маркер костной резорбции что это такое
Маркер костной резорбции что это такое
Общая информация об исследовании
Органический матрикс костной ткани на 90 % состоит из коллагена I типа, который синтезируется остеобластами и обеспечивает прочность основного материала костей. Коллаген I типа состоит из трех аминокислотных цепочек, переплетенных в виде палочковидной спирали, и содержит С-(карбокси-) и N-(амино)терминальные фрагменты. При разрушении костной ткани в результате протеолиза от коллагена отщепляются молекулярные фрагменты, в том числе С-телопептид. В состав С-терминального пептида входит альфа-форма аспарагиновой кислоты, которая со временем превращается в бета-форму (бета-Crosslaps). При резорбции костной ткани бета-Crosslaps поступает в кровь и служит маркером деградации зрелого коллагена I типа.
Костная ткань постоянно ремоделируется – происходит резорбция, обусловленная действием остеокластов, и формирование нового матрикса за счет остеобластов. Данные процессы тесно связаны с обменом кальция и уровнем гормонов. Метаболизм костной ткани зависит от паратгормона, гормонов гипофиза, щитовидной железы, надпочечников и половых желез. Наиболее распространены патологические изменения костной ткани у женщин в постменопаузальном периоде, связанные с недостатком эстрогенов. Преобладание процессов резорбции приводит к остеопении (снижении плотности костей), которая прогрессирует и переходит в остеопороз.
Потеря костной ткани у женщин в постменопаузе может быть замедлена или предотвращена применением гормональной терапии или бифосфонатов, которые угнетают резорбцию костей.
По биохимическим показателям ремоделирования костной ткани можно оценить патологические процессы и спрогнозировать их дальнейшее течение.
Высокие концентрации С-телопептида и других маркеров формирования костной ткани свидетельствуют о ее активном ремоделировании, что часто наблюдается у женщин в период менопаузы. Показатель бета-Crosslaps позволяет контролировать эффективность проводимой антирезорбтивной терапии без инструментальных исследований. Изменения в метаболизме костной ткани и снижение уровня бета-Crosslaps можно наблюдать через 3 месяца после начала лечения, в то время как денситометрическая плотность кости увеличивается только через 12-24 месяца.
Результаты теста должны интерпретироваться с учетом данных клинических, лабораторных и инструментальных исследований и оцениваться в динамике.
Для чего используется анализ?
Когда назначается исследование?
Маркер костной резорбции что это такое
Общая информация об исследовании
Определение биохимических маркеров костной ткани используется в диагностике и лечении костных заболеваний. Они служат показателями хрупкости костей и риска перелома.
Целью анализа является диагностика остеопороза, а также наблюдение за возможным уменьшением массы костей и определение риска дальнейшего развития болезни. При менопаузе и гормональном дефиците данный тест помогает выявить сопутствующие заболевания скелета, которые могут способствовать потере костной ткани (или усиливать ее). Анализ выполняется и для контроля за потерей прочности костной ткани, а также для оценки состояния костей при переломах и для мониторинга эффективности лечения остеопороза.
Костная ткань обновляется со скоростью около 10 % в год. Она состоит главным образом из коллагена первого типа (сети белков, которые придают костям прочность и формируют их структуру) и фосфата кальция (минерального комплекса, который делает кости твердыми). Сочетание коллагена и кальция придает костям твердость и в то же время достаточную гибкость, чтобы они выдерживали большой вес и противостояли нагрузке. Более 99 % кальция содержится в костях и зубах, оставшийся 1 % находится в крови.
В течение всей жизни человека костные ткани постоянно разрушаются (резорбция) и замещаются новыми, что обеспечивает их нормальную структуру. При резобции костной ткани клетки, называемые остеокластами, растворяют небольшое количество ткани посредством того, что их ферменты разрушают белковые сети. Затем начинается формирование костей при помощи клеток остеобластов. Они секретируют компоненты, формирующие новые белковые сети, которые позже минерализуются при помощи кальция и фосфатов и таким образом формируют новые кости. Трансформация происходит на микроскопическом уровне во всех костях организма, она способствует тому, чтобы кости сохранялись здоровыми.
