Маркеры костного ремоделирования

N-остеокальцин – это большой фрагмент витамин К – зависимого неколлагенового белка костного матрикса, остеокальцина, синтезируемого остеобластами. Он является маркером метаболизма костной ткани.

Синонимы русские
N-ОК.
Синонимы английские
N-Оsteocalcin; Oc; BGP; Bone G1а protein.
Метод исследования
Электрохемилюминесцентный иммуноанализ (ECLIA).
Диапазон определения: 0,5 — 1500 нг/мл.
Единицы измерения
Нг/мл (нанограмм на миллилитр).
Какой биоматериал можно использовать для исследования?
Венозную кровь.
Как правильно подготовиться к исследованию?

Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования.
Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение и не курить в течение 30 минут до исследования.
Не курить в течение 30 минут до исследования.

Общая информация об исследовании

Остеокальцин – это основной витамин К – зависимый неколлагеновый белок костного матрикса, связывающий кальций и гидроксиапатиты. Он синтезируется остеобластами и одонтобластами костной ткани.

Основная часть синтезированного белка входит в состав внеклеточного матрикса костной ткани, который затем минерализуется с образованием новой кости, а оставшаяся часть попадает в кровоток. При резорбции костной ткани под воздействием остеокластов остеокальцин высвобождается из костного матрикса и попадает в кровь в виде неиммунных фрагментов.

Они выводятся почками в виде метаболитов гамма-карбоксиглутаминовой кислоты (Gla), поэтому уровень остеокальцина в крови зависит от функционального состояния почек.

Паратиреоидный гормон в высокой концентрации подавляет активность продуцирующих остеокальцин остеобластов, что приводит к снижению его содержания в костях и крови. Витамин D3 стимулирует синтез остеокальцина в остеобластах, повышая его концентрацию в крови. На синтез остеокальцина также влияют кальцитонин и кальцитриол.

Таким образом, уровень остеокальцина в крови является показателем метаболизма костной ткани и используется для диагностики метаболических нарушений в ней.

Для чего используется исследование?

Чтобы оценить риск развития остеопороза у женщин в период менопаузы и постменопаузы.
Для мониторинга костного метаболизма у женщин в период менопаузы и постменопаузы, в том числе при заместительной гормональной терапии и терапии агонистами гонадотропин-рилизинг-гормона.
Для мониторинга костного метаболизма у лиц с дефицитом гормона роста, гипо- или гипертиреозом, хронической почечной недостаточностью.
Чтобы оценить эффективность антирезорбтивной терапии (через 3-6 месяцев с начала терапии).

Когда назначается исследование?

Женщинам в пре- и постменопаузу, а также при заместительной гормональной терапии.
При некоторых эндокринных заболеваниях – дефиците гормона роста, гипо- или гипертиреозе.
При хронических заболеваниях почек.
При лечении глюкокортикоидами (выявление супрессии костного метаболизма).

Что означают результаты?

Референсные значения

Пол	Возраст	Референсные значения
Женский	Старше 18 лет	11 — 43 нг/мл
* В постменопаузу	15 — 46 нг/мл
Мужской	18-30 лет	24 — 70 нг/мл
30-50 лет	14 — 42 нг/мл
> 50 лет	14 — 46 нг/мл

Причины повышения уровня N-остеокальцина:

постменопаузальный остеопороз;
первичный гиперпаратиреоз;
первичный и вторичный гипертиреоз, в том числе болезнь Грейвса (диффузный токсический зоб);
акромегалия;
болезнь Педжета (деформирующий остеоз);
хроническая почечная недостаточность;
почечная остеодистрофия;
опухоли костей;
метастазы в кости;
быстрый рост костей у детей в возрасте 10-16 лет;
период постменопаузы у женщин и сниженная продукция эстрогенов;
перелом костей не более 1 года назад;
низкая физическая активность;
остеомаляция;
прием препаратов витамина D, кальцитриола, антиконвульсантов.

Причины снижения уровня N-остеокальцина:

гипопаратиреоз;
рахит у детей (наиболее выражено снижение при рахите 2-й степени);
гиперкортицизм (болезнь или синдром Иценко – Кушинга);
дефицит гормона роста;
первичный билиарный цирроз;
миеломная болезнь;
гиперкальциемия при злокачественных новообразованиях;
антирезорбтивная терапия;
прием глюкокортикоидов, гепарина, варфарина, тамоксифена, заместительная гормональная терапия в постменопаузе;
беременность.

Что может влиять на результат?

Фаза менструального цикла – наиболее высокие уровни наблюдаются в конце лютеиновой фазы.
Диализ у пациентов с почечной недостаточностью способствует ложнозавышенным результатам.

Также рекомендуется
Кто назначает исследование?
Эндокринолог, терапевт, педиатр, гематолог, онколог, нефролог, гинеколог.
Литература

Назаренко Г. И. Клиническая оценка результатов лабораторных исследований / Г. И. Назаренко, А. А. Кишкун — М. : Медицина, 2006. – 543 с.
Кишкун А. А. Руководство по лабораторным методам диагностики / А. А. Кишкун. – М. : ГЭОТАР-Медиа, 2007. – 822 с.
Энциклопедия клинических лабораторных тестов / перевод с англ. под ред. В. В. Меньшикова; М. : Издательство «Лабинформ», 1997. – 960 с.
Chernecky C.C. Laboratory tests and diagnostic procedures / C.C. Chernecky, B.J. Berger; 5th ed. – Saunder Elsevier, 2008. – 1232 pp.
Wilson D.D. McGraw-Hill Manual of laboratory & diagnostic tests / D.D. Wilson ; 1 ed. – McGraw-Hill Professional, 2007. – 608 pp.

Иммунохимические маркеры ремоделирования и заболевания костной ткани

Маркеры резорбции кости

Костная щелочная фосфатаза (КЩФ)

Костная щелочная фосфатаза (КЩФ) секретируется остеобластами, она участвует в созревании матрикса и его минерализации. Синтез костной щелочной фосфатазы (КЩФ) возрастает в процессе дифференцировки остеобластов при ускоренном формировании кости.

Значительное увеличение активности костной щелочной фосфатазы (КЩФ) в сыворотке крови наблюдается при повышенной деятельности остеобластов:

Остеокальцин (ОК)

Остеокальцин — неколлагеновый витамин-К-зависимый кальцийсвязывающий белок костного матрикса с молекулярной массой 5,7 кДа, синтезируемый остеобластами и одонтобластами. Более 90% синтезируемого остеокальцина включается в костный матрикс, небольшая часть сразу диффундирует в кровь.

Функция остеокальцина в крови неизвестна, предполагают, что он необходим для реализации эффектов 1,25(ОН)2D3. Выводится остеокальцина из кровотока почками: фильтруется в клубочках и деградирует в почечных канальцах. При выраженном снижении клубочковой фильтрации, в частности при ХПН, уровень остеокальцина в крови может быть завышенным.

Остеокальцин в крови рассматривается как один из самых информативных маркеров формирования кости и скорости ремоделирования.
Концентрация остеокальцина в сыворотке увеличивается в большинстве случаев, сопровождающихся минерализацией кости, но концентрация его меняется не всегда параллельно изменениям КЩФ, что в основном связано с почечной экскрецией и методическими особенностями определения фрагментов остеокальцин.
Наиболее адекватными методами исследования остеокальцина в настоящее время считаются радиоиммунный и иммуноферментный анализ с использованием антител.
Клинико-диагностическое значение изменений остеокальцина в сыворотке:

— Возраст (женщины 50-60 лет) — Половая зрелость — Менструальный цикл (лютеиновая фаза) — Лактация — Ночное время- Болезнь Педжета — Гипертиреоз — Хроническая почечная недостаточность — Остеомаляция- Метастазы в кость — Антиконвульсанты — Повышенный уровень гормона роста

— Возраст (0-40 лет) — Беременность — Раннее утро — Летнее время — Дефицит гормона роста — Гипотиреоз — Эстрогены — Кортикостероиды — Гиперпаратиреоз (острый)- Кальцитонин

Карбокси- и аминотерминальные пропептиды проколлагена I типа (КТППКI, АТППКI)

Коллаген I типа — основной белок, составляющий 90% органического матрикса кости.

Он синтезируется остеобластами в виде предшественника проколлагена I типа, который представляет собой большую молекулу, содержащую с С- и N-концов частично глобулярные фрагменты карбокси- и аминотерминальных пропептидов проколлагена I типа (КТППКI и АТППКI). КТППКI и АТППКI отделяются от основной молекулы с помощью специфических пептидаз после выброса проколлагена из клетки.

Очищенная молекула коллагена I типа включается в построение фибрилл костного матрикса, а КТППКI и АТППКI выбрасываются в экстрацеллюлярную жидкость.

Соотношение между количеством коллагена, откладываемого в костный матрикс, и количеством КТППКI или АТППКI, поступающих в кровоток, теоретически равняется 1, поэтому по уровню КТППКI и АТППКI представляется возможным судить о способности остеобластов синтезировать коллаген I типа.

Ни КТППКI, ни АТППКI не могут пройти через почечный фильтр в клубочках, поэтому уровень пропептидов в крови не зависит от почечной фильтрации. Они метаболизируются в печени.

Пиридинолин (ПИД) и дезоксипиридинолин (ДПИД), Pyrilinks-D, маркер резорбции костной ткани

В костном коллагене присутствуют поперечные связи между отдельными молекулами коллагена, которые играют большую роль в его стабилизации и представлены в виде пиридинолина и дезоксипиридинолина.

Поперечные связи формируются экстрацеллюлярно после отложения молекул коллагена в матриксе.

В результате резорбции, осуществляемой остеокластами, при разрушении коллагена возможен их выход из кости в сосудистое русло.

Наиболее специфичным для костей является ДПИД, поскольку он содержится преимущественно в коллагене I типа костной ткани и в небольшом количестве в дентине, аорте и связках. ПИД в основном присутствует в коллагене II типа в хрящах и в меньшей степени в костной ткани. ПИД и ДПИД не метаболизируются в организме, а экскретируются с мочой.

Уровень ДПИД в моче у женщин несколько выше, чем у мужчин, и повышается с возрастом. У женщин в период менопаузы экскреция ДПИД с мочой в 2-3 раза выше, чем у женщин детородного возраста, причем экскреция не зависит от диеты и физической активности.

Как у женщин, так и у мужчин экскреция ПИД и ДПИД увеличивается при первичном гиперпаратиреозе (примерно в 3 раза), гипертиреозе (примерно в 5 раз), болезни Педжета (в 10-12 раз). Менее значимо, но тем не менее достоверно экскреция ДПИД увеличивается при остеопорозе, остеоартритах и ревматоидном артрите.

Экскреция во всех случаях снижается при успешном лечении.

Для анализа используют суточную или для простоты сбора – утреннюю мочу.

Карбокси- и аминотерминальные телопептиды коллагена I типа (КТТКI, АТТКI), Beta-Cross laps

Карбокси- и аминотерминальные телопептиды коллагена I типа (КТТКI, АТТКI) образуются в тканях, которые содержат коллаген I типа. Молекулярная масса телопептидов составляет от 9 до 20 кДа, они эффективно выводятся с мочой.

Ухудшение функции почек приводит к повышению содержания телопептидов в сыворотке крови. Концентрация КТТКI и АТТКI в сыворотке крови тесно коррелирует со скоростью резорбции кости.

АТТКI (коммерческое название теста – Cross Laps) можно использовать для определения телопептидов коллагена как в сыворотке, так и в моче. В период менопаузы маркер Cross Laps увеличивается в сыворотке почти в 2 раза.

Динамическое определение уровня телопептидов имеет важное значение для прогнозирования восстановления минеральной плотности кости при проведении антирезорбционной терапии у женщин в постменопаузальный период и пациентов с остеопенией и болезнью Педжета.

Преимущество использования Cross Laps состоит в том, что данный маркер костной резорбции позволяет быстро оценить эффективность всех видов терапии остеопороза уже через 3 месяца после начала лечения.

Увеличение Cross Laps от среднего значения на 2SD ассоциируется с 2-кратным повышением риска перелома шейки бедра.

Оксипролин (ОП)

Оксипролин (гидроксипролин, 4-гидроксипролин) составляет около 14% аминокислотного состава коллагена, продуцируемого остеобластами.

85-90% оксипролина, освобождающегося из костей в результате разрушения коллагена, метаболизируется в печени и только 10-15% появляется в моче.

При этом около 10% оксипролина, присутствующего в моче, составляет оксипролин, образующийся не в результате резорбции, а в результате деградации вновь синтезированных проколлагеновых пептидов или новых коллагеновых молекул, не использованных при построении костного матрикса.

Таким образом, появляющийся в моче оксипролин отражает суммарно и функцию остеобластов (процесс формирования), и функцию остеокластов (процесс резорбции), однако доля оксипролина, образуемого в результате резорбции, превалирует.

Используя исследование оксипролина в моче для оценки скорости ремоделирования, следует также иметь в виду, что он не является специфичным только для костей, поскольку содержится хоть и в меньшем количестве, во всех типах коллагеновых молекул. Кроме того, он может появляться в моче в результате приема содержащей коллаген пищи, поэтому для лабораторного анализа требуется, чтобы пациент, по крайней мере, в течение 3 дней не потреблял содержащую коллаген пищу.

Среднесуточное выделение оксипролина для здорового человека составляет 226±62 мкмоль/24 ч.

Костная тартрат-резистентная кислая фосфатаза (ТРКФ)

Кислая фосфатаза — это гетерогенная группа ферментов, которые гидролизуют моноэфиры ортофосфорной кислоты в кислой среде. У человека выделено, по крайней мере, 6 структурных изоформ.

В остеокластах показано наличие 2 форм кислой фосфатазы: «большой» изофермент с молекулярной массой 100 кДа, который чувствителен к ингибирующему действию тартрата, и «малый» изофермент с молекулярной массой 34 кДа, который резистентное к тартрату (тартратрезистентная кислая фосфатаза ТРКФ).

ТРКФ локализована в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме остеокластов и освобождается из них в костные лакуны в процессе резорбции кости. Уровень ТРКФ в остеокластах увеличивается при действии паратиреоидного гормона и уменьшается кальцитонином.

Поскольку активность ТРКФ в сыворотке крови возрастает при состояниях, характеризующихся усилением процесса резорбции кости, а также имеется корреляция между ее активностью и данными гистоморфометрии, ТРКФ используют для определения выраженности резорбтивных процессов в скелете.
Клинические состояния, связанные с изменением в сыворотке активности ТРКФ:
Прогностическая значимость маркеров ремоделирования костной ткани
Прогностическая значимость маркеров ремоделирования костной ткани, исходя из выше перечисленного, показывает, что:

Высокие уровни маркеров резорбции костей (превышение пременопаузального уровня на 2 стандартных отклонения) связывают с примерно двукратным увеличением риска переломов
Маркеры резорбции могут быть использованы дополнительно при решении вопроса о назначении терапии, когда денситометрия и клинические факторы риска не являются однозначными для принятия решения
Пациенты с остеопорозом, у которых уровень маркеров костного метаболизма превышает норму более чем в 3 раза, предположительно имеют другую метаболическую костную патологию, включая злокачественную
Нормальными являются референтные значения, определенные для здоровых пременопаузальных женщин в возрасте 30-45 лет

Таким образом, по соотношению изменения маркеров резорбции и формирования представляется возможным судить о скорости костных потерь, предсказать риск перелома кости, а также выбрать наиболее адекватную терапию.

Остеокальцин (венозная кровь) в Москве

Приём, исследование биоматериала
Показания к назначению
Описание

Приём материала

Можно сдать в отделении Гемотест

Формат представления результата

Количественный

Диагностика заболеваний и состояний, связанных с нарушением метаболизма костной ткани (остеопороз, рахит);
Мониторинг костного метаболизма у женщин в период менопаузы и после нее;
Мониторинг костного метаболизма у пациентов во время гормональной заместительной терапии;
Оценка риска развития остеопороза;
Оценка эффективности антирезорбтивной терапии.

Подробное описание исследования

В организме непрерывно разрушается старая костная ткань и образуется новая. Совокупность этих процессов, которые находятся в норме в состоянии динамического равновесия, называют ремоделированием. Разрушение кости производят клетки остеокласты, а построение новой — остеобласты.

Изменения условий, нарушение синтеза молекул, нужных для успешного ремоделирования, приводит к нарушению баланса разрушения (резорбции) и образования кости. Это приводит к частым переломам из-за снижения плотности и прочности костей в результате нарушения метаболизма костной ткани.

Основными причинами таких изменений являются: снижение уровня гормонов, ответственных за ремоделирование костной ткани, инфекционно-воспалительные заболевания костей — остеопороз, рахит, остеомиелит, — а также прием определенных лекарственных средств (глюкокортикостероидов, эстрогенсодержащих препаратов).

Чтобы оценить скорость метаболизма в костной ткани и косвенно понять, имеется ли нарушение процессов ремоделирования костной ткани, используют лабораторное определение одного из основных маркеров костеобразования — остеокальцина.

В составе костной ткани человека входят клеточные элементы, органические и неорганические вещества. Органические вещества представлены в основном фибриллами коллагена, а неорганические — это различные неколлагеновые белки. Остеокальцин относится к неколлагеновым белкам (протеинам) и принимает непосредственное участие в образовании костного матрикса.

Клетки, которые образуют остеокальцин, — остеобласты, одонтобласты и хондроциты. Молодые клетки костной и зубной тканей вырабатывают межклеточное вещество, в составе которого также есть остеокальцин. В процессе ремоделирования костной ткани остеокальцин высвобождается в кровоток.

Остеокальцин участвует в минерализации костей, а также поддерживает необходимый для образования новой костной ткани уровень кальция.

Остеокальцин выводится почками в виде метаболитов, поэтому на его уровень также влияет их функциональное состояние. Концентрация остеокальцина в крови может меняться под действием тех или иных факторов.

Например, за несколько дней до наступления менструации уровень остеокальцина повышается. А во время беременности его концентрация снижается для того, чтобы кости становились более подвижными по мере роста плода.

На уровень остеокальцина крови оказывают влияние паратгормон, кальцитонин и витамин D.

В современной клинической практике остеокальцин рассматривается как один из маркеров костеобразования, который может указывать на заболевания и состояния, связанные с нарушениями метаболизма костной ткани (например, остеопороз, рахит, миеломная болезнь). Также определяется для оценки эффективности антирезорбтивной терапии.

Что ещё назначают с этим исследованием?

Использованная литература

Саритхала, В.Д., Корой, П.В, Концентрация остеокальцина в крови у женщин с ревматоидным артритом. Вестник молодого ученого, 2016. — №3. — С.7-10.
Бердюгина, О.В., Бердюгин, К.А.

Определение уровня остеокальцина и кальцитонина в диагностике постиммобилизационного остеопороза. I Международный конгресс ассоциации ревмоортопедов, 2017. — С.5-6.
Karsenty, G. Update on the biology of osteocalcin.

Endocrine practice, 2017. — Vol. 23(10). — P. 1270-1274.

Другие названия этого исследования

Названия на английском языке

Detection of osteocalcin in the diagnosis of pathological bone loss

Подготовка к исследованию
Противопоказания и ограничения

Кровь сдают утром натощак — после последнего приема пищи должно пройти как минимум 8 часов. Вечером накануне поужинайте легкой нежирной пищей.
За 2 часа до сдачи крови на анализ нельзя курить, пить кофе и чай, а также фруктовые соки. Допустимо употребление небольшого количества негазированной воды — не сладкой, не соленой, не минеральной.
В течение 24-х часов до анализа крови нельзя употреблять алкоголь. Также, по согласованию с лечащим врачом, необходимо отменить прием лекарственных препаратов.
За час до исследования избегайте психоэмоционального напряжения, физического напряжения, такого как быстрый подъем по лестнице, бег. Желательно прийти в отделение лаборатории заблаговременно и в течение 10-15 минут до сдачи крови спокойно посидеть.
Не сдавайте кровь сразу после физиотерапевтических процедур, массажа и инструментальных обследований, таких как УЗИ и рентген, в течение 5-7 дней.
Если вы контролируете лабораторные показатели в динамике, постарайтесь сдавать каждый анализ в одно и то же время при одинаковых условиях.

Противопоказания и ограничения

Абсолютных противопоказаний нет.

Маркеры метаболизма костной ткани. Остеопороз

Костная ткань играет роль каркаса (скелета) организма человека. Для сохранения скелета как структурного и функционального органа, костная ткань находится в процессе непрерывного ремоделирования, или обновления, за счёт двух противоположных процессов – разрушения (резорбции) старой кости и образования новой.

Обновление – сложный процесс, в нём участвует множество компонентов. По концентрации в крови некоторых из них, мы можем выявить нарушения процессов метаболизма костной ткани, оценить эффективность лечения болезней опорно-двигательного аппарата. Исследуемые компоненты называют маркёрами метаболизма костной ткани.

Маркёр, разрушения костной ткани — CrossLaps. Костная ткань состоит из клеток и межклеточного вещества, который включает органический матрикс и минеральные компоненты. Органический матрикс на 90-95% состоит из коллагена 1-го типа. При резорбции костной ткани от коллагена отделяются молекулярные фрагменты, среди которых С-телопептид.

С-телопептид содержит альфа аспарагиновую кислоту, которая впоследствии превращается в бета молекулу, а именно бета CrossLaps. Основная причина назначения анализа крови для определения бета CrossLaps – диагностика остеопороза. Для оценки эффективности лечения этот показатель оценивают несколько раз, до начала и в процессе лечения.

Бета CrossLaps в крови снижается при правильно подобранной, эффективной терапии.

Маркёры формирования костной ткани – остеокальцин и общий амино-терминальный пропептид проколлагена I типа (P1NP). Остеокальцин высвобождается остеобластами – клетками, синтезирующими компоненты межклеточного вещества. А P1NP отделяется от проколлагена I типа – предшественника коллагена.

Показания к исследованию остеокальцина:

Определение риска развития остеопороза;
диагностика остеопороза и мониторинг антирезорбтивной терапии;
мониторинг метаболизма костной ткани.

Показания к исследованию P1NP:

Остеопороз;
остеомаляция;
гиперпаратиреоз;
несовершенный остеогенез;
болезнь Педжета;
ренальная остеопатия;
метастатические поражения костной ткани.

В регуляции метаболизма костной ткани также играют роль минеральные вещества, входящие в состав кости, гормоны и витамины. Изменение их концентрации отражается на состоянии костной системы, а значит, мы можем использовать их для диагностики болезней и мониторинга лечения.

Например, гормон паращитовидных желез – паратгормон и гормон щитовидной железы – кальцитонин, участвуют в поддержании нормального уровня кальция (Ca). Кортизон – гормон надпочечников подавляет синтез коллагена, а половые гормоны оказывают анаболическое действие, то есть способствуют строительству органической основы кости.

