Biochemiczne wskaźniki przebudowy kości

Powiązane badania: ALP

Co to są biochemiczne wskaźniki przebudowy kości ?

Markery kostne to badania wykonywane we krwi i moczu w celu wykrycia produktów przebudowy kości. Pozwalają stwierdzić nadmiernie wzmożoną resorpcję i/lub proces tworzenia kości, co może wskazywać na chorobę kości.Markery mogą służyć do oceny ryzyka złamań kości oraz monitorowania leczenia u pacjentów z chorobami układu kostnego, takimi jak osteoporoza

Czym jest kość?

Kość jest żywą, aktywną metabolicznie tkanką, której składniki są wymieniane w tempie ok. 10% rocznie. Jest zbudowana przede wszystkim z kolagenu typu I - białka tworzącego usieciowanie kości odpowiadającego za jej wytrzymałość na rozciąganie oraz z fosforanu wapnia-hydroksyapatytu i innych minerałów, który utwardza strukturę kości. Połączenie kolagenu i związków wapnia sprawia, że kości są wystarczająco twarde i jednocześnie odpowiednio elastyczne, aby utrzymać ciężar ciała i wytrzymać naprężenia. Kości i zęby zawierają ponad 99% zasobów wapnia organizmu.Pozostały 1% wapnia znajduje się we krwi.

W ciągu całego życia stara kość jest usuwana (w procesie resorpcji kostnej) przez komórki nazywane osteoklastami i zastępowana nową(kościotworzenie). Tworzenie kości jest zapoczątkowane przez komórki zwane osteoblastami, które syntetyzują białka macierzy organicznej mineralizowanej następnie przez odkładanie hydroksyapatytu (fosforanu wapnia). Ten proces przebudowy kości zachodzi w skali niewidocznej dla oka i ma na celu utrzymanie prawidłowej masy kostnej.  We wczesnym dzieciństwie i w okresie dorastania proces tworzenia nowej kości przebiega szybciej niż usuwanie starej. W rezultacie kości stają się dłuższe i zwiększa się ich masa oraz gęstość mineralna. Proces kościotworzenia przebiega szybciej niż proces resorpcji do momentu osiągnięcia szczytowej masy kostnej (największej gęstości i wytrzymałości kości) czyli do około 25-30 roku życia. Później przebudowa kości pozostaje w równowadze do około 40 roku życia, a następnie proces resorpcji kości powoli zaczyna przeważać nad procesem kościotworzenia. Ubytek masy kostnej jest najszybszy u kobiet w ciągu kilku pierwszych lat po menopauzie, ale trwa również później. Ubytek masy kostnej obserwuje się również u mężczyzn po 65 r.ż.

W jakim celu badanie jest wykonywane?

Jedno lub kilka oznaczeń można zlecić w celu ustalenia wzmożonej resorpcji i/lub procesu tworzenia kości. Markery kostne oznacza się również, jako uzupełnienie badań gęstości kości w procesie diagnostycznym chorób kości lub utraty ich gęstości. Wykorzystuje się je przede wszystkim w celu monitorowania odpowiedzi na leczenie antyresorpcyjne w chorobach kości oraz ustaleniu, czy podawana dawka leków jest odpowiednia. Markery kostne umożliwiają szybsze stwierdzenie czy pacjent odpowiada na leczenie antyresorpcyjne lub kościotwórcze niż radiologiczne badanie gęstości kości(odpowiednio po 3 – 6 miesiącach w porównaniu do 1 – 2 lat). Dzięki temu można odpowiednio dostosowywać leczenie pacjenta.

U pacjentów z rakiem piersi i stercza często występują przerzuty do kości, a badania dowodzą, że markery kostne pozwalają przewidzieć, u których pacjentów występuje wyższe ryzyko powikłań z tym związanych i którzy z tego powodu powinni przyjmować lekihamujące resorpcję kości, takie jak bisfosfoniany. Oznaczenia te ułatwiają również prognozowanie odpowiedzi pacjenta na leczenie chorób przebiegających z utratą masy kostnej.

Choroby metaboliczne kości

Osteoporoza (zrzeszotnienie kości) jest chorobą charakteryzującą się niską masą kostną i upośledzeniem mikro architektury kości.Oznacza to, że wzrasta ryzyko złamań kości, zwłaszcza szyjki kości udowej(złamanie nasady bliższej kości udowej), kręgów i kości promieniowej w okolicy nadgarstka. Choroba ta rozwija się, kiedy resorpcja kostna przeważa nad procesem kościotworzenia i jej rozwój jest bardziej prawdopodobny u osób, które nie osiągnęły optymalnej masy kostnej w wieku dojrzałym. Osteoporoza może rozwinąć się zarówno u mężczyzn, jak i kobiet. Chorobie tej można zapobiegać i można ją leczyć.