В раннем детстве и подростковом периоде новая костная ткань образуется быстрее, чем разрушается старая. В результате кости становятся длиннее, тяжелее и плотнее. Формирование костной ткани преобладает над ее резорбцией до достижения пика костной массы (максимальной плотности и прочности костей), который приходится на период между 25 и 30 годами. После этого разрушение превосходит формирование костной ткани, что постепенно ведет к ее потере. У женщин процесс потери костной ткани наиболее интенсивен через несколько лет после наступления менопаузы, однако продолжается он и в постклимактерический период. У мужчин же значительная потеря костной ткани происходит только после 70 лет.
Для чего используется исследование?
При выяснении интенсивности резорбции.
Чтобы выяснить, уменьшилась ли потеря костной ткани в результате лечения.
Когда назначается исследование?
Маркер костной резорбции что это такое
Pyrilinks-D (дезоксипиридинолин) – специфическое вещество, обеспечивающее скрепление между собой нитей белка-коллагена, являющегося одним из основных структурных компонентов костной ткани. При интенсивных процессах разрушения костной ткани в организме (резорбции) повышенные концентрации данного вещества обнаруживаются в крови.
Пиридиниум, пиридинолин, диоксипиридинолин, соотношение DPD/креатинин.
Диапазон определения DPD: 7-300 нмоль/л.
В случае получения концентрации DPD ниже диапазона измерения расчет соотношения DPD/креатинин невозможен.
Нмоль DPD/ммоль креат. (наномоль DPD на миллимоль креатинина).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Среднюю порцию утренней мочи.
Как правильно подготовиться к исследованию?
Подготовки не требуется.
Общая информация об исследовании
Определение биохимических маркеров костной ткани используется в диагностике и лечении костных заболеваний. Они служат показателями хрупкости костей и риска перелома.
Целью анализа является диагностика остеопороза, а также наблюдение за возможным уменьшением массы костей и определение риска дальнейшего развития болезни. При менопаузе и гормональном дефиците данный тест помогает выявить сопутствующие заболевания скелета, которые могут способствовать потере костной ткани (или усиливать ее). Анализ выполняется и для контроля за потерей прочности костной ткани, а также для оценки состояния костей при переломах и для мониторинга эффективности лечения остеопороза.
Костная ткань обновляется со скоростью около 10 % в год. Она состоит главным образом из коллагена первого типа (сети белков, которые придают костям прочность и формируют их структуру) и фосфата кальция (минерального комплекса, который делает кости твердыми). Сочетание коллагена и кальция придает костям твердость и в то же время достаточную гибкость, чтобы они выдерживали большой вес и противостояли нагрузке. Более 99 % кальция содержится в костях и зубах, оставшийся 1 % находится в крови.
В течение всей жизни человека костные ткани постоянно разрушаются (резорбция) и замещаются новыми, что обеспечивает их нормальную структуру. При резобции костной ткани клетки, называемые остеокластами, растворяют небольшое количество ткани посредством того, что их ферменты разрушают белковые сети. Затем начинается формирование костей при помощи клеток остеобластов. Они секретируют компоненты, формирующие новые белковые сети, которые позже минерализуются при помощи кальция и фосфатов и таким образом формируют новые кости. Трансформация происходит на микроскопическом уровне во всех костях организма, она способствует тому, чтобы кости сохранялись здоровыми.
В раннем детстве и подростковом периоде новая костная ткань образуется быстрее, чем разрушается старая. В результате кости становятся длиннее, тяжелее и плотнее. Формирование костной ткани преобладает над ее резорбцией до достижения пика костной массы (максимальной плотности и прочности костей), который приходится на период между 25 и 30 годами. После этого разрушение превосходит формирование костной ткани, что постепенно ведет к ее потере. У женщин процесс потери костной ткани наиболее интенсивен через несколько лет после наступления менопаузы, однако продолжается он и в постклимактерический период. У мужчин же значительная потеря костной ткани происходит только после 70 лет.
Для чего используется исследование?
При выяснении интенсивности резорбции.
Чтобы выяснить, уменьшилась ли потеря костной ткани в результате лечения.