Витамин А участвует в процессе деминерализации кости. Витамин С — в синтезе органической основы кости. Недостаток витамина С ведёт к нарушению сращения костей, авитаминоз – к цинге. Витамин Д способствует всасыванию Ca, при недостатке этого витамина развивается остеомаляция, рахит.

Остеопороз

Остеопороз – это заболевание, характеризующееся общей прогрессирующей потерей костной массы и нарушением микроархитектоники (качества) костной ткани, следствием чего является хрупкость костей и повышение риска переломов. Около 75 миллионов человек в мире страдают остеопорозом. Наиболее распространено данное заболевание у женщин в постменопаузе.

Это связано с изменением гормонального фона, в частности, после менопаузы снижается продукция эстрадиола – полового гормона, который помогает «удерживать» кальций в кости.

Помимо постменопаузального в развитых странах встречается сенильный остеопороз, который с почти одинаковой частотой развивается у мужчин и женщин после 70 лет, а также вторичный остеопороз, обусловленный различными заболеваниями или связанный с длительным приемом некоторых лекарственных препаратов.

К симптомам остеопороза относятся боль в позвоночнике, костях рук и ног, частые переломы, могут быть судороги мышц нижних конечностей, и др. Однако длительное время остеопороз никак не проявляет себя. Изредка может беспокоить ноющая боль в пояснице, которую с заболеванием не связывают.

В лаборатории CMD доступна комплексная услуга для диагностики остеопороза:

Диагностика остеопороза

Биохимические маркеры метаболизма костной ткани

Широкое применение в диагностике остеопороза (ОП) нашли биохимические методы, позволяющие определить маркеры состояния костной ткани, которые условно можно разделить на 2 группы. Первую группу составляют биохимические показатели, позволяющие в первом приближении определить тип ОП и установить патогенетические механизмы его возникновения.

В эту группу маркеров входят гормоны (эстрогены, кальцитонин, ПТГ, тиреоидные гормоны, витамины), концентрации некоторых ионов (Са, Р и Mg в крови и утренней моче), активность общей щелочной фосфатазы, а также экскреция с мочой кальция и общего гидроксипролина (ГП).

В целом группа этих рутинных маркеров мало специфична, их значения определяются не только костным метаболизмом.

Биохимические методы диагностики остеопороза

В последние годы наблюдается значительный прогресс в разработке новых биохимических методов диагностики ОП, непосредственно отражающих состояние «костного оборота» и являющихся наиболее перспективными для широкого лабораторного применения. Клиническая значимость специфических биохимических маркеров остеопороза определяется следующими основными достоинствами:

позволяют диагностировать быструю потерю костной массы;
дают информацию о средней скорости ремоделирования всего скелета, а не отдельных его областей;
позволяют оценить риск переломов кости;
являются важными параметрами для оценки эффективности лечения и реабилитации больных;
могут быть использованы для проведения скрининговых, в том числе, популяционных исследований;
необходимы для объективизации эффективности мероприятий по профилактике ОП.

С практической точки зрения выделяют биохимические маркеры формирования и резорбции кости, характеризующие функции, соответственно, остеобластов и остеокластов. К биохимическим маркерам формирования кости относятся костный изофермент щелочной фосфатазы (КЩФ), остеокальцин, а также карбокси- и аминотерминальные фрагменты (пропептиды) проколлагена 1 типа.

К биохимическим маркерам резорбции кости относятся фрагменты поперечных сшивок коллагена I типа — пиридинолин и дезоксипиридинолин, карбокси- и аминотерминальные телопептиды коллагена I типа (KTTKI и ATTKI), фрагменты KTTKI т.н.

а и (3-кросслапы, галактозилгидроксилизин (ГГЛ), маркер функции остеокластов тартратрезистентная кислая фосфатаза (ТРКФ), остеопротегерин и остеопротегерин-лиганд (RANKL).

Маркеры костного формирования. Идеальный маркер костеобразования должен быть структурным белком, высвобождающимся в кровь со скоростью, пропорциональной его включению в кость, и свободная фракция не должна изменяться при различных заболеваниях. Он не должен также высвобождаться неизменным в процессе костной резорбции. Необходимым условием является также знание метаболических превращений маркера и времени его полужизни. Несмотря на то, что ни один из определяемых в настоящее время маркеров не отвечает всем требованиям, многие из них хорошо отражают остеобластическую функцию.
Костный изофермент шалочной Фосфатазы. Его исследование, наряду с определением общей активности 1ДФ, существенно повышает точность дифференциальной диагностики заболеваний скелета и печени. КЩФ — фермент, локализованный на мембране остеобластов и высвобождающийся в кровоток в процессе их жизнедеятельности. Период полужизни фермента — 24-48 ч. Изоферменты печеночного и костного происхождения кодируются одним геном и отличаются только вследствие посттрансляционных модификаций. Разработаны высокоспецифичные иммунорадиометрические и иммуноферментные методики определения КЩФ. Уровень КЩФ является чувствительным маркером ускоренного метаболизма кости во время менопаузы: повышение активности этого изофермента достоверно превосходит увеличение содержания общей ЩФ. Значительное повышение активности КЩФ наблюдается также при первичном и вторичном ОП, остеомаляции, связанной с дефицитом витамина D.
Остеокальцин — маркер остеобластической активности. Уникальность структуры ОК, содержащей три остатка у-карбоксиглутаминовой кислоты, заключается в высокой способности к связыванию с гидроксиапатитом. Часть синтезированного de novo ОК проникает в системный кровоток, где может быть обнаружена различными методами, наиболее употребительными из которых в настоящее время являются иммуноферментные. Циркулирующий ОК имеет короткий период полужизни (15-70 мин) и быстро выводится почками. Уровень ОК в сыворотке крови коррелирует с ростом скелета в период полового созревания и повышается при ряде заболеваний, которым свойственно увеличение скорости ремоделирования кости — гиперпаратирео- зе, гипертирсозе, акромегалии. Напротив, он понижается при гипотиреозе, гипопаратиреозе, гиперкортицизме. Сравнение уровня сывороточного ОК с результатами гистоморфометрии костных биоптатов и данными кинетических исследований кальциевого обмена показало, что ОК служит адекватным маркером скорости ремоделирования при сопряжении процессов резорб- ции/синтеза костной ткани, и специфическим маркером костеобразования при разобщении резорбции и синтеза костной ткани.
Пропептиды проколлагена I типа образуются в результате внеклеточного процессинга проколлагена I типа путем отщепления N- и С-концевых пептидов. Оба типа пропептидов циркулируют в сыворотке крови в виде отдельных цепей с м.м. около 100 кД, что делает доступным их прямое определение методом иммуноферментного анализа. Возможность их использования в качестве маркеров формирования костной ткани до сих обсуждается из-за недостаточной чувствительности и специфичности.
Маркеры костной резорбции. Идеальный маркер остеокластической активности должен быть продуктом деградации компонентов костного матрикса, но не присутствовать в других тканях. Его уровень в крови не должен зависеть от эндокринных факторов и он не должен реутилизироваться в процессе очередного цикла костного формирования.
Галактозилгидроксилизин — гликозилированная аминокислота, характерная для костной ткани, считается весьма специфическим индикатором распада костного коллагена. В отличие от гидроксипролина, ГГЛ не только не используется повторно для синтеза коллагена, но и не подвергается катаболизму. Кроме того, его содержание в моче практически не зависит от характера питания. Уровень ГГЛ в моче рассчитывают по отношению к концентрации креатинина. Отношение ГГЛ/креатинин повышается при менопаузе, причем оно обратно пропорционально плотности кости.
Пиридинолин и дезоксипиридинолин являются фрагментами поперечных сшивок коллагена I типа. Стабильность коллагенового матрикса обеспечивается межмолекулярными связями, образующимися между гидроксили- зином и лизином, входящими в полипептидную цепь коллагена. Лизилоксидаза окисляет остатки гидроксилизина до альдегидов, которые конденсируются с остатками гидроксилизина или лизина соседних молекул коллагена и образуют перекрестные сшивки между двумя полипептидными цепями. При дальнейшей конденсации с новым альдегидом формируются два типа мостиков между тремя молекулами коллагена — ПИД и ДПИД. ПИД формируется из трех остатков гидроксилизина, ДПИД — из двух остатков гидроксилизина и одного остатка лизина.
Общая концентрация ПИД и ДПИД в кости составляет всего 0,3 моль/моль коллагена, из них на долю последнего приходится 22%. Наличие в моче молекул с пиридиновыми сшивками свидетельствует об активном процессе резорбции костной ткани. В качестве показателя резорбции определение этих маркеров имеет ряд преимуществ перед традиционным тестом на гидроксипролин. В отличие от гидроксипролина, сшитые пиридином аминокислоты не подвергаются катаболизму и полностью экскретируются. Кроме того, они практически не всасываются в пищеварительном тракте, поэтому их уровень не зависит от характера питания.
В многочисленных работах последних лет показано, что экскреция с мочой ПИД/ДПИД значительно возрастает у женщин в менопаузе и снижается до пременопаузального уровня на фоне лечения эстрогенами. У пациентов с ОП позвоночника уровень в моче ПИД и особенно ДПИД хорошо коррелирует со скоростью костного обмена, измеренного гистоморфометрически и с помощью кальцийкинетических методов. Для оценки резорбции кости используется определение отношения ПИД или ДПИД к концентрации креатинина в утренней порции мочи.
Продукты деградации коллагена I типа (карбокси- и аминотерминальные телопептиды — СТХ и NTX, соответственно). Во время обновления костной ткани коллаген I типа деградирует и небольшие поперечно сшитые пептидные фрагменты попадают в кровь и выделяются почками. Продукты распада коллагена можно определять как в моче, так и сыворотке с использованием тест-систем различных производителей. Для первичного ОП характерно увеличение карбокситерминального телопептида (СТХ, коммерческие наборы CrossLaps): показано, что в период менопаузы маркер резорбции CrossLaps увеличивается в сыворотке крови и моче почти в 2 раза.
Тартратрезистентная кислая фосфатаза — маркерный фермент остеокластов, является железосодержащим гликопротеином массой 30-40 кДа. Увеличение ее уровня отмечено при различных метаболических заболеваниях костей, сопровождающихся ускорением обмена костной ткани. Активность фермента во всех случаях была обратно пропорциональна плотности кости.
Остеопротегерин (OPG) и остеопротегерин-лиганд (RANKL) — новые перспективные анализы, путь от появления первого сообщения об обнаружении которых до внедрения в клиническую практику составил рекордно короткие сроки — 2-3 года. RANKL, вероятно, является наиболее адекватным маркером костной резорбции, когда его уровень повышается. Определение уровня RANKL целесообразно проводить параллельно с определением его анатагониста OPG. Основные показания для использования тест- систем RANKL/OPG:
первичный ОП;
глюкокортикоидиндуцированный ОП;
мониторинг терапии OPG;
артриты;
онкозаболевания.

