Ідеальний маркер руйнування кісткової тканини (кісткової резорбції) — це продукт деградації компонентів кісткового матриксу, який є відсутнім в інших тканинах і не використовується в процесі утворення кістки. Його рівень у крові не повинен контролюватися гормонами. При руйнуванні колагену деякі його метаболіти вивільняються в кровотік, виводяться нирками і є специфічними для кісткової тканини. Остеокласти одночасно секретують деякі ферменти, які можуть використовуватися як маркери активності руйнування кістки.

Маркери руйнування кісткової тканини:

— оксипролін

— галактозілоксілізін — ГОЛ

— тартрат-резистентна кисла фосфатаза (ТРКФ)

— піридинолін і деоксипиридинолин

— карбоксітермінальний телопептиду колагену 1-го типу (ICTP)

— Cross-Laps

— N-телопептиду

оксипролина

Колаген містить близько 13% оксипролина . Він утворюється в результаті вітамін С-залежного гидроксилирования з пролина завдяки освіті водневих зв'язків.

У процесі розпаду колагену оксипролін вивільняється в кровотік у вигляді як вільного олигопептида, так і в поліпептидного формі, оскільки не може повторно використовуватися для синтезу цього білка. Тому значна частина ендогенного оксипролина, що знаходиться в біологічних рідинах, є продуктом розпаду різних форм колагену.

Оскільки половина всієї кількості колагену знаходиться в кістках, де його метаболізм відбувається швидше ніж в інших тканинах, то припускають, що екскреція оксипроліну з сечею відображає процес резорбції кістки. Однак зв'язок оксипролина, який виводиться із сечею, з метаболізмом колагену є надзвичайно складною.

Близько 90% оксипролина, який вивільняється під час кісткової резорбції, перетворюється у вільну амінокислоту і циркулює в крові, потім фільтрується, майже повністю реабсорбується і в подальшому окислюється в печінці до вуглекислого газу і сечовини. Отже, сумарний вміст оксипроліну в сечі відображає розпад кісткового колагену лише на 10%.

При дослідженні добової екскреції оксипроліну протягом декількох днів до цього потрібно дотримуватися дієти, яка виключає желатінсодержащіе продукти. Ефективним також є 12-годинне голодування перед дослідженням. Екскрецію оксипролина з сечею натщесерце оцінюють по відношенню до концентрації креатиніну в тій же порції сечі.

оксипролина в підвищених концентраціях екскретується в сечу при станах, що супроводжуються підвищеним кістковим обміном, при остеомаляції, акромегалії, глюкокортикоид-індукованому остеопорозі. Найбільш високі показники визначаються при гиперпаратиреозе.

Галактозілоксілізін — ГОЛ

Утворюється, як і оксипролін, в остеобластів в результаті гідроксилювання лізину з наступним його гліколізілірованіем. Він міститься виключно в коллагене 1-го типу і відсутнє в колагенових пропептиду.Тому галактозілоксілізін

Оскільки абсолюно і загальний вміст гідроксілізінових глікозидів в кістковій і м'яких тканинах істотно відрізняється, то припускають, що виділення ГОЛ з сечею є більш чутливим маркером руйнування кісткової тканини, ніж виділення оксипролина.

Тартрат-резистентна кисла фосфатаза (ТРКФ)

Кислі фосфатази — це група лізосомальних ферментів, здатних гідролізувати фосфорні моноефіри в кислому середовищі. Вони присутні, головним чином, в кістковій тканині, передміхуровій залозі, тромбоцитах , еритроцитах , селезінці (фракції ізоферментів). Ці фракції легко розрізняються за субстратної специфічності і кінетикою.

Кісткова фракція кислої фосфатази відрізняється тим, що L (+) — тартрат не пригнічує її активність, на відміну від простатичної фракції. Кисла фосфатаза перебуває на кісткової поверхні, яка звернена до «гофрованого краю» (плазмоленной оборки) — місця найбільш активного окислення.

Рівень ТРКФ достовірно підвищується при різних метаболічних остеопатії, що супроводжуються високою швидкістю кісткового обміну, при посиленій кісткової резорбції, а також після видалення яєчників.Однак клінічне значення цього маркера при остеопорозі необхідно ще встановити.