Когда назначается исследование?
Что означают результаты?
Возраст
Референсные значения, нмоль DPD/ммоль креат.
Бета-CrossLaps (маркер костной резорбции)
Бета-CrossLaps – образовавшийся в результате деградации коллагена I типа С-терминальный белковый фрагмент, который является маркером резорбции костной ткани.
b-CrossLaps, С-концевые телопептиды коллагена I типа, продукт деградации коллагена в результате костной резобции, С-терминальный телопептид сыворотки.
Синонимы английские
C-Telopeptide, Beta-Cross-Linked, Serum, Carboxyterminal Cross-linking Telopeptide of Bone Collagen, Collagen Cross-linked C-Telopeptide, Collagen CTX, Crosslaps, Type 1 Collagen, Beta-Cross laps, СТ, b-СTx.
Нг/мл (нанограмм на миллилитр).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Как правильно подготовиться к исследованию?
Общая информация об исследовании
Органический матрикс костной ткани на 90 % состоит из коллагена I типа, который синтезируется остеобластами и обеспечивает прочность основного материала костей. Коллаген I типа состоит из трёх аминокислотных цепочек, переплетенных в виде палочковидной спирали, и содержит С-(карбокси-) и N-(амино)терминальные фрагменты. При разрушении костной ткани в результате протеолиза от коллагена отщепляются молекулярные фрагменты, в том числе С-телопептид. В состав С-терминального пептида входит альфа-форма аспарагиновой кислоты, которая со временем превращается в бета-форму (бета-Crosslaps). При резорбции костной ткани бета-Crosslaps поступает в кровь и служит маркером деградации зрелого коллагена I типа.
Костная ткань постоянно ремоделируется – происходит резорбция, обусловленная действием остеокластов, и формирование нового матрикса за счет остеобластов. Данные процессы тесно связаны с обменом кальция и уровнем гормонов. Метаболизм костной ткани зависит от паратгормона, гормонов гипофиза, щитовидной железы, надпочечников и половых желёз. Наиболее распространены патологические изменения костной ткани у женщин в постменопаузальном периоде, связанные с недостатком эстрогенов. Преобладание процессов резорбции приводит к остеопении (снижении плотности костей), которая прогрессирует и переходит в остеопороз.
Потеря костной ткани у женщин в постменопаузе может быть замедлена или предотвращена применением гормональной терапии или бифосфонатов, которые угнетают резорбцию костей.
По биохимическим показателям ремоделирования костной ткани можно оценить патологические процессы и спрогнозировать их дальнейшее течение.
Высокие концентрации С-телопептида и других маркеров формирования костной ткани свидетельствуют о ее активном ремоделировании, что часто наблюдается у женщин в период менопаузы. Показатель бета-Crosslaps позволяет контролировать эффективность проводимой антирезорбтивной терапии без инструментальных исследований. Изменения в метаболизме костной ткани и снижение уровня бета-Crosslaps можно наблюдать через 3 месяца после начала лечения, в то время как денситометрическая плотность кости увеличивается только через 12-24 месяца.
Результаты теста должны интерпретироваться с учетом данных клинических, лабораторных и инструментальных исследований и оцениваться в динамике.
Для чего используется анализ?
Когда назначается исследование?
Маркер костной резорбции что это такое
Современная лабораторная диагностика остеопороза.
Значимость заболевания в современном обществе и медицине определяется его распространённостью среди населения, тяжестью течения и исходов, экономическими потерями больного, семьи и общества в целом. Остеопороз (ОП) — системное метаболическое заболевание скелета, характеризующееся снижением массы костной ткани и нарушением микроархитектоники её строения, что снижает прочность кости и увеличивает риск переломов. По мнению экспертов ВОЗ, ОП сегодня — одно из наиболее распространённых заболеваний, которое наряду с инфарктом миокарда, инсультом, раком и внезапной смертью занимает ведущее место в структуре заболеваемости и смертности населения.
Результаты многочисленных исследований убедительно доказали, что костная масса является главной детерминантой механических свойств костной ткани и определяет 75-80% её крепости. Риск переломов прямо связан с абсолютными значениями минеральной плотности костной ткани (МПКТ) позвоночника и шейки бедра, а костная денситометрия — единственный достоверный метод, позволяющий установить степень снижения костной массы. Риск перелома увеличивается с возрастом, который главным образом связан у пожилых людей с низкой МПКТ. Риск перелома бедра возрастает в 2-3 раза при каждом снижении МПКТ шейки бедра на одно стандартное отклонение в соответствии с критериями ВОЗ.
Патогенез остеопороза.
ОП сегодня широко используется как модель фундаментальных исследований в изучении молекулярных механизмов межклеточного взаимодействия. ОП – многофакторное заболевание, в основе которого лежат процессы нарушения костного ремоделирования с повышением резорбции костной ткани и снижением костеобразования. Ремоделирование костной ткани начинается с резорбции, осуществляемой в процессе остеокластогенеза с образованием полости резорбции. Остеобласты (ОБ) «атакуют» полость резорбции, где строят новый костный матрикс для последующей минерализации. Оба процесса костеобразования тесно связаны. Образование кости превышает резорбцию в течение роста скелета, и наоборот, резорбция превалирует в течение последующего периода жизни человека. Оба процесса костеобразования являются результатом тесного клеточного взаимодействия ОБ иостеокластов (ОК), которые берут начало от предшественников различных клеточных линий, а именно: ОБ — из мезенхиальных стволовых клеток, ОК — из макрофагально-моноцитарных клеток крови.
Кость формируется остеобластами. Основная их функция – синтез остеоида (протеинового матрикса), который на 90-95% состоит из коллагена 1 типа, на 5% из белка остеокальцина и впоследствии минерализуется кальцием и фосфатом из внеклеточной жидкости. ОБ содержат фермент щёлочную фосфатазу, несут рецепторы к паратиреоидному гормону (ПТГ) и кальцитриолу и способны к пролиферации. Минеральная часть кости состоит из гидроксиапатита и аморфного фосфата кальция, которые нековалентно связаны с белками органического матрикса
Резорбция кости осуществляется остеокластами. Это подвижные клетки. Выделяя протеолитические ферменты и кислую фосфатазу, вызывают деградацию коллагена, разрушение гидроксиапатита и выведение минералов из матрикса. Имеется корреляция между активностью тартратрезистентной кислой фосфатазы в сыворотке крови и выраженностью резорбтивных процессов в кости.
В норме оба процесса – образование и разрушение уравновешены.
Сроки физиологического ремоделирования кости.
| Фаза резорбции кости | 14-30 дней |
| Switch-over фаза (простагландин Е2 ответственен за апоптоз остекластов) | 10 дней |
| Фаза формирования кости | 90 дней |
| Фаза отдыха | 900 дней |
Биологический смысл феномена ремоделирования кости состоит в приспособлении механических свойств кости к постоянно меняющимся условиям окружающей среды. Рост и обновление скелета сопровождается регенерацией микроповреждений и поддержанием возможности перехода минералов в кровь и обратно. У взрослых людей остеобласты продуцируют чуть меньше костной ткани, чем требуется. Следствием этого является отрицательный баланс кости, который составляет 0,5-1% ежегодно. Данный феномен известен как «ассоциированная с возрастом остеопения».
OPG-остеопротегерин – остеокластингибирующий фактор, гликопротеин, широко экспрессированный в различных тканях, является мощным ингибитором костной резорбции. OPG действует для RANKL как «мнимый» рецептор, блокирует взаимодействие с RANK и таким образом ингибирует формирование зрелых ОК, нарушает процесс остеокластогенеза и резорбцию костной ткани. Баланс между RANKL и OPG фактически определяет количество резорбированной кости.
Недавно были получены данные, что Т-клетки принимают участие в регуляции костного метаболизма. При индукции интерлейкина-17 (IL-17),который в эксперименте индуцировал экспрессию СОХ-2-зависимого простагландина Е2 и RANKL в ОБ, авторы пришли к заключению, что IL-17 — важный цитокин для остеокластной резорбции. Однако наиболее важными медиаторами для действия различных систем в процессе ремоделирования костной ткани как в норме, так и при ОП является в настоящее время система RANKL-RANK-OPG.
Факторы, играющие важную роль в патогенезе ОП и его переломов: генетические, формирование низкого пика костной массы, потеря минеральной плотности кости, ассоциированная с возрастом и постменопаузой, нарушение архитектоники строения кости, особенности геометрии кости (бедра), травмы и падения, питание с низким содержанием кальция и витамина D, белка и др., низкая двигательная активность, вредные привычки (курение, алкоголь). При вторичном ОП к перечисленным факторам присоединяются факторы заболевания, отрицательного действия лекарственных препаратов (глюкокортикостероиды, иммунодепрессанты и др.), которые вызывают потерю костной массы и ОП.
Снижение костной массы при ОП, которое является основным фактором его патогенеза, рассматривается сегодня как следствие формирования неадекватно низкого пика костной массы в молодом возрасте и интенсивной потери кости, связанной с возрастом, в пожилом возрасте. Генетические факторы — главные детерминанты пика костной массы. Вклад генетических факторов составляет 60-80% в зависимости от методов исследования (близнецы, семьи). Различные гены рассматриваются в качестве кандидатов, участвующих в сложном процессе ремоделирования, формирования и эволюции костной массы, приводящих к ОП и переломам. Многочисленные комплексные исследования различных лабораторий мира направлены на поиск конкретных генов, изучение их полиморфизма, функции и взаимодействия в процессе костного ремоделирования и ОП.
Первичный остеопороз
Остеопороз, развивающийся в периоде постменопаузы, относится к классу первичных остеопорозов. Известно, что снижение секреции половых гормонов в период климактерия оказывает прямое и опосредованное влияние на состояние костного метаболизма. Снижение содержания эстрогенов приводит к нарушению кальциевого обмена, что сопровождается уменьшением минеральной плотности костной ткани. Кроме того, имеет место подавление активности остеобластов, что приводит к преобладанию резорбции над процессами формирования костной ткани. Постменопаузальный остеопороз составляет 85% общего количества первичного остеопороза.
Сенильный остеопороз — так называемый второй тип остеопороза, в патогенезе которого важную роль играет снижение всасываемости кальция в кишечнике, чему также способствует дефицит витамина D, вызванный уменьшением поступления его с пищей, замедлением образования его в коже из провитамина D. Наибольшее значение в патогенезе сенильного остеопороза имеет дефицит активных метаболитов витамина D вследствие снижения его синтеза в почках. При сенильном остеопорозе определённую роль играет развитие резистентности к витамину D — т.е. дефицит рецепторов 1,25(ОН)2D. Указанные факторы вызывают развитие транзиторной гипокальциемии, что приводит к усилению продукции паратиреоидного гормона. В результате вторичного гиперпаратиреоза усиливается резорбция костной ткани, в то время как костеообразование к старости снижено.
Вторичный ОП
Серьёзной медицинской проблемой является и вторичный ОП, возникающий при различных заболеваниях: ревматологических, эндокринологических, онкологических, обструктивных заболеваниях лёгких и бронхиальной астмы, заболеваниях почек, щитовидной железы, органов пищеварения, при иммобилизации и длительном приёме ряда медикаментов (кортикостероиды, иммунодепрессанты, антиконвульсанты, тиреоидные гормоны и др.).
Снижение МПКТ при вторичном ОП часто достигает критериальных величин ОП (-2,5 SD и более по Т-критерию) и даёт основание поставить диагноз.
