatogenia
© Elsevier. Fotocopiar sin autorización es un delito.
Son varias las causas etiopatogénicas del RQT y de la OML,
dividiéndose fundamentalmente en tres grandes grupos.39
adquiridas (malabsorción, exceso de antiácidos, aumento
de la pérdida renal de fósforo, neoplasias, etc.).
3. Inhibidores de la mineralización: hipofosfatasia, acidosis
crónica, aluminio, fluoruro sódico, BF a altas dosis, etc.
La deficiencia de vitamina del adulto, sin embargo, está casi
siempre relacionada con la edad, al descender con ella la producción cutánea de la vitamina D y la actividad de la 1-ahidroxilasa renal (lo hace de forma paralela al descenso de la
función renal que se produce con el envejecimiento).35,38
­
1. Deficiencias de vitamina D: insuficiente exposición solar
(ancianos, encamamiento, uso de filtros solares), déficit nutricional (lactancia materna, escasa ingesta, dieta vegetariana), malabsorción (fitatos, celiaquía, enfermedad inflamatoria intestinal, cirugía gastrointestinal, etc.) y alteraciones en
la síntesis de vitamina D (deficiencia de 1-a-hidroxilasa o
RQT vitamina D-dependiente de tipo I (VDDR I), anomalía
hereditaria en el VRD o RQT vitamina D-dependiente de
tipo II (VDDR II), hepatopatías, nefropatías, fenitoína, fenobarbital, rifampicina, isoniacida, etc.).
2. Hipofosfatemias no relacionadas con el déficit de vitamina
D: hereditarias (hipofosfatemia ligada al cromosoma X) o
Fisiopatología
La vitamina D está considerada actualmente como un complejo hormonal capaz de regular la absorción de calcio (Ca) y
fósforo (P) en el intestino (ayudando de esta manera a regular
sus niveles plasmáticos y, por extensión, la de PTH), y favorecer la mineralización de la matriz osteoide del hueso.
Si bien no se conoce con exactitud la fisiopatología de las
alteraciones neuromusculares relacionadas con la deficiencia
de vitamina D, probablemente un mecanismo directo ligado a
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­
214
Parte III Patología general
Diagnóstico
En la OML, las pruebas de laboratorio indican una 25[OH]D
disminuida (con una 1-25[OH]2D normal o incluso aumentada
por el HPTD2º). Típicamente, los valores de Ca y P en sangre
suelen ser normales o estar ligeramente disminuidos hasta estadios avanzados de OML, siendo los valores de PTH relativamente altos en relación con la calcemia. Los marcadores de
remodelado óseo tanto de reabsorción (hidroxiprolina urinaria)
como de formación ósea (fosfatasa alcalina, osteocalcina) están
elevados.38,39,46
Los hallazgos radiológicos son normales la mayoría de las
veces. La alteración radiológica más común en la OML es la
osteopenia difusa por disminución de la DMO esquelética. Sin
embargo, los hallazgos clásicos de la OML son los cuerpos
vertebrales bicóncavos con patrón trabecular borroso (en vidrio esmerilado) y las líneas de Looser o pseudofracturas (microfracturas de estrés no adecuadamente consolidadas que
delimitan delgadas líneas radiolucentes marginales en el hueso).38,39 Son típicamente bilaterales y simétricas, y pueden evolucionar a fracturas completas. Los lugares más frecuentes en
los que aparecen incluyen los márgenes de la escápula, las
costillas inferiores, las ramas pubianas y el cuello femoral.38,39
La aparición de pseudofracturas múltiples, bilaterales y simé
tricas se ha denominado síndrome de Milkman.38,39,46 En raras
ocasiones, pueden aparecer cambios relacionados con el
HPTD2º (reabsorción subperióstica de las falanges).
La densitometría ósea demuestra generalmente osteopenia,
habiéndose observado una correlación positiva entre los valores séricos de 25(OH)D y la DMO de la cadera.38,39,46
La gammagrafía ósea demuestra generalmente focos hipercaptantes múltiples, que pueden precisar diagnóstico diferencial con metástasis óseas.
El diagnóstico de confirmación de la OML precisa de estudio
histológico del hueso. El marcaje con tetraciclinas permite demostrar en los estadios avanzados de la misma un aumento de la
extensión y anchura de la sustancia osteoide, con las bandas de
depósito de las tetraciclinas no separadas prácticamente entre sí,
indicando una disminución de la aposición ósea mineral.38,39,46
El estudio electrofisiológico de la miopatía por deficiencia
de vitamina D suele mostrar potenciales de acción de unidad
motora polifásicos y de baja amplitud y duración, sin evidenciar anomalías en la transmisión del nervio motor ni en la unión
neuromuscular. El estudio histológico confirma la miopatía e
identifica una atrofia selectiva de las fibras musculares de contracción rápida (tipo II), lo que explicaría la contracción muscular más lenta y débil, y el retardo de la fase de relajación tras
la contracción muscular.
­
Clínica
Los síntomas generales de la OML suelen ser inespecíficos y
cursar con dolor sordo, que se agrava con la actividad y la
carga de pesos. Suele ser más pronunciado en la columna lumbar baja, la pelvis y las extremidades inferiores, agravándose
en ocasiones a la palpación. Se acompaña, en ocasiones, de
otros síntomas igualmente inespecíficos que determinan diagnósticos clínicos erróneos (enfermedad reumática, polimialgia,
desórdenes psiconeuróticos, fibromialgia y enfermedades malignas, etc.).42
Sin embargo, la sintomatología neuromuscular de la misma
es un poco más específica. Valores de 20 ng/ml de vitamina D
se han asociado a una baja propiocepción, un aumento del balanceo corporal y un mayor desplazamiento del centro de gravedad, que alteran el control de la marcha.43 Cuando los niveles
de vitamina D son menores de 10-12 ng/ml, se produce una
disminución de la fuerza muscular, estableciéndose una miopatía franca con sarcopenia de localización proximal (generalmente de extremidades inferiores) cuando dichos niveles se
encuentran por debajo de 8 ng/ml.44 Esta miopatía de la deficiencia de vitamina D se caracteriza típicamente por dolor muscular difuso, debilidad muscular, alteración de la marcha con
aumento del balanceo corporal y dificultad para la incorporación de una silla sin apoyo y para subir escaleras. Esta miopatía
puede contribuir igualmente a un aumento de la frecuencia de
caídas y, por tanto, a un incremento del riesgo de fracturas. Por
el contrario, niveles séricos de vitamina D ≥ 20 ng/ml se asocian
con un mejor funcionamiento de la extremidad inferior, una
mayor fuerza muscular y un menor número de caídas, existiendo una correlación positiva entre los valores de 25(OH) vitamina D (25[OH]D) y la ausencia de ellas.
Desde el punto de vista de la sintomatología ósea, se ha
constatado la existencia de una relación entre los niveles bajos
de vitamina D y una mayor prevalencia de FrOP (especialmente
de la cadera) debido fundamentalmente al HPTD2º que inducen.
Además de en las fracturas de cadera, se han constatado también
niveles inadecuados de vitamina D en pacientes con FrOPV y
FrOPNoV, excluidas las de cadera (costillas, ramas pubianas,
etc.).38,45 Raras veces pueden aparecer en la OML avanzada de-
formidades esqueléticas, sobre todo, en la pelvis y el tórax, que
son secundarias a la compresión del osteoide no mineralizado.38
Diagnóstico diferencial
Además de con el RQT (edad de presentación, retraso psicomotor, baja estatura, craneotabes, rosario costal, cifoescoliosis,
deformidades pélvicas, tibias valgas, hipotonía muscular, etc.),
el diagnóstico diferencial de la OML precisa establecerse
con otras causas de dolor óseo (mieloma, metástasis óseas)
y con otras causas de miopatías congénitas o adquiridas.
Las alteraciones bioquímicas diferenciales entre los distintos tipos de OML se recogen en la tabla 19 4.
ERRNVPHGLFRVRUJ
‑
los receptores de la vitamina D (VDR) y otro indirecto, asociado a los bajos niveles de Ca y P y al hiperparatiroidismo secundario (HPTD2º), contribuyen al desarrollo de la misma.35,38
Para algunos autores, el aumento de PTH puede conducir por
sí mismo a sarcopenia y debilidad muscular debido al aumento
de la tasa de calcio intracelular y a la disminución de la cantidad de proteínas contráctiles que produce.40
Sin embargo, desde el punto de vista de las alteraciones
óseas, parece claro que la disminución de la calcemia y el HPTD2º (que, a su vez, agrava la hipofosfatemia) son las causas
fundamentales de la mismas.35,38 Estas alteraciones producirían
inicialmente un incremento en la resorción ósea, que con el
tiempo desarrollaría una verdadera osteopatía fragilizante osteopénica, con disminución de la DMO y adelgazamiento de
todos los elementos estructurales óseos.35 Además, si el déficit
de vitamina D es grave, las concentraciones de Ca y P del líquido extracelular están muy bajas, lo que impide la mineralización normal de la matriz osteoide y del cartílago de crecimiento, desarrollando RQT en niños y OML en los lugares de
remodelado óseo en adultos.41
C
215
apítulo 19 Fragilidad y metabolismo óseos
abla 19-4 Alteraciones bioquímicas en los distintos tipos de osteomalacia
T
Deficiencia
de vitamina D
VDDR I
VDDR II
Hipofosfatemia
ligada al cromosoma X
Hipofosfatemia
tumoral
Hipofosfatasia
Calcio
foN
f
f
N
N
N
Fósforo
foN
f
f
f
f
NoF
FALO*
F
F
F
F
F
ff
25[OH]D
ff
N
N
N
N
N
1-25[OH]2D
f, N o F
ff
FF
Nof
f
N
PTH
F
F
F
N
N
N
Ca en orina
ff
f
f
N
N
N
P en orina
N
NoF
NoF
FF
FF
N
*FALO, fosfatasa alcalina ósea.
