Метаболизм костной ткани анализ крови

Общее описание

Остеопороз (ОП) — в наибольшей степени распространенная патология скелета, заключающаяся в неуклонном снижении массы костной ткани и нарушении ее микроархитектоники, которые в конечном итоге приводят к чрезмерной хрупкости костей и их переломам, зачастую без минимальных травмирующих усилий. Целью лабораторного распознавания ОП является поиск заболеваний, проявляющихся остеопенией, детекция причин вторичного ОП, а также метаболическая характеристика ОП, которая значима для верификации диагноза и подбора адекватной терапии с оценкой ее результативности.

Как проходит процедура?

Кровь берется из кубитальной вены утром, спустя 12 часов после крайнего приема пищи.

Подготовка к анализу

Накануне сдачи анализа не рекомендуется заниматься интенсивным физическим трудом и употреблять алкогольные напитки.

Маркер формирования костного матрикса

Маркер формирования костного матрикса (Total P1NP) — это маркер активности метаболизма костной ткани в организме человека. Total P1NP проникает в межклеточное пространство и кровоток в процессе синтеза коллагена I типа и встраивания его в матрикс кости, проявляя активность формирования костной ткани.

Показания к назначению анализа:

• терапия ОП анаболическими средствами;
• антирезорбтивная терапия ОП;
• лечение различных болезней костей.

Интерпретация результатов

Повышенный уровень:

• ОП;
• старческий остеопороз;
• остеомаляция;
• несовершенный остеогенез;
• болезнь Педжета;
• почечная остеодистрофия;
• метастазы в кости.

Витамин D общий

Основная роль витамина D в организме связана с регуляцией обмена кальция. Адекватное содержание витамина D в организме снижает риск развития ряда онкологических заболеваний, сахарного диабета, рассеянного склероза, сердечно-сосудистых заболеваний, туберкулеза.

Показания к назначению анализа:

• рахит;
• ОП;
• нутритивная недостаточность;
• почечная остеодистрофия;
• гипопаратиреоидизм;
• остеопороз в постменопаузе;
• беременность.

Интерпретация результатов

Повышенный уровень:

• интоксикация витамином D;
• чрезмерная инсоляция;
• применение препарата этидроната динатрия внутрь.

Сниженный уровень:

• рахит;
• нутритивные нарушения;
• синдром мальабсорбции;
• стеаторея;
• цирроз печени;
• остеомаляция;
• применение лекарственных препаратов (гидроксид алюминия, холестирамин, холестипол, этидронат динатрия внутривенно, глюкокортикоиды, изониазид, рифампицин);
• почечная остеодистрофия;
• кистозно-фиброзный остеит;
• тиреотоксикоз;
• панкреатическая недостаточность;
• целиакия;
• кишечная воспалительная патология;
• резекция кишечника;
• болезнь Альцгеймера.

Остеокальцин

Остеокальцин (ОК, GLA protein) — сенситивный маркер метаболизма костной ткани. Его концентрация в крови манифестирует метаболическую активность остеобластов костной ткани. GLA protein отражает уровень костного метаболизма в целом, служа прогностическим индикатором тяжести поражения костей. Кроме диагностики используется для мониторинга антирезорбтивной терапии у больных с остеопорозом.

Показания к назначению анализа:

• ОП;
• оценка результативности антирезорбтивной терапии у больных с ОП;
• гиперкальцемический синдром.

Интерпретация результатов

Повышенный уровень:

• ОП в постменопаузу;
• остеомаляция;
• первичный и вторичный гиперпаратиреоз;
• болезнь Педжета;
• почечная остеодистрофия;
• метастазы в кости;
• диффузный токсический зоб;
• «бурный» рост у подростков;
• хроническая почечная недостаточность.

Сниженный уровень:

• болезнь и синдром Иценко-Кушинга;
• длительная терапия глюкокортикоидными гормонами;
• гипопаратиреоз;
• первичный билиарный цирроз печени;
• беременность;
• дефицит соматотропина.

Паратгормон

Паратгормон (ПТГ) — один из центральных регуляторов кальциево-фосфорного обмена, синтезируемый паращитовидными железами в ответ на уменьшение внеклеточной концентрации кальция. Активирует резорбцию костной ткани и приводит к поступлению кальция и фосфора в кровь.

Показания к назначению анализа:

• гиперкальциемия;
• гипокальциемия;
• рентгено-позитивные камни в мочевыводящей системе;
• остеопороз;
• кисты в костях;
• остеосклероз тел позвонков.

Интерпретация результатов

Повышение концентрации:

• аденома паращитовидных желез;
• хронические заболевания почек;
• синдром Золлингера-Эллисона;
• псевдоподагра;
• гиперпаратиреоз.

Снижение концентрации:

• резекция щитовидной железы;
• саркоидоз;
• аутоиммунный тиреоидит;
• повышенная функция щитовидной железы.

Щелочная фосфотаза крови

Щелочная фосфотаза (ЩФ) — это фермент, концентрирующийся в костной ткани (остеобластах), гепатоцитах, клетках почечных канальцев, слизистой кишечника и плаценте. Поскольку маркер костеобразования ЩФ участвует в процессах, связанных с ростом костей, ее активность у детей выше, нежели у взрослых.

Показания к назначению анализа:

• появление симптомов холестаза;
• прием медикаментов, вызывающих холестаз;
• заболевания костной системы и оценка результативности ее терапии;
• в комплексе печеночных тестов.

Интерпретация результатов

Повышение уровня ЩФ:

• болезнь Педжета;
• остеомаляция;
• болезнь Гоше;
• первичный или вторичный гиперпаратиреоз;
• рахит;
• консолидация переломов;
• остеосаркомы;
• костные метастазы;
• патология печени и желчевыводящих путей широкого спектра;
• недостаток кальция и фосфатов в пище;
• цитомегалия у детей;
• инфекционный мононуклеоз;
• инфаркт легкого;
• инфаркт почки;
• физиологическое (у недоношенных, детей в период быстрого роста, у женщин в последнем триместре беременности и после менопаузы);
• применение гепатотоксичных лекарственных средств.

Понижение уровня ЩФ:

• наследственная гипофосфатаземия;
• нарушения роста костного скелета;
• гипотиреоз;
• квашиоркор;
• дефицит цинка и магния в пище;
• применение лекарственных препаратов (эстрогенов, оральных контрацептивов, даназола, азатиоприна, клофибрата).

Пропептид коллагена 1-го типа

Пропептид коллагена 1-го типа (P1NP) — это органический матрикс кости, представленный, в основном, коллагеном 1 типа, который образуется из проколлагена 1 типа, синтезирующегося фибробластами и остеобластами. P1NP является одним из маркеров, манифестирующих активность формирования костной ткани.

Показания к назначению анализа:

• ОП;
• остеомаляция;
• гиперпаратироз;
• несовершенный остеогенез;
• болезнь Педжета;
• ренальная остеопатия;
• метастазы в кости.

Интерпретация результатов

Повышение значений:

• ОП;
• старческий остеопороз;
• остеомаляция;
• несовершенный остеогенез;
• болезнь Педжета;
• почечная остеодистрофия;
• костные метастазы.

Продукты распада коллагена деоксипиридинолина

Деоксипиридонолин (ДПИД) — наиболее наглядный маркер резорбции кости, определяется в моче. Его выделение с мочой повышается при постменопаузальном остеопорозе, остеомаляции, тиреотоксикозе, первичном гиперпаратиреозе и т.д. Уровень ДПИД у детей, по причине высокой скорости костного метаболизма, значительно выше, нежели у взрослых.

Показания к назначению анализа:

• ОП в постменопаузу;
• первичный гиперпаратиреоз;
• болезнь и синдром Кушинга;
• длительное лечение глюкокортикоидными гормонами;
• аллотрансплантация почки;
• повышенный уровень тироксина;
• метастазы в кости;
• множественная миелома;
• артрит.

Интерпретация результатов

Повышение уровня:

• гиперпаратиреоз;
• гипертиреоз;
• болезнь Педжета;
• ОП;
• остеоартриты;
• ревматоидный артрит.

Понижение уровня:

• адекватное лечение вышеперечисленной патологии.

С-концевой телопептид коллагена I типа в крови

С-концевой телопептид коллагена I типа в крови (PICP) — продукт регресса коллагена 1 типа, который составляет более 90% органического матрикса кости. Детекцию этого маркера костной резорбции используют для диагностики и контроля эффективности терапии остеопороза, ревматоидного артрита, болезни Педжета, обменных остеопатиях, множественной миеломе, гиперпаратиреоидизме.

Показания к назначению анализа:

• ОП;
• оценка результативности терапии остеопороза;
• заместительная гормональная терапия у женщин в менопаузе;
• почечная недостаточность.

Интерпретация результатов

Повышение значений:

• гиперпаратиреоз;
• ОП;
• болезнь Педжета;
• менопауза;
• ревматоидный артрит;
• почечная недостаточность.

Нормы

Метод исследования

Электрохемилюминесцентный иммуноанализ (ECLIA):

N-Остеокальцин, Витамин D, 25-гидрокси.

Кинетический колориметрический метод:

Фосфатаза щелочная.

Ионселективный анализ:

Кальций ионизированный.

Твердофазный хемилюминесцентный иммуноферментный анализ:

Паратиреоидный гормон.

Какой биоматериал можно использовать для исследования?

Венозную кровь.

• Не принимать пищу в течение 12 часов до исследования, можно пить чистую негазированную воду.
• Полностью исключить (по согласованию с врачом) прием лекарственных препаратов в течение 24 часов перед исследованием.
• Исключить физическое и эмоциональное перенапряжение в течение 30 минут до исследования.
• Не курить в течение 3 часов до исследования.

Остеопороз – метаболическое заболевание, характеризующееся снижением костной массы и микроструктурной перестройкой костной ткани, в связи с чем снижается прочность кости и повышается риск переломов.

Кость формируется остеобластами. Основная их функция – синтез остеоида (протеинового матрикса), который на 90-95 % состоит из коллагена 1-го типа, на 5 % – из белка остеокальцина и затем минерализуется кальцием и фосфатом из внеклеточной жидкости. Остеобласты содержат фермент щелочную фосфатазу, несут рецепторы к паратиреоидному гормону и кальцитриолу и способны к пролиферации. Минеральная часть кости состоит из гидроксиапатита и аморфного фосфата кальция, которые связаны с белками органического матрикса.

В костях непрерывно происходят процессы ремоделирования, включающие в себя резорбцию (разрушение) существующей костной ткани и образование новой. Резорбция кости осуществляется остеокластами. Это подвижные клетки, которые выделяют протеолитические ферменты и кислую фосфатазу, вызывая деградацию коллагена, разрушение гидроксиапатита и выведение минералов из матрикса. Ежегодно в организме человека обновляется 8-10  % всей костной ткани.

В детстве формирование костей происходит значительно интенсивнее процессов резорбции. Максимальная костная масса достигается в возрасте 25-30 лет. Затем начинают преобладать процессы резорбции и костная масса постепенно уменьшается. Метаболизм костной ткани регулируется витамином D, кальцием, эстрогенами, андрогенами, паратиреоидным гормоном, кальцитонином. Дисбаланс между разрушением и восстановлением плотности костей может возникнуть при гормональных или диетических изменениях, недостаточном употреблении кальция. Преобладание процессов резорбции приводит к остеопении (снижении плотности костей), которая прогрессирует и переходит в остеопороз.

Костная щелочная фосфатаза и остеокальцин отображают активность остеобластов в костной ткани. Стимуляция остеобластов происходит при интенсивных процессах деструкции костей, которые сопровождают остеопороз, болезнь Педжета, переломы, опухоли костей. При остеопорозе уровни остеокальцина и щелочной фосфатазы увеличиваются согласованно, причем нарушения метаболизма костной ткани возникают раньше первых изменений плотности костей, которые можно выявить при денситометрии (метод лучевой диагностики). В костях щелочная фосфатаза играет важную роль в формировании и обновлении костной ткани. Чем выше активность остеобластов, тем выше активность щелочной фосфатазы в крови, поэтому у детей и лиц, перенесших переломы костей, активность щелочной фосфатазы на высоком уровне.

Витамин D и его активные метаболиты являются компонентами гормональной системы, регулирующей фосфорно-кальциевый обмен, и участвуют, с одной стороны, в минерализации костной ткани, с другой – в поддержании гомеостаза кальция. Биологическое действие активных метаболитов витамина D заключается, главным образом, в стимуляции кишечной абсорбции кальция и фосфора, активации обмена и усилении экскреции кальция с мочой. При дефиците витамина D уровень кальция компенсируется за счет его мобилизации из костной ткани, что может привести к остеомаляции, рахиту у детей и остеопорозу у взрослых.

Уровень паратиреоидного гормона (ПТГ) тесно связан с количеством кальция, витамина D, фосфора и магния в организме. Регуляция его секреции осуществляется по принципу обратной связи, поэтому важно одновременно с ПТГ оценивать уровень свободного или ионизированного кальция в крови, учитывать клинические проявления и результаты других лабораторных и инструментальных исследований. При снижении концентрации кальция в крови (гипокальциемии) выделение ПТГ паращитовидными железами усиливается, а при повышении (гиперкальциемии) – снижается. Данные механизмы направлены на поддержание стабильного уровня кальция в крови. Повышение ПТГ способствует активации остеокластов, резорбции костной ткани и высвобождению кальция из костей, усиливает всасывание кальция из кишечника, задерживает выделение кальция почками и ингибирует обратную реабсорбцию фосфора. Антагонистом ПТГ является гормон кальцитонин, секретируемый С-клетками щитовидной железы. В норме при достижении нормальной концентрации кальция в крови продукция ПТГ снижается.