У больных ревматоидным артритом (РА) в постменопаузе развитие ОП имело место в поясничном отделе позвоночника и шейке бедра у 36%, в предплечье у 40%, а у пациентов с сохранённым менструальным циклом — у 7 и 10% соответственно. Возраст больных и длительность менопаузы, наличие факторов риска, активность и длительность заболевания, степень функциональной недостаточности суставов, проводимая терапия (особенно назначение глюкокортикоидов — ГК) оказывают влияние на величину потери МПКТ и развитие остеопении. При обследовании больных с эндогенным гиперкортицизмом (синдром и болезнь Иценко-Кушинга) ОП обнаружен у 91%, переломы тел позвонков или рёбер — у 58%. ОП у больных бронхиальной астмой значительно утяжеляет течение основного заболевания, увеличивает стоимость лечения. По данным доктора И.А.Барановой, снижение МПКТ было выявлено у 42,8% больных бронхиальной астмой 20-49 лет, ранее не получавших гормональную терапию, и потеря МПКТ увеличивалась в 5 раз при среднетяжёлом течении (53,5%) по сравнению с легким (11%). У больных молодого и среднего возраста, принимавших ГК в средней дозе 10,20±5,99 мг/сут на протяжении 8-14 лет, снижение МПКТ обнаружено у 85%, у 13% зарегистрированы переломы скелета. В качестве причины развития ОП при РА, ряде воспалительных заболеваний, бронхиальной астме обсуждается непосредственное влияние самого заболевания на костную ткань, поскольку известно большое число общих цитокинов, принимающих участие в патогенезе хронического воспалительного процесса и костного ремоделирования, а также ГК, которые наиболее эффективны для базисной терапии при ряде системных заболеваний и в то же время занимающих ведущее место в индукции вторичного ОП. Изучение переломов при вторичном ОП остаётся актуальной задачей.
Стероидный остеопороз также относится к классу вторичных остеопорозов и вызывается патологическим повышением эндогенной продукции глюкокортикоидов надпочечниками или возникает при введении синтетических аналогов кортикостероидов, применяемых для лечения ревматологических, аллергических, гематологических, глазных болезней, заболеваний кожи, желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), почек, печени. Стероидный остеопороз возникает при заболеваниях, характеризующихся повышенной секрецией кортикостероидов надпочечниками (Иценко-Кушинга).
Биохимические маркеры костного метаболизма
Их исследуют для оценки скорости протекания процессов костного ремоделирования и диагностики остеопороза с высоким или низким темпом костного обмена, разобщённости или дисбаланса его составляющих: костной резорбции и костеобразования. Разделение показателей на маркеры образования и резорбции кости является условным. Совместно они отражают итоговые изменения резорбции и костеобразования, направленные в ту или иную сторону.
Наиболее точными маркерами костного образования в настоящее время признают исследование содержания остеокальцина, коллагена 1 типа, остеопротегерина (OPG), Интерлейкина 17 в крови.
Исследование маркеров костного ремоделирования целесообразно для:
1. Динамической оценки костного метаболизма;
2. Прогноза потери костной массы (вторичная профилактика при выявленной остеопении);
3. Прогноза перелома костей;
4. Отбора пациентов для проведения терапии;
5. Быстрого мониторинга терапии.
Процесс костного ремоделирования регулируется многими системными гормонами, цитокинами, факторами роста, идентифицированы многие локальные факторы костного ремоделирования. При изучении ОП важна оценка параметров минерального кальций-фосфор-магниевого обмена (уровень общего и ионизированного кальция, фосфора, магния, меди, цинка, витаминов С и К), которые вовлечены в процесс костеобразования.
Гормональная регуляция уровня кальция в кости.
— паратиреоидный гормон – стимулирует резорбцию кости опосредованно воздействуя на остеокласты;
— кальцитонин – снижает количество остеокластов и тормозит их активность;
— эстрогены – подавляют активность остеокластов;
— андрогены – стимулируют пролиферацию остеоцитов и усиливают процессы костного синтеза;
— гормон роста и инсулинподобный фактор роста 1 (соматомедин-С) – активируют процесс синтеза кости за счёт стимуляции остеобластов;
— инсулин – стимулирует синтез костного матрикса;
— тироксин – стимулирует остеокласты, усиливая резорбцию костной ткани;
— кортикостероиды – замедляют синтез коллагена в костной ткани;
Из вышеперечисленного следует, что изучение уровня этих гормонов и маркеров костного ремоделирования на ранней стадии развития остеопении, особенно при вторичном ОП, позволит спрогнозировать и оценить вероятность дальнейшей резорбции костной ткани, провести профилактику ОП, назначить лечение.
Алгоритм лабораторной оценки костного ремоделирования.