Dynamic assessment of bone tissue osteocytic remodeling using a non-invasive method



Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Projectional bone mineral density (PBMD) in the proximal region of both femoral bones, the distal part of the forearm bones on both sides and in the lumbar vertebrae was studied with the method of dual energy roentgen absorption (DEXA) in two male volunteers at the age of 40 and 60 years on a daily basis during one month. On the basis of the results of the estimation of each area of interest (AI) Mav, oscillation range (4а) and the greatest difference were calculated. In addition to it, a statistic mathematic modeling was conducted through smoothing out the dynamic rows of the results achieved for each AI. It was found out that the average oscillation range exceeded 9% of the average index value, which is thrice as much as the method reproducibility error. This kind of investigation in the process of treatment allows monitoring its efficiency taking into consideration both mechanisms (osteoblastic-osteoclastic remodeling and osteocytic remodeling) as well as estimating the toxic effects of medical agents on bone cells. As a result of statistic mathematic modeling, cercaseptane periodicity of PBMD changes with the average period of 5.5 days was found. The authors see the cause of these short-term changes in osteocytic remodeling and suggest to use a dynamic successive PBMD measurements during 7-10 days as a way of non-invasive monitoring of osteocyte resorption-synthetic activity in AI.

About the authors

A S AVRUNIN

Russian R.R. Vreden Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics, St. Petersburg

Russian R.R. Vreden Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics, St. Petersburg

R M TIKHILOV

Russian R.R. Vreden Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics, St. Petersburg

Russian R.R. Vreden Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics, St. Petersburg

I I SHUBNIAKOV

Russian R.R. Vreden Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics, St. Petersburg

Russian R.R. Vreden Scientific Research Institute of Traumatology and Orthopedics, St. Petersburg

References

  1. Аврунин А.С., Корнилов Н.В., Суханов А.В. и Емельянов В. Г. Формирование остеопоротических сдвигов в структуре костной ткани (костные органы, структура костной ткани и ее ремоделирование, концепция патогенеза остеопороза, его диагностики и лечения). СПб., Ольга, 1998.
  2. Аврунин А.С., Корнилов Н.В., Суханов А.В. и Паршин В.А. Ремоделирование кортикального слоя большеберцовой кости после остеотомии бедренной на той же конечности. Морфология, 1999, т. 116, вып. 6, с. 48-53.
  3. Аврунин А.С. и Корнилов Н.В. Метод двойной фотонной рентгеновской абсорбциометрии при динамическом контроле состояния костной ткани в процессе лечения остеопороза. Гений ортопедии, 2002, № 2, с. 123-128.
  4. Вайнберг Дж. и Шумекер Дж. Статистика. М., Статистика, 1979.
  5. Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований. Санитарные правила и нормативы. «Санпин 2.6.1.802-99» (утв. Минздравом РФ 30.12.1999). М., Минздрав РФ, 2000.
  6. Гублер Е.В. Вычислительные методы анализа и распознавания патологических процессов. Л., Медицина, 1978.
  7. Корнилов Н.В., Аврунин А.С., Синюкова И.В. и Каземирский В.Е. Биоритмы обменных процессов в костной ткани и диагностическая ценность двойной фотонной рентгеновской абсорбциометрии. Вестн. травматол. ортопед., 1999, № 4, с. 52-56.
  8. Корнилов Н.В. и Аврунин А.С. Адаптационные процессы в органах скелета. СПб., МОРСАР АВ, 2001.
  9. Корнилов Н.В., Аврунин А.С. и Аболин А.Б. Некоторые патогенетические взаимосвязи метаболической активности и структуры костной ткани при диагностике и лечении остеопороза. Мед. акад. журн., 2004, т. 4, № 2, с. 67-79.
  10. Омельяненко Н.И. Дифферон костных клеток. В кн.: Актуальные проблемы теоретической и клинической остеоартрологии. М., Типография «Новости», 2005, с. 49-53.
  11. Belanger L.F. Guest editorial: osteocytic osteolysis. Calc. Tiss. Res., 1969, v. 4, p. 1-12.
  12. Blake G.M. and Fogelman I. The role of bone density measurements in the evaluation of new treatments for osteoporosis. Curr. Pharmaceut. Design, 2002, v. 8, p. 1885-1905.
  13. Bordat C., Guerquin-Kern J., Lieberherr M. and Cournot G. Direct visualization of intracellular calcium in rat osteoblasts by energy-filtering transmission electron microscopy. Cell Biol., 2004, v. 121, p. 31-38.
  14. Chairman W.S.S., Cook M.J. and Nasset E.S. Человек: медико-биологические данные. Доклад рабочей группы комитета II, МКРЗ по условному человеку. М., Медицина, 1977.
  15. Frost H.M. In vivo osteocyte death. J. Bone Joint Surg., 1960, v. 42 A, № 1, p. 138-143.
  16. Frost H.M. Defining osteopenias and osteoporoses: another view (with insights from a new paradigm). Bone, 1997, v. 20, p. 385-391.
  17. Frost H.M. Obesity, and bone strength and "mass": A tutorial based on insights from a new paradigm. Bone, 1997, v. 21, № 3, p. 211-214.
  18. Imai K., Neuman M.W., Kawase T. and Saito S. Calcium in osteoblast-enriched bone cells. Bone, 1992, v. 13, p. 217-223.
  19. Nichols G. and Rogers P. Mechanisms for the transfer of calcium into and out of the skeleton. Pediatrics, 1971, v. 47, № 1, part II, p. 211.
  20. Remagen W., Hohling H.J. and Hall T.A. Electron microscopical and microprobe observations on the cell sheath of stimulated osteocytes. Calc. Tiss. Res., 1969, v. 4, p. 60-68.
  21. Toury R., Belqasmi F., Hauchecorne M. et al. Localization of the Ca2+-binding alpha-parvalbumin and its mRNA in epiphyseal plate cartilage and bone of growing rats. Bone, 1995, v. 17, p. 121-130.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2009 Eco-Vector


СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: № 0110212 от 08.02.1993.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies