Определение
Остеопорозата е системно скелетно заболяване, характеризиращо се с ниска костна маса и нарушение на микроархитектониката на костната тъкан, което води до повишена порьозност и изтъняване на костите и увеличен риск от фрактури. Това е най-честата причина за счупвания при възрастните хора, като най-засегнати са прешлените на гръбначния стълб, костите на предмишницата, китката и тазобедрената става.
Остеопорозата обикновено протича безсимптомно, докато не възникне фрактура, която може да възникне дори при незначителен стрес или спонтанно. Възстановяването след счупване може да бъде придружено от хронична болка и намалена способност за извършване на обичайни дейности.
Основни причини за остеопороза са намалената пикова костна маса и повишената костна загуба. При жените загубата на костна маса се ускорява след менопаузата поради понижените нива на естроген, а при мъжете – след андропаузата поради спад в нивата на тестостерон. Различни заболявания и медикаменти също могат да допринесат за развитието на oстеопороза, включително хроничен алкохолизъм, анорексия, хипертиреоидизъм, бъбречни заболявания и хирургично отстраняване на яйчниците. Определени лекарства, като глюкокортикостероиди, някои антиконвулсанти, инхибитори на протонната помпа и селективни инхибитори на обратното захващане на серотонина, също могат да ускорят загубата на костна маса. Допълнителни рискови фактори са тютюнопушенето и липсата на физическа активност.
Диагнозата остеопороза се поставя при костна плътност, която е с 2,5 стандартни отклонения под нормата спрямо тази на млад възрастен, измерена чрез двуенергийна рентгенова абсорбциометрия (DXA).
Превенцията включва подходящ хранителен режим в детството, хормонозаместителна терапия за жени в менопауза и избягване на медикаменти, ускоряващи костната загуба. Лечението се фокусира върху намаляване на риска от фрактури чрез здравословен начин на живот, физическа активност и прием на бифосфонати при пациенти с предходни фрактури. Заболяването е по-често срещано с напредване на възрастта и засяга предимно жени, като е по-разпространено сред хора от бялата и азиатската раса.
Биомаркери за костно образуване
Алкалната фосфатаза (ALP) е ензим, намиращ се в кръвта, като част от нея се произвежда в костите. Измерването на общата ALP чрез кръвен тест може да даде информация за метаболитната активност на костите. Нивата на ALP варират според възрастта, пола и други фактори, а необичайни концентрации могат да насочат към костни заболявания като остеопороза, Рахит и Болест на Пейджет. При остеопороза нивата на ALP могат да бъдат повишени, а ефективността на лечението може да бъде проследена чрез промяната им.
- Костно-специфична алкална фосфатаза (BALP)
BALP представлява специфична форма на ALP, която се произвежда от остеобластите и отразява тяхната активност. Различни методи като електрофореза и имунологични тестове се използват за точното ѝ измерване. BALP се използва за мониторинг на остеопоротични процеси, като повишената ѝ активност показва засилена костна резорбция и реконструкция.
Остеокалцинът е протеин, произвеждан от остеобластите и играе роля в минерализацията на костите. Той е основен биомаркер за костно изграждане, като нивата му в кръвта са показател за скоростта на костното формиране. Изследвания показват, че при жени с остеопороза нивата на остеокалцин са значително по-високи в сравнение с тези при здрави жени, а също така той може да бъде използван за оценка на ефективността на лекарства за костно изграждане.
- Проколаген тип 1 N-терминален пропептид (P1NP)
P1NP е продукт от синтеза на колаген тип 1, който е основният структурен протеин в костите. Този биомаркер се използва за оценка на скоростта на костното формиране и има висока чувствителност при диагностика на остеопороза. Установено е, че нивата на P1NP при жени с остеопороза са значително по-високи в сравнение със здрави жени, което го прави важен инструмент за мониторинг на терапевтичния отговор при пациенти.
- Проколаген тип 1 C-терминален пропептид (P1CP)
P1CP също е биомаркер на костното изграждане, който показва нивото на синтеза на колаген тип 1. Той има кратък полуживот в кръвта, но показва добри корелации с костната формация. Използва се за оценка на ефекта от различни медикаменти върху костния метаболизъм.
Тези биомаркери са от съществено значение за диагностицирането и мониторинга на остеопороза и за проследяване на ефективността на терапията.
Биомаркери за костна резорбция
Хидроксипролинът е аминокиселина, получена при разграждането на колаген тип I, който е основен компонент на костния матрикс. Повишените нива на HYP в урината са индикатор за засилена костна резорбция, особено при жени с постменопаузална остеопороза. Въпреки това, HYP не е специфичен биомаркер, тъй като може да произлиза и от други тъкани, като кожа и хрущял. Поради тази причина той е заменен от по-специфични маркери.
Хидроксилизинът е модифицирана форма на лизин, която се отделя в кръвообращението при разграждането на колагена. Неговият вариант галактозилиран хидроксилизин (GHYL) е специфичен за костна резорбция и е по-надежден биомаркер от HYP. Високите нива на GHYL в урината могат да показват нарушения в колагеновата структура на костите и да се използват за диагностика на остеопороза.
