Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Prof.dr hab.med. Ewa MARCINOWSKA-SUCHOWIERSKA

Prof.dr hab.med. Ewa MARCINOWSKA-SUCHOWIERSKA

KLINIKA CHORÓB WEWNĘTRZNYCH

KLINIKA CHORÓB WEWNĘTRZNYCH

CMKP

CMKP

WARSZAWA

WARSZAWA

MARKERY PRZEBUDOWY KOŚCI

MARKERY PRZEBUDOWY KOŚCI

MARKERY vs BMD

MARKERY vs BMD

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Przebudowa tkanki kostnej

Przebudowa tkanki kostnej



prawidłowa



o zwiększonej częstotliwości

o zwiększonej częstotliwości



o zwiększonej głębokości

o zwiększonej głębokości



o zwiększonej częstotliwości i

o zwiększonej częstotliwości i

głębokości

głębokości

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Ryzyko złamania

Wytrzymałość mechaniczna kości

Wytrzymałość mechaniczna kości

Masa (gęstość)

Masa (gęstość)

kości

kości

Jakość kości

Jakość kości

architektura

architektura

macierz organiczna

macierz organiczna

mikrouszkodzenia

mikrouszkodzenia

Przebudowa kości

Przebudowa kości

Czynniki ryzyka złamań w

osteoporozie

„szkieletowe”

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

perforacja

Szybka przebudowa kości

Szybka przebudowa kości

Wolna przebudowa kości

Wolna przebudowa kości

Beleczki kostne

Następstwa szybkiej przebudowy kości

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Ubytek masy szkieletu po

menopauzie

w wyniku nasilenia resorpcji kości

Ubytek masy szkieletu po

menopauzie

w wyniku nasilenia resorpcji kości

ujemny

ujemny

bilans Ca

bilans Ca

resorpcja

resorpcja

kości

kości

tworzenie

tworzenie

kości

kości

n

a

s

il

e

n

ie

r

e

s

o

rp

c

ji

n

a

s

il

e

n

ie

r

e

s

o

rp

c

ji

i

tw

o

rz

e

n

ia

k

o

ś

c

i

i

tw

o

rz

e

n

ia

k

o

ś

c

i

wiek

wiek

50

50

54

54

52

52

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Biochemiczne wskaźniki (markery)

resorpcji i tworzenia tkanki kostnej

Biochemiczne wskaźniki (markery)

resorpcji i tworzenia tkanki kostnej

resorpcja kości

resorpcja kości

tworzenie kości

tworzenie kości

osteoklast

osteoklast

fosfataza kwaśna

fosfataza kwaśna

oporna na winian

oporna na winian

sodu

sodu

stara kość

stara kość

osteocyt

osteocyt

wapń w moczu

wapń w moczu

hydroksyprolina, pirydynolina i

hydroksyprolina, pirydynolina i

deoksypirydynolina w moczu,

deoksypirydynolina w moczu,

wiązania sieciujące kolagenu

wiązania sieciujące kolagenu

osteoblast

osteoblast

osteoid

osteoid

nowo utworzona

nowo utworzona

kość

kość

stara kość

stara kość

fosfataza zasadowa, osteokalcyna

fosfataza zasadowa, osteokalcyna

fragmenty prokolagenu typu I

fragmenty prokolagenu typu I

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Osteoporoza

Masa tkanki
kostnej

Przyspieszona

przebudowa kości

Zwolniona

przebudowa

Normalna

przebudowa

R

e

so

rp

c

j

R

e

so

rp

c

j

a

a

T

w

o

rz

e

n

i

T

w

o

rz

e

n

i

e

e

S

zy

b

k

o

ść

p

rz

e

b

u

d

o

w

y

S

zy

b

k

o

ść

p

rz

e

b

u

d

o

w

y

k

o

st

n

e

j

k

o

st

n

e

j

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Markery tworzenia





liczby

liczby





funkcji

funkcji

G.Russel Bone Markers Eds. R.Eastell i wsp. 2001 Martin Dunitz

G.Russel Bone Markers Eds. R.Eastell i wsp. 2001 Martin Dunitz

Ltd

Ltd

Monitorowanie liczby osteoblastów lub funkcji ?

Monitorowanie liczby osteoblastów lub funkcji ?

