Key Words: stress fracture, magnetic resonance imaging, athletic injury, overuse injury

Introducción

Las fracturas por estrés son lesiones que se producen generalmente debido al sobreuso de ciertas extremidades o entrenamiento excesivo de alta intensidad, con cargas importantes aplicadas al hueso sin adecuados periodos de descanso. Estos excesos pueden ocasionar un incremento de la actividad de los osteoclastos, generando microtraumas y microfracturas que podrían agravarse en una ruptura cortical real, derivando finalmente en una fractura por estrés[1]. Este tipo de fracturas es responsable entre el 0,7 y el 20% de todas las lesiones en la práctica clínica de medicina deportiva[2]; y representan aproximadamente el 10% de todas las lesiones por uso excesivo en atletas, bailarines y reclutas militares[3],[4].

Normalmente, el hueso se adapta a las cargas mecánicas mediante un proceso de remodelación en el cual los osteoclastos reabsorben el hueso laminar. Así, se crean cavidades de resorción que posteriormente son reemplazadas por los osteoblastos, por huesos más densos[1]. Sin embargo, debido a que existe un retraso entre el aumento de la actividad osteoclástica y la actividad osteoblástica, el hueso se debilita durante este tiempo, lo que aumenta el riesgo de microfracturas[5]. Asimismo, existe evidencia que sugiere que estas fracturas por estrés pueden aparecer como consecuencia de una sobrecarga cíclica pura sin la respuesta de remodelación ósea[6].

Los factores de riesgo para fractura por estrés pueden clasificarse como extrínsecos (externos) o intrínsecos (internos). Las lesiones ocurren como resultado de la suma de varios factores en un momento dado en el tiempo. Dentro de los posibles factores extrínsecos para las fracturas por estrés encontramos el tipo de ejercicio, siendo el más frecuente la carrera a pie o trote[7]. En tanto, algunos de los factores intrínsecos pueden ser mecánicos, como malformaciones en miembros inferiores o fatiga muscular[8]; alteraciones en las hormonas sexuales u otras hormonas que afectan el equilibrio entre la reabsorción y formación ósea[9],[10]; o nutricionales, como dietas con restricción calórica, alcohol, consumo deficitario de calcio o vitamina D[9]. Con respecto a este último, existe un metaanálisis que compara el nivel sérico de esta vitamina liposoluble y la incidencia de fracturas por estrés en nueve estudios observacionales, obteniendo resultados que sugieren cierta asociación entre estas variables[15]. Ello se debe a que el calcio y la vitamina D pueden tener una influencia positiva en la salud ósea, pues la vitamina D contribuye a la absorción de calcio y fósforo del intestino y la reabsorción del hueso[23]. Además de los efectos independientes de un factor de riesgo dado y su mecanismo de contribución a la lesión ósea, son posibles las interacciones entre los factores de riesgo.

Por lo general, las fracturas por estrés se presentan en personas jóvenes activas o sometidas a entrenamiento como atletas, bailarines o reclutas militares[5]. Sin embargo, la mayoría de los estudios realizados sobre esta materia se enfocan en población atleta y una ínfima parte en población militar. De los estudios realizados en población militar, casi su totalidad son americanos o europeos. Por ejemplo, en las fuerzas armadas de los Estados Unidos la incidencia acumulada de fractura por estrés en cuatro años fue de 5,7% para cadetes varones y 19,1% para cadetes femeninas[4], lo que contribuye a una pérdida sustancial de tiempo de entrenamiento. Asimismo, las fracturas por estrés en los reclutas militares suelen ocurrir en tibia, fémur, metatarsianos y pelvis, y se presentan con el inicio insidioso de dolor localizado que empeora con la actividad[11].

Sin embargo, son muy pocos los estudios sobre las fracturas por estrés en población militar de Latinoamérica. Por esta razón es que el presente estudio tiene como objetivo determinar los factores asociados a fractura por estrés en un centro médico de la Marina de Guerra de Perú.

Métodos

Diseño de estudio y contexto

Se realizó una investigación de tipo observacional analítica de casos y controles apareados por edad. Definimos como caso al personal militar en formación hospitalizado en el servicio de traumatología diagnosticado con fractura por estrés mediante evaluación médica y confirmada por resonancia magnética. Se definió como control al personal militar en formación hospitalizado en el servicio de traumatología sin diagnóstico de fractura por estrés. Todos los pacientes, tanto los casos como controles, se obtuvieron del servicio de traumatología y ortopedia del Centro Médico Naval, tomándose los controles simultáneamente en el mismo periodo de estudio.