пірідиноліну і деоксипиридинолин

кожна молекула колагену містить поряд з водневими зв'язками елементи з'єднання ( «зшивання» — cross-links ), структура яких неоднорідна в різних типах колагену. У коллагене 1-го, 2-го, 3-го і 9-го типів їх структри була розшифрована — це піридинолін і деоксипиридинолин .

Оскільки колагеновий матрикс в найбільшій кількості знаходиться в кістки, а швидкість її метаболізму перевищує інші тканини, вважається, що джерелом пірідиноліну і деоксипиридинолина в біологічних рідинах є саме колаген кісткового походження. Відносний вміст пірідиноліну і деоксипиридинолина змінюється в залежності від виду тканини, для кістки це співвідношення дорівнює 3.

пірідиноліну і деоксипиридинолин вивільняються з кісткового матриксу при розробці його остеокластами.Ці колагенові «зшивання» в організмі не метаболізуються і виводяться нирками у вільній формі (близько 40%) і в пов'язаної з пептидами (60%), де можливе їх визначення імуноферментним методом або методом високоефективної рідинної хроматографії під високим тиском з наступним флюоресцентним аналізом.

Таким чином, визначення екскреції пірідиноліну і деоксипиридинолина з сечею має певні переваги перед оксипролина:

— по-перше, колаген некостного походження значно менше впливає на вміст у крові і сечі цих cross -links ,

— по-друге, їх визначення не вимагає дотримання дієти перед дослідженням,

— по-третє, відсутність метаболічних перетворень пірідиноліну і деоксипиридинолина до моменту виведення з сечею.

Ці маркери вважаються високочутливими і специфічними.Деоксипиридинолин за специфічністю навіть перевершує піридинолін, оскільки міститься тільки в кістковій тканині і в незначній кількості — в дентині. Екскреція пірідиноліну і деоксипиридинолина підпорядковується циркадних ритмів: збільшується вночі і зменшується днем. Це, ймовірно, відображає посилення процесів обміну кісткової тканини і її розробці в нічний час.

Проведені дослідження відзначили, що рівень екскреції цих речовин з сечею — відмінний маркер кісткового обміну, особливо для оцінки ремоделювання в постменопаузальному періоді у жінок.Екскреція цих речовин також зростає при остеомаляції і первинному гиперпаратиреозе.

Карбоксітермінальний телопептиду колагену 1-го типу ( ICTP)

Є продуктом розпаду колагену. Він складається з трьох перехресно пов'язаних пептидних фрагментів, кожен з яких включає приблизно 14-18 амінокислотних залишків. ICTP утворюється при деградації колагену під дією трипсину або коллагеназ і є компонентом карбоксітермінального ділянки (С-ділянки) альфа ланцюга колагену. Концентрація ICTP зростає при остеопорозі з високим рівнем кісткового обороту, гиперпаратиреозе, кісткових метастазах. Зате більшість авторів вважають, що ICTP є показником метаболізму колагену, а не специфічним маркером кісткового ремоделювання. Визначають карбоксітермінальній телопептиду колагену 1-го типу в крові радіоімунним методом.

Cross-Laps

Цей термін використовується для характеристики пептиду, що складається з 8 амінокислот:

Glu-Lys-Ala-His-Asp-Glc-Gly-Arg

Cross-Laps є компонентом карбоксітермінального телопептиду колагену 1-го типу (CTx) і утворюється при ферментативної деградації колагену. Ця послідовність позбавлена ​​подальшого руйнування. Збільшення екскреції CTx опредяют при остеопорозі, хвороби Педжета, первинному гиперпаратиреозе і гіпертиреозі. Є передумови вважати, що компоненти розпаду С-телопептиду зі специфічними маркерами кісткової резорбції. Лабораторну діагностику остеопорозу визначенням Cross-Laps проводять в сечі твердофазним імуноферментним методом.

N-телопептиду

N-телопептиду — це амінотермінального перехресно-пов'язаний пептидний фрагмент колагену 1-го типу, який утворюється в процесі остеокластів-опосередкованої резорбції кістки.Є дані, що N-телопептиду володіє більшою специфічністю і чутливістю для діагностики остеопорозу та оцінки ефективності протівоостеопоротіческого лікування, ніж піридинолін.