kosti, a mononuklearni fagociti čiste detritus i pripremaju kost za dejstvo osteoblasta u sledećoj fazi remodelovanja. U menopauzi zbog nedostatka estrogena životni vek osteoklasta se produžava (3, 10). U ovoj fazi dolazi do privlačenja i naseljavanja lakunarne pukotine osteoblastima, verovatno pod dejstvom fragmenata kolagena. Ukoliko je lakuna previše duboka, na primer zbog produžene aktivnosti osteoklasta, tada je i naredna faza poremećena, što ima ulogu u patogenezi osteoporoze (6). Faza izgradnje kosti nastupa nakon faze resorpcije i traje oko 3 meseca. U izgradnji nove kosti učestvuju osteoblasti regrutovani iz multipotentnih osteogenih ćelija kostne srži. Na mestu razgrađene kosti osteoblasti stvaraju nemineralizovanu koštanu ekstracelularnu supstancu (osteoid), koja se zatim postepeno mineralizuje. Osteoid sadrži veliku količinu belančevina i to: osteokalcin, kolagen tip 1, koštanu alkalnu fosfatazu, nekolagene belančevine, hijaluron, proteoglikane i glikoproteine (12). Kolagen se luči kao prokolagen sa čijih se krajeva dejstvom proteaza osteoblasta otcepljuju manji fragment, kada nastaje kolagen tip 1. Kolagena vlakna se zatim slažu jedna na drugo i povezuju međusobno gradeći molekul čvrstog, zrelog kolagena za koji će postepeno vezivati kalcijum i fosfat gradeći ponovo kristalnu rešetku hidroksilapatita. Nakon ovog nastupa faza mirovanja koja traje oko 2 godine (11). Biomarkeri metabolizma kostiju Markeri metabolizma kostiju se dele na tri grupe: markeri koštane resorpcije, markeri broja osteoklasta i markeri izgradnje kosti (1). U Tabeli 2 su prikazani do sada priznati markeri metabolizma kostiju. Markeri koštane resorpcije kolagena su različiti fragmenti koštanog matriksa nastali aktivnošću osteoklasta za vreme faze resorpcije kosti. U tu grupu spadaju NTX i CTX-1 telopeptidi kolagena koji nastaju dejstvom katepsina K na kolagen tip 1. Manje senzitivni markeri koštane resorpcije su deoksipiridinolini (DPYR/ DPD), piridinolini (PYR), kao i hidroksiprolin (13). Dejstvom MMP na kolagen tip 1 nastaje C-terminalni telopeptid (ICTP) (2) koji je na primer dobar marker resorpcije kosti kod metastaza u kostima ali ne i kod osteoporoze (6). Markeri broja osteoklasta su enzimi koje stvaraju osteoklasti, i to tartarat-rezistentna kisela fosfataza (TRAP; taratrate-resistent acid phosphatase), i moguće, katepsin K. Kisela fostataza je lizozomalni enzim prisutna u mnogim ćelijama i trombocitima. Deluje kao hidrolaza organskih i neorganskih estara fosforne kiseline. U ćelijama monocitno/ makrofagne loze prisutan je izoenzim 5 kisele fosfataze koji, za razliku od drugih izoenzima, zadržava aktivnost i posle izlaganja dejstvu K, Na-tartarata (5). Postoje međutim dve alelske varijante ove izoforme 5, i to TRAP5a, prisutna u makrofagima, i TRAP5b, prisutna samo u osteoklastima. Zbog toga, aktivnost izoenzima TRAP5b u serumu ima dijagnostičku i prognostičku vrednost u evaluaciji osteoporoze, metastaza tumora u kostima, hronične bubrežne insuficijencije (2), a možda i drugih metaboličkih bolesti kostiju (15). S druge strane, aktivnost TRAP5a u serumu nije povezana sa bolestima kostiju, ali ima veze sa aktivisanim makrofagima i hroničnom inflamacijom. Što se tiče katepsina K, njegova evaluacija i dalje traje jer je potrebno razjasniti da li je on marker broja ili aktivnosti osteoklasta.