Choroba Pageta jest przewlekłym schorzeniem, które zwykle prowadzi do powiększenia i deformacji kości na skutek nasilonych procesów resorpcji i kościotworzenia (zwiększonego obrotu metabolicznego kości). W rezultacie kości są osłabione, występują bóle kostne, zapalenia stawów,dochodzi do deformacji kości i złamań. Chorobę Pageta może wywołać infekcja wirusowa o powolnym przebiegu - wirus byłby obecny w organizmie na długo przed rozwinięciem się objawów choroby. Może też mieć podłoże genetyczne, bo często występuje u więcej niż jednego członka rodziny. Choroba Pageta rzadko jest rozpoznawana u osób przed 40 rokiem życia,a chorują zarówno mężczyźni, jak i kobiety.


Przerzuty nowotworowe do kości - komórki nowotworów złośliwych, odłączające się od pierwotnego guza i wędrujące z krwią, mogą osiedlać się niemal w każdej tkance organizmu - bardzo często w kościach. Przerzuty mogą pojawić się w kościach zlokalizowanych w pobliżu lub w oddaleniu od guza pierwotnego. Należy pamiętać, że przerzuty do kości są czymś innym niż pierwotne nowotwory kości. Pierwotny nowotwór kości oznacza guz, który rozwija się najpierw w kościach. Guzy przerzutowe różnią się od pierwotnych guzów kości czynnikami ryzyka, leczeniem i rokowaniem.Guzy pierwotne kości są znacznie rzadsze niż przerzuty, choć te pojawiają się u około połowy wszystkich chorych na nowotwory złośliwe (poza chorymi na raka skóry). Większość przerzutów do kości to przerzuty raka: piersi, gruczołu krokowego, nerki, płuc, trzustki, jelita grubego, tarczycy i jajnika.Najczęściej przerzuty pojawiają się w kręgach, nieco rzadziej w kościach miednicy, kościach udowych i kościach czaszki. Przerzuty do kości są jedną z najczęstszych przyczyn bólu u pacjentów z nowotworami złośliwymi.

Jakie badania służą do wykrywania chorób kości?

Zwykle choroby kości są wykrywane za pomocą pomiaru gęstości(masy) kości metodą densytometryczną (tzw. DEXA) przy użyciu specjalnego rodzaju promieni rentgenowskich. Diagnozuje się je także używając metody ultrasonografii komputerowej (QUS) lub magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR).

Poniżej znajduje się lista niektórych markerów resorpcji i tworzenia kości,oznaczanych w próbkach krwi i/lub moczu. Trwają badania nad wykryciem nowych biomarkerów umożliwiających przewidywanie nieprawidłowej utraty masy kostnej w różnych stanach chorobowych. Wyniki oznaczeń wielu z tych markerów należy interpretować ostrożnie, z uwagi na ich zmienność w zależności od diety,wysiłku fizycznego oraz pory dnia, w której pobrano próbkę.

Badania w celu oznaczenia markerów resorpcji kości we krwi i moczu to między innymi:

  • C-telopeptyd (C-końcowy telopeptyd kolagenu typu I (CTx)) – fragment peptydu z karboksykońcowego kolagenu typu I; wykorzystywany w monitorowaniu leczenia antyresorpcyjnego np. bosfosfonianami lub metodą hormonalnej terapii zastępczej u kobiet po menopauzie oraz osób z niską masą kostną (osteopenia).
  • N-telopepdyd (N-końcowy telopeptyd kolagenu typu I (NTx)) – fragment peptydu z aminokońcowego kolagenu typu I, zaleca się wykonanie tego oznaczenia jako  punktu odniesienia przed rozpoczęciem leczenia osteoporozy, a następnie po 3 – 6 miesiącach. 
  • Dezoksypirydynolina (DPD) – produkt rozpadu kolagenu.      
  • Usieciowana pirydyna – grupa produktów rozpadu kolagenu, w skład której wchodzi DPD, stosowana w monitorowaniu odpowiedzi na leczenie; nie są tak swoiste dla kolagenu kostnego jak telopeptydy.      
  • Winianooporna kwaśna fosfataza (TRAP) 5b – 5b to izoforma TRAP wytwarzana przez osteoklasty w procesie resorpcji kości.
       

Badania w celu oznaczenia markerów  kościotworzenia:

  • Swoista dla kości fosfataza zasadowa (ALP) –  jeden z (typów) izoenzymów ALP, związany z funkcją osteoblastów. Uważa się, że pełni rolę w mineralizacji kości; zaleca się wykonanie tego znaczenia jako punktu odniesienia przed rozpoczęciem leczenia osteoporozy, a następnie po 3 – 6 miesiącach. Na wyniki może mieć wpływ ALP wątrobowa.
  • Osteokalcyna (białko kostne GLA) – białko wytwarzane przez osteoblasty; element niekolagenowej struktury kości, częściowo tylko przedostaje się do krwiobiegu. Osteokalcyna pomaga w prognozowaniu stopnia utraty masy kostnej u kobiet po menopauzie. Może również stanowić wskaźnik nasilenia przebudowy kości. Po części pomaga ustalić najskuteczniejszy sposób leczenia osteoporozy, lecz nie jest tak czuła na zmiany jak telopeptydy. Zaleca się wykonanie tego oznaczenia jako punktu odniesienia przed rozpoczęciem leczenia osteoporozy, a następnie po 3 – 6 miesiącach. Na wyniki może mieć wpływ stosowanie warfaryny.      
  • P1NP (N-końcowy peptyd prokolagenu typu I) – wytwarzany przez osteoblasty, odzwierciedla tempo tworzenia kolagenu i kościotworzenia. Oznaczenie to można zlecić łącznie z oznaczeniem markerów resorpcji kości, takich jak C- lub N-telopeptyd; najbardziej czuły marker kościotworzenia, szczególnie przydatny w monitorowaniu procesu tworzenia kości, oceny ryzyka złamań kości  oraz leczenia antyresorpcyjnego. Zaleca się wykonanie tego oznaczenia jako punktu odniesienia przed rozpoczęciem leczenia osteoporozy, a następnie po 3 – 6 miesiącach.
  •  

Podwyższone stężenie markerów kostnych we krwi lub moczu wskazuje na wzmożoną resorpcję i/lub kościotworzenie, lecz nie określa przyczyny takiego stanu. W przypadku monitorowania leczenia antyresorpcyjnego, malejący poziom markerów kostnych odzwierciedla odpowiedź na zastosowane leczenie.
Czasami wykonanie badania wymaga pobrania próbki krwi od pacjenta na czczo.Należy przestrzegać otrzymanych zaleceń dotyczących czasu pobrania próbki (np.konieczność pobrania próbki drugiego moczu porannego oddanego spontanicznie)
Użyteczność kliniczna wielu markerów kostnych posiada swoje ograniczenia, lecz trwają badania nad jej rozszerzeniem. Podstawowym zastosowaniem jest ocena skuteczności leczenia metabolicznych chorób kości oraz dostosowanie dawki leków w celu uzyskania jak najlepszych efektów leczenia ale także ocena ryzyka złamań.
Badanie wskaźników przebudowy kostnej służy najczęściej do oceny leczenia chorób metabolicznych kości i pomaga lekarzowi stwierdzić, czy organizm pacjenta odpowiada na leczenie. Umożliwiają one dużo wcześniejszą ocenę skuteczności leczenia antyresorpcyjnego czy też anabolicznego, stymulującego kościotworzenie, niż badanie gęstości kości za pomocą metody densytometrycznej. Pozwala to na zmianę sposobu leczenia u pacjentów, którzy nie reagują prawidłowo na terapię.

Kiedy zleca się badania markerów przebudowy kostnej?

W niektórych przypadkach zleca się oznaczenie markerów przebudowy razem z badaniem gęstości kości w celu rozpoznania chorób kości.Zwykle jednak badanie wskaźników przebudowy kostnej wykonuje się okresowo u pacjentów z rozpoznaną chorobą kości aby określić ryzyko złamań (oznaczenie P1NP oraz CTx) oraz w czasie leczenia, aby ocenić odpowiedź na stosowaną terapię.

Najczęściej zadawane pytania


1. Jakie leki zostały zatwierdzone przez FDA do leczenia osteoporozy?  

Hormonalna terapia zastępcza (HTZ), bisfosfoniany: np. alendronian,risedronian, kalcytonina i raloksyfen. W Polsce do leczenia osteoporozy zarejestrowane są preparaty wapniowe, witamina D i jej pochodne, kalcytonina, fluorki, bisfosfoniany: risedronian, pamidronian, klodronian, alendronian, ibandronian,leki anaboliczne: teryparatyd (1-34 PTH) iranelinian strontu, leki hormonalne, raloksifen (patrz Terapia 2007, 15(9)zeszyt 3.;www.terapia.com.pl)


2. Jak często występuje osteoporoza?  

Choroba dotyczy ponad 28 milionów Amerykanów, 80% z nich to kobiety.
Podobnie jest w Polsce choć nie ma dokładnych danych. Wg szacunków NFZ liczba złamań kości, które są konsekwencją osteoporozy wynosi około 150 tys.rocznie, w tym około 30 tys. złamań nasady bliższej kości udowej.

Linki do stron obcojęzycznych:

                         
 National Osteoporosis Foundation


The Paget Foundation