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Osteoblasty

Prokolagen

Prokolagen

Kolagen typ 1

Kolagen typ 1

Osteonektyna

Osteonektyna

Fosfataza

Fosfataza

zasadowa

zasadowa

Proteoglika

Proteoglika

ny

ny

Sialoprotei

Sialoprotei

ny

ny

Osteokalcyna

Osteokalcyna

(białko Gla)

(białko Gla)

Glikoprotei

Glikoprotei

ny

ny

+ Wit. K

+ Wit. K

+ wit. D

+ wit. D

G.Russel Bone Markers Eds. R.Eastell i wsp. 2001 Martin Dunitz

G.Russel Bone Markers Eds. R.Eastell i wsp. 2001 Martin Dunitz

Ltd

Ltd

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Aktywność fosfatazy alkalicznej

w surowicy krwi

Aktywność fosfatazy alkalicznej

w surowicy krwi

45

45

0

0

40

40

0

0

35

35

0

0

30

30

0

0

25

25

0

0

20

20

0

0

15

15

0

0

10

10

0

0

50

50

45

45

0

0

40

40

0

0

35

35

0

0

30

30

0

0

25

25

0

0

20

20

0

0

15

15

0

0

10

10

0

0

50

50

Mężczyźni

Mężczyźni

Kobiety

Kobiety

10

10

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

70

70

10

10

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

70

70

F

o

s

fa

ta

za

a

lk

a

li

c

zn

a

F

o

s

fa

ta

za

a

lk

a

li

c

zn

a

(I

U

/L

)

(I

U

/L

)

Wiek (lata)

Wiek (lata)

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Stężenie osteokalcyny

w surowicy krwi

Stężenie osteokalcyny

w surowicy krwi

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

Mężczyźni

Kobiety

10

10

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

70

70

10

10

20

20

30

30

40

40

50

50

60

60

70

70

O

s

te

o

k

a

lc

y

n

a

(I

U

/L

)

O

s

te

o

k

a

lc

y

n

a

(I

U

/L

)

Wiek (lata)

Wiek (lata)

90

90

80

80

70

70

60

60

50

50

40

40

30

30

20

20

10

10

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Biosynteza kwasu



-

karboksyglutaminowego

Biosynteza kwasu



-

karboksyglutaminowego

witamina K

witamina K

warfaryna

warfaryna

COO

COO

-

-

CH

CH

2

2

CH

CH

2

2

-

-

OOC COO

OOC COO

-

-

CH

CH

CH

CH

2

2

Ca

Ca

2+

2+

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Budowa prokolagenu

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Obszar potrójnej spirali

NH

2

COOH

Telopeptyd

aminoterminalny

Telopeptyd

karboksyterminalny

Propeptyd

Aminoterminalny

(PINP)

Propeptyd

Karboksyterminalny

(PICP)

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Markery resorpcji

osteoklasty

Strefa

Strefa

przejaśnieni

przejaśnieni

a

a

Rąbek

Rąbek

szczoteczko

szczoteczko

wy

wy

Apoptoza

Apoptoza

Enzymy

Enzymy

Resorpcja

Resorpcja

pit, pH<5

pit, pH<5

ATP+, H+

ATP+, H+

antyhydraza

antyhydraza

węglanowa

węglanowa

Katepsyny: B, L, K

Katepsyny: B, L, K

Metaloproteinazy

Metaloproteinazy

Kolagenazy, MMP 1

Kolagenazy, MMP 1

i 13

i 13

Fosfataza kwaśna

Fosfataza kwaśna

Sprzężenie

Sprzężenie

zwrotne

zwrotne

OSTEOKLA

OSTEOKLA

ST

ST

G.Russel Bone Markers Eds. R.Eastell i wsp. 2001 Martin Dunitz

G.Russel Bone Markers Eds. R.Eastell i wsp. 2001 Martin Dunitz

Ltd

Ltd

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Wiązania sieciujące kolagenu

Wiązania sieciujące kolagenu

N+

OH

OH(H)

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Usieciowane N- i C-telopeptydy

kolagenu typu I

Usieciowane N- i C-telopeptydy

kolagenu typu I

Kolagen typu I

Kolagen typu I

Usieciowane C-telopeptydy (CTx)

Usieciowane C-telopeptydy (CTx)

Usieciowane N-telopeptydy (NTx)

Usieciowane N-telopeptydy (NTx)

N

+

O

H

O

H

(H

)

N

N

N

N

N+

OH

OH

(H

)

C

C

C

C

C

C

C

C





1 (I)

1 (I)





1 (I)

1 (I)

N

N

N

N





2 (I)

2 (I)





1 (I)

1 (I)

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Markery biochemiczne przemian

kostnych

Markery biochemiczne przemian

kostnych

Wskaźniki tworzenia kości

Wskaźniki

resorpcji kości

Fosfataza zasadowa-frakcja kostna (b-ALP)

W moczu

Osteokalcyna (OC)

Sieciujące wiązania kolagenu:

Propeptydy prokolagenu I (PICP,PINP) - deoksypirydynolina

- pirydynolina
- usieciowane N-telopeptydy (NTX)
- usieciowane C-telopeptydy (CTX)
W surowicy
Usieciowane fragmenty kolagenu typu I:
- CTX, NTX

G.Russel Bone Markers Eds. R.Eastell i wsp. 2001 Martin Dunitz

G.Russel Bone Markers Eds. R.Eastell i wsp. 2001 Martin Dunitz

Ltd

Ltd

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Podział, charakterystyka i wartość diagnostyczna

markerów obrotu kostnego

Markery

Markery

Swoistość

Swoistość

Metabolizm

Metabolizm

Materiał

Materiał

Wartość

Wartość

metody oznaczania

metody oznaczania

diagnostyczna

diagnostyczna

kościotworzenia

kościotworzenia

b-ALP

b-ALP

+++

+++

wątroba

wątroba

przeciwciała monoklonalne,

przeciwciała monoklonalne,

+++

+++

surowica

surowica

BGP

BGP

+++

+++

nerki, wątroba, kość

nerki, wątroba, kość

przeciwciała monoklonalne,

przeciwciała monoklonalne,

surowica

surowica

+++

+++

PICP

PICP

+

+

wątroba

wątroba

przeciwciała poliklonalne,

przeciwciała poliklonalne,

surowica

surowica

+

+

PINP

PINP

+

+

wątroba

wątroba

przeciwciała poliklonalne,

przeciwciała poliklonalne,

+++

+++

surowica

surowica

resorpcji

resorpcji

NTX

NTX

++

++

nerka

nerka

przeciwciała monoklonalne

przeciwciała monoklonalne

+++

+++

mocz, surowica

mocz, surowica

CTX

CTX

++

++

nerka

nerka

przeciwciała monoklonalne

przeciwciała monoklonalne

+++

+++

mocz, surowica

mocz, surowica

Pyr DPyr

Pyr DPyr

++

++

nerka

nerka

HPLC, przeciwciała

HPLC, przeciwciała

+++

+++

poliklonalne, mocz

poliklonalne, mocz

OHP

OHP

+

+

wątroba, nerki

wątroba, nerki

kolorymetryczna mocz

kolorymetryczna mocz

+

+

TRAP

TRAP

+++

+++

wątroba

wątroba

kolorymetryczna surowica

kolorymetryczna surowica

+

+

ICTP

ICTP

++

++

wątroba

wątroba

przeciwciała poliklonalne,

przeciwciała poliklonalne,

++

++

surowica

surowica

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Biochemiczne wskaźniki resorpcji

i tworzenia kości

Biochemiczne wskaźniki resorpcji

i tworzenia kości

Dieta

Dieta

Peptydy Hyp

Peptydy Hyp

Katabolizm

Katabolizm

nerkowy

nerkowy

usieciowane N i C

usieciowane N i C

telopeptydy

telopeptydy

Dpy

Dpy

Pyr

Pyr

GHYL

GHYL

Peptydy Hyp (D)

Peptydy Hyp (D)

Wolne Hyp

Wolne Hyp

Peptydy Hyp

Peptydy Hyp

(ND)

(ND)

Mocz

Mocz

GLA

GLA

GLA

GLA

OC

OC

10%

10%

Wolne Hyp

Wolne Hyp

PICP

PICP

PINP

PINP

Katabolizm

Katabolizm

wątroby

wątroby

Wolne Hyp

Wolne Hyp

Peptydy

Peptydy

Pyr/Dpy

Pyr/Dpy

Krew

Krew

Peptydy

Peptydy

OC

OC

Peptydy Hyp

Peptydy Hyp

OC

OC

10%

10%

ALP

ALP

PINP

PINP

PICP

PICP

TRAP

TRAP

Wolne Hyp

Wolne Hyp

Peptydy Hyp

Peptydy Hyp

Peptydy

Peptydy

Dpy

Dpy

Pyr

Pyr

GHYL

GHYL

usieciowane

usieciowane

N i C

N i C

telopeptydy

telopeptydy

Osteoklast

Osteoklast

TRAP

TRAP

Degradacja kolagenu

Degradacja kolagenu

Kość

Kość

PINP

PINP

PICP

PICP

Tworzenie kolagenu

Tworzenie kolagenu

Osteoblast

Osteoblast

ALP

ALP

90%

90%

OC

OC

Ca++

Ca++

Ca++

Ca++

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Markery przemian kostnych - zmiany

Żywienie: Ca, PO4, Na

Styl życia: palenie,
alkohol

ćwiczenia

fizyczne

Leki:

HRT, BP

Wpływ

bezpośredni

Zmienność

okołodobowa

Zmienność

wewnątrzosobn

icza

G.Russel Bone Markers Eds. R.Eastell i wsp. 2001 Martin Dunitz

G.Russel Bone Markers Eds. R.Eastell i wsp. 2001 Martin Dunitz

Ltd

Ltd

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Badania laboratoryjne stosowane w diagnostyce

różnicującej osteoporozę z osteomalacją,

pierwotną nadczynnością przytarczyc i

szpiczakiem mnogim

Badania laboratoryjne stosowane w diagnostyce

różnicującej osteoporozę z osteomalacją,

pierwotną nadczynnością przytarczyc i

szpiczakiem mnogim

Rozpoznanie

Rozpoznanie

Osteoporoza

Osteoporoza

Osteomalacja

Osteomalacja

Pierwotna

Pierwotna

Wtórna

Wtórna

Szpiczak

Szpiczak

nadczynność

nadczynność

nadczynność

nadczynność

mnogi

mnogi

przytarczyc

przytarczyc

przytarczyc

przytarczyc

OB

OB

N

N

N

N

N

N

N

N





KALCEMIA

KALCEMIA

N

N





N

N





N

N

N

N

Ż

Ż

N

N





Fosfatemia

Fosfatemia





N

N













N

N

N

N





N

N





Fosfataza zasadowa

Fosfataza zasadowa





N

N





N

N





N

N





Osteokalcyna

Osteokalcyna





N

N









N

N





N

N





N

N





i PTH

i PTH





N

N





N

N













N

N





25/OH/D

25/OH/D





N

N





N H

N H

N

N

N

N

N

N

1,25/OH/

1,25/OH/

2

2

D

D





N

N









N

N

Białko monoklonalne

Białko monoklonalne

(-)

(-)

(-)

(-)

(-)

(-)

(-)

(-)

(+)

(+)

Uca/

Uca/

kr

kr





N

N









N

N









N

N

N

N





Uhpr/

Uhpr/

kr

kr





N

N









N

N





N

N





N

N

N

N





Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Markery obrotu kostnego

- wykorzystanie kliniczne



przewidywanie ryzyka złamań

przewidywanie ryzyka złamań



monitorowanie leczenia preparatami

monitorowanie leczenia preparatami

antyresorpcyjnymi

antyresorpcyjnymi

w/g Riggs BL,Bone 2000,26

w/g Riggs BL,Bone 2000,26

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Ryzyko złamania, a wskaźniki

przebudowy tkanki kostnej





Wskaźników resorpcji

Wskaźników resorpcji

(U-NTX, U-CTX, S-CTX)

(U-NTX, U-CTX, S-CTX)

2 SD

2 SD

poziomy

poziomy

sprzed

sprzed

menopauzy

menopauzy





2 x

2 x

ryzyka

ryzyka

złamań

złamań

Delmas P.D. Osteoporos Int.2000,11,Supl.6

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Ocena ryzyka złamania: markery

przemian kostnych i masa kostna

 resorpcji kości

CTX > 2 SD

0

1

2

3

4

5

Ryzyko złamania

2.2

2.7

4.8

Adapted from Garnero P, et al. J Bone Miner Res 1996;11:1531–8

Adapted from Garnero P, et al. J Bone Miner Res 1996;11:1531–8

Neck - BMD
T  -2,5 SD

 resorpcji kości

+  BMD

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Markery obrotu kostnego

- monitorowanie leczenia preparatami

antyresorpcyjnymi -

Marker

Marker

Alendronian

Alendronian

HRT

HRT

U-NTX, U-CTX

U-NTX, U-CTX

> 45%

> 45%

> 65%

> 65%

S-CTX

S-CTX

> 35%

> 35%

> 55%

> 55%

całkowita lub

całkowita lub

> 20%

> 20%

> 30%

> 30%

wolna U-DPD

wolna U-DPD

OC lub

OC lub

> 20%

> 20%

> 40%

> 40%

frakcja kostna ALP

frakcja kostna ALP

w/g Riggs BL,Bone 2000,26

w/g Riggs BL,Bone 2000,26

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Klinika Chorób

Wewnętrznych

C.M.K.P.

Markery przemian kostnych

Wykorzystanie kliniczne:

Wykorzystanie kliniczne:



Ocena ryzyka złamań - niezależnie od BMD

Ocena ryzyka złamań - niezależnie od BMD



Monitorowanie leczenia antyresorpcyjnego

Monitorowanie leczenia antyresorpcyjnego

Nieprzydatne do:

Nieprzydatne do:



Rozpoznania osteoporozy

Rozpoznania osteoporozy



Przewidywania tempa utraty masy kostnej

Przewidywania tempa utraty masy kostnej