24.2
Laboratorní ukazatele kostního metabolismu
Rozdělují se na ukazatele novotvorby kostní tkáně a ukazatele jejího odbourávání. Odrážejí pouze více či méně specificky resorpci kosti a její výstavbu, resp. jejich poměr a nejsou specifické pro jednotlivé choroby kostí. Primární osteoporóza působí jen mírný nárůst laboratorních ukazatelů kostní remodelace. Je-li kterýkoli z nich zvýšen na více než dvojnásobek horní referenční meze, je třeba vždy pomýšlet na osteomalacii (křivici u dětí), Pagetovu chorobu, hyperparathyreózu, hyperthyreózu a primární či sekundární nádorové postižení kostí.
24.2.1
Ukazatele novotvorby kostní tkáně
Kostní tkáň je tvořena osteoblasty, které produkují základní vláknitou bílkovinu kostní tkáně, kolagen typu I, i další bílkoviny, z nichž nejznámější je osteokalcin, vyznačující se schopností vázat vápenaté ionty. K aktivaci osteokalcinu je zapotřebí vitamin K, k hydroxylaci prolinu a lyzinu v molekule kolagenu vitamin C, fosfát uvolňuje z organických esterů alkalická fosfatáza, produkt osteoblastů. Mezi ukazatele tvorby kostní tkáně patří parametry syntézy kolagenu, osteokalcin a alkalická fosfatáza osteoblastů.
Kostní alkalická fosfatáza (bALP)
Alkalická fosfatáza je obsažena v řadě tkání, je tedy vhodné stanovit kostní enzym a odlišit ho zejména od enzymu jaterního. V praxi se nejčastěji užívá vazba kostní ALP na specifický lektin, často v kombinaci s elektroforézou, nebo imunochemická metoda užívající protilátku proti kostní ALP.
Osteokalcin
Je to bílkovina důležitá pro tvorbu hydroxyapatitu: osteokalcin aktivovaný vitaminem K je schopen vázat Ca2+. Malá část osteokalcinu se při tvorbě kosti dostává do krve, kde může být stanoven.
Amino- a karboxyterminální propeptid prokolagenu typu I (PINP, PICP)
Kolagen typu I je tvořen jako prekuzor o větší molekule – prokolagen I. Jedná se o vláknitou molekulu, složenou ze tří bílkovinných řetězců. Většina molekuly má helikální strukturu (řetězce jsou stočené), koncové části prokolagenu jsou volné; řetězce jsou propojeny příčnými vazbami. Prokolagen obsahuje poměrně vysoký podíl aminokyselin hydroxyprolinu a hydroxylyzinu, které vznikají hydroxylací prolinu a lyzinu v hotové molekule prokolagenu.
Před zabudováním molekuly kolagenu do kostní hmoty jsou karboxy- i aminoterminální část molekuly prokolagenu odštěpeny a objevují se v krvi ve formě tzv. propeptidů, které se nazývají karboxyterminální propeptid prokolagenu I (PICP)aminoterminální propeptid prokolagenu I (PINP).
+
Schéma molekuly prokolagenu typu I a jeho další přeměny (PICP = karboxyterminální propeptid prokolagenu I, ICTP = karboxyterminální telopeptid kolagenu I; PINP (aminoterminální propeptid prokolagenu I) a INTP (aminoterminální telopeptid kolagenu I) jsou obdobné N-terminální peptidy); na vlákna kolagenu je navázána cukerná složka (Gal = galaktóza, Glc = glukóza, Man = manóza)
Schéma molekuly prokolagenu typu I a jeho další přeměny (PICP = karboxyterminální propeptid prokolagenu I, ICTP = karboxyterminální telopeptid kolagenu I; PINP (aminoterminální propeptid prokolagenu I) a INTP (aminoterminální telopeptid kolagenu I) jsou obdobné N-terminální peptidy); na vlákna kolagenu je navázána cukerná složka (Gal = galaktóza, Glc = glukóza, Man = manóza)
24.2.2
Ukazatele kostní resorpce
Resorpci kosti zajišťují mnohojaderné osteoklasty. Jako ukazatele kostní resorpce se užívají produkty štěpení kolagenu a kyselá fosfatáza osteoklastů.
Pyridinolin a deoxypyridinolin
Kolagenová vlákna jsou stabilizována kovalentními příčnými vazbami (cross-links), vznikajícími mezi molekulami hydroxylyzinu resp. hydroxylyzinu a lyzinu. Při odbourávání kolagenu se oštěpují ve formě heterocyklických sloučenin, známých jako pyridinolin a deoxypyridinolin.
Fragmenty kolagenu I
Při kostní resorpci se z obou konců kolagenu typu I odštěpují peptidy, zvané karboxyterminální nebo aminoterminální telopeptidy kolagenu I; nejběžněji je stanovovaná odštěpená část kolagenu I, zvaná karboxyterminální crosslinks kolagenu (CTx).
Tartarát-rezistentní kyselá fosfatáza (TRACP)
Kyselá fosfatáza je obsažena v řadě tkání. Zatímco aktivita prostatického enzymu je inhibovatelná tartarátem (vinanem), je enzym produkovaný osteoklasty tartarát-rezistentní. Kromě využití rezistence kostní ACP k tartarátu jsou k dispozici i metody imunochemické.
Závěrem je třeba uvést, že v praxi nejběžněji stanovovaným markerem novotvorby kosti (kostního kolagenu) je PINP, nejběžněji stanovovaným markerem kostní resorpce je CTx. Ostatní výše uvedené metody se indikují jen ve speciálních případech.
Co se týká metod, všechny uvedené ukazatele kostního metabolismu se stanovují jakožto antigeny imunochemickými metodami (jsou to bílkoviny nebo peptidy), pyridinolin a deoxypyridinolin se dají stanovit i kapalinovou chromatografií.
Souhrn
V úvodu je vysvětlen proces remodelace kostní tkáně a probrány příčiny a význam osteoporózy včetně diagnostických možností. Kostní markery jsou rozděleny na ukazatele novotvorby a ukazatele odbourávání kosti; text končí charakteristikou hlavních představitelů obou skupin.
Student vysvětlí pojem remodelace kostní tkáně a osteoporóza včetně rozdělení podle příčin. Vyjmenuje v praxi užívané ukazatele novotvorby a odbourávání kosti. Nakreslí schéma molekuly (pro)kolagenu a ukáže, jak vznikají jednotlivé markery odvozené od této molekuly.
Osteoklasty
K ukazatelům tvorby kostní tkáně patří