Статьи Биохимия
|
|
|
|
Биохимические маркеры метаболизма костной ткани
… определение активности костного метаболизма, может позволить врачу корректировать назначаемую терапию, до окончательного подтверждения диагноза денситометрическими методами.Определение биохимических маркеров формирования костной ткани пока не являются частью рутинной диагностической программы исследования пациентов с метаболическими заболеваниями костей. В будущем они могут с пользой применяться для мониторинга течения болезни и эффективности лечения.
Метаболизм костной ткани характеризуется двумя противоположными процессами: образованием новой костной ткани остеобластами и резорбцией (деградацией) старой остеокластами. Масса кости зависит от баланса между резорбцией и образованием кости в данный период времени в зависимости от количества активированных участков ремоделирования (которому подвергается от 2 до 10% скелета в год). В норме количество новообразованной ткани эквивалентно разрушенной. При всех заболеваниях скелета происходят нарушения процессов ремоделирования кости, что сопровождается возникновением отклонений в уровне биохимических маркеров.
Имеются общие маркеры формирования новой костной ткани, такие как костно-специфическая щелочная фосфатаза, остеокальцин плазмы, проколлаген I, пептиды плазмы. К биохимическим маркерам резорбции кости относятся кальций в моче и гидроксипролин, пиридинолин мочи и дезоксипиридинолин, являющиеся производными поперечных волокон коллагена, специфичных для хрящей и костей. Эти маркеры вероятно приобретут еще большее значение в будущем, так как они являются высокочувствительными. Другими маркерами резорбции кости являются кислая тартрат-резистентная фосфатаза плазмы, коллагеновых телопептиды I типа в плазме и в моче и некоторые др. Продолжает работа по оптимизации методов их оценки.
По-видимому, особенно важным может быть определение дефекта карбоксилирования остеокальцина плазмы, так как таким образом можно выявить дефекты в костном матриксе, и, соответственно, дефекты качества кости с учетом дефицита витаминов D и К. Выявление этих дефектов является прогностическим признаком повышенного риска перелома пяточной кости из-за повышения ее хрупкости.
Справочная информация:
Щелочные фосфатазы - мембранные ферменты, высвобождающиеся в плазму крови. Костная щелочная фосфатаза неспецифична, так как дает перекрестные реакции с другими изоферментами. Известно, что костная щелочная фосфатаза участвует в созревании матрикса кости и его минерализации и осуществляет свое действие при участии 1,25-диоксихолекальциферола.
Остеокальцин - неколлагеновый кальцийсвязывающий белок с молекулярной массой 5700 Да, синтезируемый остеобластами и одонтобластами, который определяется в сыворотке крови. Остекальцин обогащен гамма-карбоксиглутаминовой кислотой и для его синтеза требуется витамин К.
Проколлагеновые пропептиды . Коллаген I типа синтезируется остебластами в виде проколлагена I типа, который является большой молекулой, содержащей карбокси- и аминоконцевые пропептиды, отделяющиеся от основной молекулы после выброса проколлагена из клетки. Очищенная молекула коллагена I типа включается в построение фибрилл костного матрикса, а проколлагеновые пропептиды выбрасываются в экстрацеллюлярную жидкость. Соотношение между количеством коллагена, откладываемого в костный матрикс, и количеством проколлагеновых пропептидов, поступающих в кровоток, теоретически равняется 1, поэтому уровень проколлагеновых пропептидов позволяет судить о возможности остеобластов продуцировать коллаген I типа.