82
PRAXIS MEDICA
Tabela 2. Biohemijski markeri koštanog metabolizma Markeri resorpcije kolagena N-terminalni unakrsni telopeptid kolagena C-terminalni unakrsni telopeptid kolagena C-terminalni telopeptid kolagena Deoksipirolidin / Pirolidin Hidroksiprolin Osteoklastni markeri Tartarat-rezistentna kisela fosfataza Koštani sijaloprotein Katepsin K Ligand RANK-a * Osteoprotegerin * Markeri osteogeneze Koštana alkalna fosfataza Osteokalcin C-terminalni pro-fragment kolagena N-terminalni pro-fragment kolagena
Uzorak
Metode određivanja
NTX (urin i serum)
ELISA, RIA, ECLIA
CTX-1 (urin i serum)
ELISA, RIA, ICMA
ICTP (serum)
RIA
DPYR/ PYR (urin) OH-Pro (urin)
HPLC Kolorimetija, HPLC
TRAP (serum/ plazma) BSP (serum) Sat K (serum) RANKL (serum) OPG (serum)
ELISA, RIA ELISA, RIA ELISA, RIA, ECLIA ELISA, RIA, ECLIA
BSAF (serum) OCP (serum)
Kolorimetija, ELISA ELISA, RIA, ECLIA
PICP (serum)
ELISA, RIA
PINP (serum)
ELISA, RIA
Kolorimetija, ELISA
Markeri formiranja kosti se mogu podeliti u dve kategorije: a) proteini i b) fragmenti pro-kolagena. Proteini markeri formiranja kosti predstaljaju odraz povećane diferencijacije osteoblasta, i tu spadaju na primer koštani izoenzim alkalne fosfataze i osteokalcin (13). Fragmenti pro-kolagena se oslobađaju za vreme ugradnje nezrelog kolagena u koštani matriks, pa prema tome predstavljaju direktne markere formiranja kosti (2). Tu spadaju N-terminalni (PINP) i C-terminalni profragment (PICP) kolagena tip-1 (5).
ZAKLJUČAK Osteoporaoza se klinički definiše kao sistemski skeletni poremećaj sa smanjenom koštanom masom i oštećenjem mikroarhitekture kostiju, što podrazumeva smanjenu mineralnu gustinu i pogoršan kvalitet koštanog tkiva. U biohemijskom pogledu, osteoporoza predstavlja disbalans procesa remodelovanja kosti, odnosno prevagu kataboličkih reakcija koštane degradacije nad anaboličkim reakcijama biosinteze novog koštanog matriksa i/ ili njegove mineralizacije. I u našim uslovima metoda denzitometrije kostiju postaje sve zastupljenija u dijagnostikovanju osteoporoze. Iako je ova metoda jednostavna, reproducibilna i pouzdana kada se radi o kvalitetu i mineralizaciji koštanog tkiva, glavni nedostatak je što ne diferencira osteoporozu od osteomalacije. Iznad svega, metoda denzitometrije ne pruža nikakvu informaciju o vrsti, odnosno molekulskom mehanizmu poremećaja metabolizma kostiju, koji je od izuzetne važnosti za način lečenja promena. Brojnost i raznolikost koštanih markera predstavljaju prednost u proučavanju normalnog i patološkog metabolizma ovog tkiva, i putokaz pravilnom odabiru terapije osteoporoze. Postoje međutim izvesna ograničenja koja se odnose na nedovoljnu kliničku validaciju pojedinih biohemijskih markera koštanog metabolizma, i na tom polju se vode intenzivna istraživanja. Dosadašnja iskustva na svetskom nivou su pokazala da se kombinacijom denzitometrije i koštanih markera postižu najbolji rezultati u dijagnostikovanju i praćenju pacijenata sa osteoporozom.