Перечисленные маркеры обладают различной диагностической ценностью, однако в целом можно констатировать, что они достаточно информативны. Так, показано, что в период менопаузы увеличиваются уровни маркеров резорбции и образования кости в среднем, соответственно, на 79-97% и 37-52%. На фоне адекватного лечения все значения маркеров значительно уменьшались.

Процент снижения значений коррелирует с увеличением плотности кости, о чем судят по показателям денситометрии.

При этом биохимические маркеры значительно раньше позволяют определить эффективность лечения (например, уровень КТТК уже через 2 недели после начала терапии снижается в среднем на 25%), чем измерение плотности костной ткани (надежные данные можно получить не ранее чем через 6-12 мес).

Было также продемонстрировано, что для оценки эффективности терапии и предсказания возможности переломов более информативны маркеры резорбции, чем маркеры формирования кости. Высокая чувствительность маркеров резорбции кости в отношении реакции организма на специфическое лечение позволяет вовремя скорригировать методы терапии.

Биохимические маркеры костного метаболизма обладают высокой прогностической ценностью. Так, высокие уровни маркеров резорбции кости (превышение более чем на 2 SD), увеличивают риск переломов в 2 раза. Вместе с тем, превышение более чем на 3 SD свидетельствует об иной природе костной патологии, включая злокачественную.

Более того, результаты одновременного однократного анализа ОК, ДПИД и ГП могут прогнозировать скорость последующей потери костной ткани на протяжении 2 лет, а у женщин, отнесенных на основании определения биохимических маркеров к категории лиц с быстрой потерей костной ткани (более 3% в год), повышенная скорость утраты сохраняется на протяжении последующих 12 лет.

Исследование базального уровня биохимических маркеров позволяет также предсказать эффективность терапии ОП. Установлено, что чем выше уровень NTX, КЩФ и ОК до начала лечения, тем больше процент увеличения плотности кости через год гормонзаместительной терапии.

Международный фонд по исследованию остеопороза для оценки процессов костеобразования и для мониторинга антирезорбционной терапии рекомендует использовать два маркера: ОК и КТТК.

В последние годы с целью оптимизации диагностического процесса активно внедряются полностью автоматические системы определения этих маркеров при помощи элек- трохемилюминесцентных анализаторов, что обеспечивает высокую воспроизводимость, точность и надежность.

Такой подход позволяет экономить реактивы, сыворотку и время, кроме того, допускает выполнение не только серийных, но и единичных наблюдений, что важно для динамического наблюдения.

Заключение

Таким образом, в настоящее время клиническая медицина располагает широким арсеналом новых диагностических возможностей, использование которых имеет существенное значение как для прогнозирования риска остеопоретических переломов, так и для оценки эффективности специфической терапии.

Перед применением советов и рекомендаций, изложенных на сайте «Medical Insider», обязательно проконсультируйтесь с врачом!