La variable dependiente fue la fractura por estrés, la cual contó con confirmación diagnóstica mediante resonancia magnética, que es uno de los métodos más sensibles y específicos para el diagnóstico de este tipo de lesión. El signo considerado para diagnosticar una fractura por estrés en una resonancia magnética fue la señal disminuida visualizada en las secuencias T1 y T2, generalmente en forma de trazo que surge de la corteza del hueso y se extiende perpendicular a la superficie, acompañado de reacción perióstica[12].

En lo que respecta a las variables independientes, la edad, el sexo y el nivel de calcemia fueron obtenidos a través de la historia clínica de los pacientes. El nivel socioeconómico y el tiempo de actividad física diaria se recogieron mediante encuesta a los pacientes, previo consentimiento verbal, durante su estancia hospitalaria o vía telefónica si es que ya se encontraban de alta. 

El nivel de calcemia fue clasificado en hipocalcemia si era menor de ocho miligramos por decilitro; normocalcemia si era entre ocho y 10 miligramos por decilitro e hipercalcemia si era mayor de 10 miligramos por decilitro. El nivel socioeconómico fue categorizado de acuerdo a los ingresos promedios mensuales de la familia del paciente según la Asociación Peruana de Empresas de Investigación de Mercado[13] siendo como sigue: 

Tabla 1. Estudio socioeconómico.

Población y muestra

La población estuvo conformada por los pacientes atendidos en el servicio de traumatología del Centro Médico Naval Cirujano Mayor Santiago Távara durante el año 2016. Se excluyeron a los pacientes que no tenían el historial clínico con las variables completas o los que no hayan contestado las llamadas hechas para la recolección de los datos. El tamaño muestral fue calculado con una fórmula para estudios de casos y controles, tomando una frecuencia esperada del 20%, un Odds ratio previsto de 3,2; una potencia estadística del 80% y un intervalo de confianza del 95%. Lo cual arrojó como resultado un tamaño muestral de 119 casos y 119 controles.

Previo a la recolección de los datos se solicitaron los permisos correspondientes al Comité de Ética en Investigación del Centro Médico Naval Cirujano Mayor Santiago Távara. Una vez otorgados, se procedió a recopilar las historias clínicas de los pacientes seleccionados mediante la aleatorización de la muestra a partir del total de la población del año 2016. Los datos fueron ingresados en una matriz de Microsoft Excel 2016.

Análisis estadístico

Para el análisis estadístico se describieron las variables cualitativas mediante el uso de frecuencias y porcentajes. Asimismo, para las variables cuantitativas se usaron medidas de tendencia central y dispersión, previa evaluación de su normalidad. Para el análisis bivariado se usó la prueba de Chi-cuadrado para determinar la asociación entre dos variables cualitativas y la prueba de t de Student para determinar la asociación entre una variable cualitativa y una cuantitativa de distribución normal; o la prueba de U de Mann-Withney si esta no fue de distribución normal. Se consideró un p < 0,05 como estadísticamente significativo.

Para el análisis multivariado se usó la regresión logística entre las variables que hayan salido asociadas en el análisis bivariado. Aquellas variables de más de dos categorías y las cuantitativas fueron dicotomizadas. Se excluyeron del modelo multivariado las variables cualitativas con frecuencias muy pequeñas que dificulten su análisis. Se hallaron los Odds ratio ajustados con sus respectivos intervalos de confianza al 95%.

Aspectos éticos

El presente trabajo de investigación contó con la aprobación institucional del Centro Médico Naval Cirujano Mayor Santiago Távara y el Instituto de Investigación en Ciencias Biomédicas de la Universidad Ricardo Palma. Los datos fueron confidenciales y manejados solo por los investigadores a través de una base de datos sin acceso a terceros, no se publicaron datos personales ni ningún otro dato que pueda permitir la identificación de los pacientes en el estudio.

Resultados

Se trabajó con un total de 238 personas (119 casos y 119 controles), de las cuales el 79,8% fueron varones y 20,2% mujeres; la media de la edad fue de 20,25 ± 1,5 años. Con respecto al nivel de calcemia, lo más frecuente fue la normocalcemia con un total de 58,4% y, por último, la mayoría, pertenecían al nivel socioeconómico B con un 77,3% (Tabla 2). Se incluyeron en el presente estudio a 105 varones con diagnóstico de fractura por estrés y a 85 varones que no presentaron esta patología, siendo un total de 190 pacientes del sexo masculino. De igual forma se incluyeron a 14 mujeres con diagnóstico de fractura por estrés y 34 mujeres sin esta patología, siendo un total de 48 pacientes del sexo femenino. Del grupo estudiado 54 pacientes presentaron hipocalcemia, 139 normocalcemia y 45 hipercalcemia. Del mismo modo, se determinó que 12 pacientes pertenecían al nivel socioeconómico A, 184 al nivel socioeconómico B y 42 al nivel socioeconómico C (Tabla 3).