DPD е кръстосано свързваща молекула, която стабилизира колагена в костите. При костна резорбция DPD се освобождава и се екскретира в урината, като около 40% е в свободна форма, а 60% е свързан с пептиди. Днес DPD се измерва чрез автоматизирани имуноанализи, което го прави клинично приложим биомаркер за мониторинг на остеопороза и метаболитни костни заболявания.
PYD е друг вид колагенов кръстосано свързващ маркер, но той се намира не само в костите, но и в хрущялите, сухожилията и кръвоносните съдове, което го прави по-малко специфичен в сравнение с DPD.
- Костен сиалопротеин (BSP)
BSP е гликопротеин, който участва в минерализацията на костния матрикс и се секретира от остеобластите, остеокластите и одонтобластите. Неговите нива в серума корелират с активността на костната резорбция и могат да бъдат използвани за оценка на остеопоротични състояния.
Остеопонтинът е фосфорилиран гликопротеин, който се свързва с остеокластите и подпомага костната резорбция. Повишени нива на OP са наблюдавани при жени с постменопаузална остеопороза, което го прави потенциален биомаркер за оценка на ефективността на лечението с паратиреоиден хормон.
- Тартрат-резистентна кисела фосфатаза 5b (TRAP 5b)
TRAP 5b е ензим, секретиран от активните остеокласти и използван за мониторинг на тяхната активност. Той се разгражда в черния дроб и се екскретира в урината, като нивата му в серума могат да се измерват чрез имуноанализи. TRAP 5b е високо специфичен и чувствителен биомаркер за костна резорбция и е използван при пациенти с остеопороза и метастази в костите.
- Карбокси-терминален кръстосано свързан телопептид на колаген тип 1 (CTX-1)
CTX-1 е специфичен биомаркер за костна резорбция, отделян по време на разграждането на колаген тип I. Измерва се чрез ELISA и е широко използван за мониторинг на ефекта от бисфосфонатната терапия при остеопороза. Важно е пробите за CTX-1 да се вземат на гладно, тъй като храненето значително влияе на нивата му.
- Амино-терминален кръстосано свързан телопептид на колаген тип 1 (NTX-1)
NTX-1 е друг маркер за костна резорбция, който е по-стабилен в урината от CTX-1 и не се влияе от приема на храна. NTX-1 се използва за оценка на риска от фрактури при постменопаузални жени.
CTSK е ензим, секретиран от остеокластите, който разгражда костната матрица. Повишените му нива в серума корелират с ниска костна плътност и по-висок риск от фрактури. CTSK може да бъде използван като потенциален биомаркер за оценка на риска от остеопороза и прогнозиране на фрактури.
Тези биомаркери играят ключова роля в разбирането на костния метаболизъм и в клиничната оценка на заболявания като остеопороза, като помагат за диагностика, мониторинг на лечението и прогнозиране на риска от фрактури.
Регулатори на костния търновър
- Рецепторен активатор на NF-κB лиганд (RANKL)
RANKL е ключов регулатор на костната резорбция, произвеждан от остеобластите. Той свързва рецептора RANK на остеокластните прекурсори, стимулирайки тяхното узряване и активност. Установено е, че инхибирането на RANKL намалява остеокластогенезата и костната резорбция, което има терапевтично значение при остеопороза. Серумните нива на RANKL се използват за оценка на метаболитните костни заболявания и прогнозиране на риска от фрактури. Въпреки това, клиничната му употреба като биомаркер все още изисква допълнителни проучвания.
OPG е секретиран разтворим рецептор, който се произвежда от различни тъкани, включително остеобластите. Основната му роля е да действа като „примамлив“ рецептор за RANKL, като блокира взаимодействието му с RANK и по този начин инхибира остеокластогенезата. Изследвания върху мишки показват, че нок-аут на OPG води до тежка остеопороза, докато свръхекспресията му причинява остеопетрозни промени. OPG може да бъде измерван в серум и плазма чрез ELISA анализи, но неговата роля като клиничен биомаркер за активността на костните заболявания все още се проучва.
DKK-1 е инхибитор на Wnt сигналния път и е важен регулатор на костния търновър. Произвежда се от остеобластите и циркулира в кръвта, като потиска костното формиране. Серумните нива на DKK-1 корелират с костната минерална плътност (BMD), като по-високите му стойности се свързват с намалена костна формация. Проучвания показват, че нивата на DKK-1 намаляват при лечение с анастрозол при пациенти с рак на гърдата, което подчертава значението му в костния метаболизъм. Необходими са дългосрочни изследвания, за да се установи клиничното му приложение като биомаркер за остеопороза.
Тези регулатори играят критична роля в костния метаболизъм и могат да бъдат използвани за оценка на костната резорбция, формиране и риска от остеопороза.
Референции:
