Procesy kościotworzenia – jak je badać

Tkanka kostna to rodzaj tkanki łącznej podporowej. Składa się ona z trzech rodzajów komórek: osteocytów, osteoklastów oraz osteoblastów, a także macierzy pozakomórkowej. Ulega ciągłym procesom resorpcji i tworzenia, dzięki czemu możliwe są naprawy mikrouszkodzeń, zachowanie integralności strukturalnej układu kostnego oraz wymiana składników z płynami ustrojowymi. Badania metabolizmu kostnego stanowią istotny element w diagnostyce i monitorowaniu schorzeń układu kostnego.

Diagnostyka przyczyn złamań i monitorowanie leczenia

Obecnie złotym standardem oceny ryzyka złamań oraz określania parametrów masy kostnej pozostaje badanie densytometryczne (techniką DXA, ang. dual-energy X-ray absorptiometry). Jak każda metoda, również to badanie posiada pewne ograniczenia i wady. Wyniki w nim uzyskiwane dają nam dostęp do ograniczonej informacji dotyczącej jakości tkanki kostnej. Ponadto u niektórych pacjentów pomimo prawidłowego wyniku badania DXA dochodzi do złamań, dlatego bardzo dobrym rozwiązaniem jest połączenie dwóch metod i włączenie do diagnostyki oznaczania biochemicznych markerów obrotu kostnego. Badanie markerów obrotu kostnego zostało ujęte w rekomendacjach w aspekcie monitorowania efektów leczenia, ponieważ stężenie tych cząsteczek biochemicznych zmienia się już po upływie ok. 2 miesięcy od wdrożenia terapii, w przeciwieństwie do badania DXA, gdzie czas ten może wynosić nawet 2–3 lata.

Markery tworzenia kości

Markery obrotu kostnego to specyficzne białka i enzymy, które uwalniane są przez komórki kościotwórcze (osteoblasty) i kościogubne (osteoklasty). Można je podzielić na dwie grupy: markery resorpcji kości oraz markery tworzenia kości. Najprościej mówiąc, pierwsze z nich są enzymami określającymi aktywność osteoklastów i produktami rozpadu kolagenu typu 1, natomiast markery tworzenia kości to enzymy opisujące aktywność osteoblastów i produkty rozpadu prokolagenu typu 1, który jest prekursorem powstawania kolagenu typu 1. Poniżej przedstawiono najważniejsze markery tworzenia kości wraz z charakterystyką:

P1NP, N-końcowy propeptyd prokolagenu typu 1 (ang. procollagen type 1 aminoterminal propeptide) jest białkiem uwalnianym podczas syntezy kolagenu z prokolagenu typu 1, powstaje w wyniku proteolitycznego rozpadu prekursora kolagenu. Stężenie P1NP odpowiada liczbie nowo powstałych cząsteczek kolagenu typu 1, opisując tym samym dynamikę procesu kościotworzenia. P1NP wykazuje bardzo niską zmienność dobową i stabilność w temperaturze pokojowej, a jego poziom nie ulega zmianom po posiłku, dzięki czemu pacjenci przed badaniem nie muszą być na czczo. Został ujęty w rekomendacjach jako marker procesu kościotworzenia.
P1CP, C-końcowy propeptyd prokolagenu typu 1 (ang. procollagen type 1 carboxyterminal propeptide) podobnie jak P1NP jest to produkt rozpadu prokolagenu typu 1. Charakteryzuje go jednak krótki okres półtrwania (6–8 minut), co znacznie utrudnia wykonywanie analiz. Ponadto wykazuje dużą zmienność dobową, z maksimum przypadającym w nocy i minimum rano.
BAP, fosfataza zasadowa izoenzym kostny (ang. bone alkaline phosphatase) to swoisty marker aktywności osteoblastów. Charakteryzuje się minimalnym wpływem przyjmowanego pokarmu na oznaczane wartości, wysoką stabilnością oraz długim okresem półtrwania. Do wad tego markera należy wysoka reaktywność krzyżowa z izoformami BAP pochodzącymi z wątroby.
Osteokalcyna (ang. osteocalcin) stanowi główne niekolagenowe białko kości i wpływa na mineralizację osteoidu. Jest białkiem swoistym dla tkanki kostnej. Wykazuje dużą zmienność dobową, niestabilność i krótki okres półtrwania. Podwyższony poziom tego markera rejestruje się m.in. w przypadku osteoporozy, nadczynności przytarczyc, choroby Pageta, pierwotnych nowotworów kości i przerzutów nowotworowych do kości.

Podsumowanie

Rozszerzenie rutynowej diagnostyki o markery obrotu kostnego budzi nadzieje na znalezienie idealnych wskaźników resorpcji i tworzenia kości. Bardzo często cechują się one wysoką zmiennością dobową, ponieważ są to cząsteczki biochemiczne. Należy pamiętać, że markery obrotu kostnego oznaczane w surowicy lub moczu pokazują zmiany zachodzące w metabolizmie całego szkieletu i nie są specyficzne tylko dla osteoporozy. Pomimo ograniczeń markery obrotu kostnego wydają się bardzo dobrym uzupełnieniem badań DXA w diagnostyce osteoporozy oraz świetnym narzędziem do monitorowania postępów terapii.