En el análisis bivariado, se encontró asociación estadísticamente significativa entre la fractura por estrés y el sexo masculino, la hipocalcemia y un nivel socioeconómico C (Tabla 3). Asimismo, se encontró una relación entre las horas de actividad física por día y las fracturas por estrés (Figura 1).

En la regresión logística binaria, en el análisis multivariado se asoció el realizar más de dos horas actividad física diaria y a pertenecer a un nivel socioeconómico C (Tabla 4).

Tabla 2. Características generales de pacientes incluidos en el estudio.

Tabla 3. Factores asociados a fractura por estrés en pacientes incluidos en el estudio.

Figura 1. Asociación entre edad y horas de actividad física con fractura por estrés.

Tabla 4. Regresión logística de análisis bivariado y multivariado de factores asociados a fractura por estrés.

Discusión

Las fracturas por estrés son lesiones producidas debido al agotamiento físico. Este es un estímulo para la remodelación ósea, afectando la estructura y función a través de mecanismos complejos de mecano-transducción. Este estrés continuo produce microfracturas que, posteriormente, podrían agravarse en una ruptura cortical real o fractura por estrés[1]. Es probable que estos efectos se ejerzan por la modulación de la actividad del eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal, lo que resulta en una liberación alterada de hormonas de crecimiento, glucocorticoides y citoquinas, como se demostró en estudios en humanos y en animales.

En Latinoamérica, y en especial en Perú, existen pocos estudios acerca de las fracturas por estrés; y son menos aún en la población militar[14]. A pesar de ser una patología relativamente frecuente en ciertos grupos de población, no se tienen los datos locales previos acerca de los factores de riesgo para esta condición.

En nuestro estudio no encontramos asociación entre las fracturas por estrés y la variable sexo. Esto se debe probablemente al hecho de que el sexo masculino tiene una frecuencia mayor que la del sexo femenino, dado que el estudio fue en una población militar y la proporción es mayormente masculina.   Por este motivo, en este trabajo el sexo no es un factor de riesgo independiente para fractura por estrés.

Estos resultados difieren de lo reportado por un estudio hecho a partir de la Defense Medical Epidemiological Database en la Armada de Estados Unidos de 2009 a 2012, donde se encontró que el sexo femenino tenía un mayor riesgo de fracturas por estrés frente a los varones (riesgo relativo de 3,11)[4]. Así también, otro estudio realizado en población militar, esta vez en reclutas de las fuerzas antiaéreas de Israel, encontró que el riesgo de padecer fracturas por estrés era mayor en mujeres con un riesgo relativo de 2,13[16]. Esto se confirma en otro estudio de tipo revisión sistemática que, además de encontrar dicha diferencia según sexo, reporta que esta existe no solo en población militar, sino también en atletas[17]. La diferencia de la incidencia de las fracturas por estrés encontrada en la bibliografía con respecto al sexo pueden explicarse por estudios que muestran que las mujeres poseen estructuras óseas más pequeñas y menor fuerza muscular[18]. En concordancia con ello, también presentan una menor densidad mineral ósea en comparación con los varones[17],[18], así como las irregularidades hormonales propias del ciclo menstrual[19]. Ayudarían a dilucidar esta cuestión estudios que incluyan mayor población femenina en las fuerzas armadas.

La variable que resultó asociada en el análisis bivariado fue el nivel de calcemia, siendo mayor la proporción de fracturas por estrés en el grupo con hipocalcemia, en comparación con los de normocalcemia e hipercalcemia. Sin embargo, esta variable no pudo incluirse en el modelo multivariado ya que no tenía las frecuencias esperadas necesarias. Existen pocos estudios que busquen la correlación entre el nivel de calcio sérico con la incidencia de fracturas por estrés en población militar, por lo que las fracturas asociadas a hipocalcemia por lo general se reportan como fracturas atípicas y patológicas, relacionadas a otras condiciones mórbidas[20],[21]. Si bien el calcio sérico actúa de forma específica en otras funciones biológicas, en el presente estudio se consideró la variable calcemia por su relación directa con la paratohormona. Esto se explicaría porque los niveles bajos de calcio sérico estarían relacionados con la disminución de densidad ósea, sobre todo de tipo cortical[26].

En los adultos, aproximadamente 5% del hueso cortical y 30% del trabecular es reemplazado en un año[27]. Por lo tanto, para reemplazar el hueso trabecular casi en su totalidad se necesitarán tres años de una buena alimentación, mientras que para sustituir el hueso cortical serían necesarios 20 años aproximadamente. De aquí la importancia de una adecuada nutrición para mantener los niveles adecuados, los cuales podrían intervenir sobre la aparición de fracturas por estrés.