F, alto; f, bajo; FF, muy alto; ff, muy bajo; N, normal; VDDR, raquitismo vitamina D-dependiente.
Adaptado con autorización. © 2011 Elsevier España, S.L., y © 2019 Sociedad Española de Reumatología Clínica.
Fuente: Peris. Reumatol Clin 2011;7(Supl. 2):S22 -S27.
Tratamiento
La prevención de la deficiencia de vitamina D en el adulto se
basa en asegurar unos niveles adecuados de vitamina D y una
ingesta adecuada de Ca. No existe consenso sobre los niveles de
vitamina D a conseguir en población sana y tampoco cómo conseguirlos. Los niveles séricos de 25(OH)D entre 30 y 75 ng/ml
parecen los más fisiológicos y, por tanto, recomendables.34 Respecto a la dosis diaria que debe administrarse, un reciente meta
análisis47 establece que para mantener unos niveles cercanos a
40 ng/ml (y una adecuada masa ósea) podrían ser suficientes
dosis de 800 UI diarias de vitamina D, asegurando siempre una
correcta ingesta de calcio de 1.000-1.200 mg, preferiblemente,
con la dieta.48
Los objetivos del tratamiento de la OML son corregir la
causa de esta afección para prevenir su reaparición, normalizar
el HPTD2º y aliviar sus síntomas. En la OML carencial, dosis
diarias de 800-4.000 UI de vitamina D2 o D3 durante 3 meses
(con una ingesta diaria de calcio de 1.000-1.200 mg) suelen ser
suficientes para su control. Como alternativa, 50.000 UI de vitamina D2 o D3 una vez por semana durante 8-12 semanas
hasta alcanzar niveles de 25OH vitamina D superiores a
30-40 ng/ml. Normalizados los niveles de vitamina D y el
HPTD2º, se pasaría a una dosis de mantenimiento de 8001.000 UI diarias. Se deben utilizar dosis altas de forma prolongada en pacientes con gastrectomía y malabsorción.
En general, el efecto del tratamiento sobre los síntomas de
la OML es rápida, sobre todo, en relación con la desaparición
del dolor óseo, la debilidad muscular y el riesgo de caídas. En
este sentido, la suplementación de vitamina D en dosis de 7001.000 UI ha demostrado reducir un 19% el riesgo de caídas en
personas mayores, mientras que dosis menores de 700 UI no lo
han hecho.49 Desde el punto de vista analítico, el tratamiento
disminuye los niveles de PTH y los de los marcadores de reabsorción, aumentando los de formación y la DMO en varias regiones del esqueleto.38 Pese a esta consideración, parece que la
administración aislada de vitamina D tiene poca probabilidad
de prevenir las fracturas por fragilidad. Esta probabilidad aumenta cuando el tratamiento con vitamina D se realiza conjuntamente con suplementos de calcio, pauta que ha demostrado
reducir el riesgo de fracturas de cadera, sobre todo, en pacientes institucionalizados.49
onclu one
C
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La OP y la deficiencia de vitamina D-OML son problemas clínicos relevantes en los pacientes adultos con fractura, resultando
especialmente prevalentes en ancianos con fractura de cadera.
Ambas osteopatías, con mecanismos fisiopatológicos capaces de desarrollar y amplificar la fragilidad ósea, deben ser
conocidas desde el punto de vista de su diagnóstico, y prevenidas y tratadas de forma que se consiga disminuir el riesgo de
aparición de fracturas por esta causa en los pacientes que las
padecen.
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Parte III Patología general
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