Пиридинолин и дезоксипиридинолин представляют собой образуемые из лизина и гидроксилизина пиридиновые соединения, формирующие перекрестно-связанные ковалентные связи, стабилизирующие молекулу коллагена. При исследовании особенностей распределения пиридиновых связей коллагена в различных типах соединительной ткани было установлено, что костная ткань является основным источником пиридинолина биологических жидкостей организма. Хотя в количественном отношении пиридинолина как межмолекулярная связь коллагеновых молекул преобладает в хрящевой ткани, сухожилиях и связках, более активный метаболизм костной ткани всегда приводит к тому, что определяемый в моче пиридинолин имеет преимущественно костное происхождение. Дезоксипиридинолин в отличие от пиридинолина обнаруживается в основном в коллагене костной ткани, в которой соотношение (пиридинолин):(дезоксипиридинолин) составляет 4:1. Следует отметить, что это соотношение сохраняется в моче взрослых, где на долю дезоксипиридинолина приходится 20-22% от общего уровня экскреции пиридиновых связей коллагена, что является еще одним косвенным доказательством специфичности обоих аналогов для костной ткани.
!!! Наиболее точным маркером костного образования в настоящее время признают исследование содержания остеокальцина в крови. Наиболее информативным маркером костной резорбции является деоксипиридинолин.
В последнее время актуальным становится подход, согласно которому по одному анализу мочи или крови можно вычислить для данного индивидуума потерю костной массы, оценивая наличие определенных биохимических маркеров с учетом возраста, массы тела и роста. Подобное исследование, проведенное вскоре после наступления менопаузы, может помочь определить, есть ли необходимость в проведении медикаментозной терапии, если выявляется повышенный риск возникновения переломов. Кроме того, облегчается подбор дифференцированной терапии («быстрая или медленная потеря костной ткани»), можно более эффективно мониторировать течение заболевания (то есть изменения фенотипа) и более того, успех в лечении достигается быстрее без применения сложного оборудования. Такой подход к постановке диагноза оптимален только в комплексе с точными измерениями плотности кости, так как таким образом определяются две наиболее важные детерминанты остеопороза, а именно наличие ускоренной потери костной массы и низкой массы кости.
!!! Такми образом, по биохимическим показателям можно:
(1) при профилактическом обследовании выявить пациентов с метаболическими нарушениями процессов ремоделирования и резорбции костной ткани;
(2) оценить и прогнозировать уровень потери костной массы;
(3) быстро оценить эффективность терапии, адекватность дозы препарата и о его переносимость (уже через 2-3 месяца), то есть костные маркеры полезны для оценки эффективности терапии в сравнительно короткие промежутки времени, когда денситометрическое исследование еще не информативно; полагают, что повторные денситометрические исследования надо выполнять не чаще одного раза в год;
(4) выбрать наиболее эффективный препарат и определить оптимальный уровень его дозировки индивидуально для каждого пациента, а, следовательно, существенно сократить материальные и временные затраты пациента на лечение.
Вопросы, касающиеся ценности постановки диагноза остеопороза, в настоящее время являются типичными для медицины вообще. Если сравнивать остеопороз с цереброваскулярной болезнью и ишемической болезнью сердца, осложнениями в этих случаях являются инсульт и инфаркт миокарда соответственно. Общеизвестными факторами риска в этих случаях являются гипертензия, гиперхолестеринемия и гиперлипопротеинемияю. Общепризнанна важность профилактического лечения или устранения указанных факторов риска во избежание осложнений. Если перенести эту ситуацию на остеопороз, осложнением является возникновение переломов, а фактором риска является хрупкость костей скелета. Параметры, которые необходимо исследовать в последнем случае – это масса костей (существующий риск) с одной стороны и биохимические маркеры в плазме и моче, которые являются предикторами потери костной массы (риск в будущем), с другой стороны. Рассмотрение этих факторов специалистами медиками и подключение их, например, к профилактическим программам страховой системы должны стать основным направлением профилактики остеопороза.
!!! Высокие уровни маркеров резорбции костей, превышающие норму в 2 раза, связывают с двукратным увеличением риска переломов; пациенты с остеопорозом, имеющие уровни маркеров резорбции костей, превышающие нормы в 3 раза, имеют другую метаболическую костную патологию (включая злокачественную).