Es en estas poblaciones que se recomienda el monitoreo constante del calcio sérico y una suplementación de calcio y vitamina D en la dieta para prevenir este tipo de fracturas[21]. Estas recomendaciones también son válidas para población que pudiera estar en riesgo de fractura por estrés debido a su actividad física, como los reclutas militares. Existen estudios que corroboran que una dieta adecuada en consumo de calcio y vitamina D disminuye de forma significativa el riesgo de fracturas por estrés[22].

Asimismo, se encontró una asociación entre el nivel socioeconómico y la fractura por estrés, la cual se mantuvo en el análisis multivariado como asociación independiente. De esto se desprende, en el presente estudio, que las personas con un menor nivel socioeconómico tienen mayores probabilidades de tener una fractura por estrés. La relación podría explicarse a través de la calidad de la dieta, entendiendo que a un nivel socioeconómico más alto pueda tener mayores posibilidades de tener una mejor nutrición.

Se ha determinado que la calidad de la dieta puede influir en la incidencia de fracturas por estrés, como en el estudio realizado por Frusztajer y colaboradores en bailarinas de ballet, que encontró que la mayoría (80%) de las 10 bailarinas con fracturas por estrés recientes tenían pesos menores al 75% del ideal (p < 0,05), así como también una mayor incidencia de trastornos de la alimentación (p < 0,05). También se encontró que estas bailarinas tuvieron una menor ingesta de grasas y una mayor ingesta de alimentos bajos en calorías (p < 0,05)[24].

Por otro lado, se sabe que una menor fuerza muscular en miembros inferiores está asociada a una mayor incidencia de fracturas por estrés, debido principalmente a un agotamiento mecánico que los músculos son incapaces de contener si no tienen la fuerza adecuada. Esto podría agravarse si el paciente presenta una pobre dieta en proteínas[25], las cuales impedirían una correcta conformación muscular. Ello expone al tejido óseo a un mayor agotamiento mecánico y, por ende, a una mayor tasa de fracturas por estrés. Esto demuestra que no sólo es importante el consumo de suplementos de calcio y vitamina D, sino una dieta balanceada y con cantidades correctas de todos los macro y micronutrientes para mantener una adecuada salud ósea[18].

Por último, se encontró en el análisis multivariado la asociación entre horas de actividad física por día y fracturas por estrés. Esto se explica porque las personas que exponen por más tiempo su tejido óseo al estrés mecánico estimulan la resorción ósea, creando cavidades dentro del tejido que, al no tener el suficiente periodo de descanso, los osteoblastos no llegan a rellenar (proceso conocido como remodelación ósea). Ello genera microfracturas a partir de estos puntos de menor densidad que, al continuar la presión excesiva sobre el hueso, terminan de agravarse y llegan a constituirse como fracturas por estrés[5]. Asimismo, como se mencionó anteriormente, la fatiga muscular propia de la actividad física fuera de los límites de la persona que la realiza, genera una menor protección del músculo ante la carga mecánica del deporte o actividad que se realice[8].

Algunas de las limitaciones del presente estudio están relacionadas con el diseño retrospectivo observacional de una sola institución, con un sesgo de selección de las unidades de estudio, dado la preferencia masculina en las fuerzas armadas de Perú.

Recomendamos continuar esta línea de investigación incluyendo mayor población femenina, cuantificación en sangre de calcio y vitamina D, junto con desarrollar estudios de mayor poder estadístico, multicéntricos y prospectivos, para confirmar los resultados del presente estudio.

Conclusión

Las fracturas por estrés se asociaron a la cantidad de actividad física diaria, al nivel de calcemia (hipocalcemia) y a un nivel socioeconómico menor.

Se requiere efectuar más estudios para evaluar la relación con otros factores en la población militar peruana como la inclusión de población femenina, la relación con el calcio y vitamina D, junto con la ejecución de investigaciones multicéntricas y prospectivas, con mayor poder estadístico.

Notas

Roles de autoría
JBS: concepto y diseño del trabajo, adquisición, análisis de los datos, redacción y revisión crítica del manuscrito, aprobación final de la versión y responsabilidad de todos los aspectos del trabajo. JDV: concepto y diseño del trabajo, adquisición, análisis de los datos, redacción y revisión crítica del manuscrito y aprobación final de la versión. LVH: redacción y revisión crítica del manuscrito.

Conflictos de intereses
Los autores declaran no tener conflictos de intereses con la materia de este artículo.

Financiamiento
Los autores no recibieron financiamiento para la realización de este estudio.

Tabla 1. Estudio socioeconómico.

Tabla 2. Características generales de pacientes incluidos en el estudio.

Tabla 3. Factores asociados a fractura por estrés en pacientes incluidos en el estudio.

Figura 1. Asociación entre edad y horas de actividad física con fractura por estrés.

Tabla 4. Regresión logística de análisis bivariado y multivariado de factores asociados a fractura por estrés.

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