Ионизированный кальций – катион, свободно циркулирующий в крови и составляющий 46-50  % от всего кальция крови. Его уровень возрастает при понижении pH крови и снижается при защелачивании. На каждые 0,1 единицы понижения pH ионизированный кальций отвечает повышением на 1,5-2,5  %. Так как уровень ионизированного кальция не зависит от количества белка крови, он иногда является более надежным показателем первичного гиперпаратиреоза для людей с низким уровнем альбумина, чем уровень общего кальция крови.

Несмотря на то что показателя общего кальция крови часто хватает для предварительной оценки кальциевого обмена, так как часто баланс между связанным и свободным кальцием – величина стабильная и достаточно предсказуемая, у некоторых людей это соотношение нарушено, поэтому уровень общего кальция не является критерием для оценки всего кальциевого обмена. В таких случаях проверка ионизированного кальция становится необходимой.

Раннее выявление остеопороза и лечение позволяют предотвратить прогрессирование заболевания и переломы, что значительно улучшает качество жизни людей старших возрастных групп.

• Для оценки риска развития остеопороза у пациентов с отягощенным анамнезом:
  • семейный анамнез остеопороза;
  • предшествующие переломы в анамнезе;
  • возраст (65 лет и старше);
  • женщины в период менопаузы и постменопаузы;
  • ранняя менопауза (у женщин моложе 45 лет);
  • курение, злоупотребление алкоголем;
  • первичный или вторичный гипогонадизм;
  • низкая масса тела или низкий индекс массы тела;
  • иммобилизация;
  • прием глюкокортикоидов (более 3 месяцев), психотропных препаратов, бета-блокаторов;
  • дефицит гормона роста;
  • гипо- или гипертиреоз;
  • хронические заболевания печени, почек и кишечника.
• Для мониторинга пациентов с хроническим нарушением обмена кальция.
• Для мониторинга костного метаболизма у женщин при заместительной гормональной терапии и терапии агонистами гонадотропин-рилизинг-гормона.
• Чтобы оценить эффективность антирезорбтивной терапии (через 3-6 месяцев с начала терапии).

• При изменении уровня кальция в крови (гипер- или гипокальциемии).
• При лечении нарушений кальциевого обмена.
• При остеопорозе и изменениях структуры костной ткани.
• Женщинам в пре- и постменопаузу, а также при заместительной гормональной терапии.
• При некоторых эндокринных заболеваниях – дефиците гормона роста, гипо- или гипертиреозе.

При хронических заболеваниях почек;

При лечении глюкокортикоидами (выявление супрессии костного метаболизма).

Что означают результаты?

N-Остеокальцин:

Референсные значения

Фосфатаза щелочная общая:

Референсные значения:

Если показатели, полученные в результате других анализов (билирубин, аланинаминотрансфераза (АЛТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ), тоже повышены, то увеличение активности щелочной фосфатазы в крови, возможно, связано с повреждением печени. Если изменены уровни кальция и фосфора, наиболее вероятная причина повышения щелочной фосфатазы – патология костной ткани. Повышение активности щелочной фосфатазы почти всегда означает поражение или вовлечение в патологический процесс печени, желчевыводящих путей или костей.

Кальций ионизированный: 1,16 — 1,32 ммоль/л.

Витамин D, 25-гидрокси (кальциферол): 30 — 70 нг/мл.

Паратиреоидный гормон, интактный: 15 — 65 пг/мл.

Интерпретация результатов (причины повышения или снижения уровня) подробно:

[06-045] Фосфатаза щелочная общая

[06-002] N-остеокальцин (маркер костного ремоделирования)

[06-051] Кальций ионизированный

[06-106] Витамин D, 25-гидрокси (кальциферол)

[08-033] Паратиреоидный гормон, интактный

Что может влиять на результат?

На уровень ионизированного кальция:

• длительный контакт образца крови с открытым воздухом (за счет повышения pH);
• наблюдаются суточные колебания уровня показателя (самые низкие значения – в утренние часы; максимально высокие – в вечерние);
• у женщин, принимающих оральные контрацептивы, результаты могут быть ниже средних значений;
• повышают уровень ионизированного кальция соли кальция, гидралазин, соли лития, тироксин, тиазидные диуретики, понижают его антиконвульсанты, даназол, фоскарнет, фуросемид.

На уровень N-Остеокальцина:

• наиболее высокие уровни наблюдаются в конце лютеиновой фазы;
• диализ у пациентов с почечной недостаточностью способствует ложнозавышенным результатам.

На уровень щелочной фосфатазы:

• при беременности в норме активность щелочной фосфатазы повышена, так как она содержится в плаценте;
• у детей и юношей активность ЩФ выше, чем у взрослых, что обусловлено ростом костей;
• препараты и вещества, повышающие уровень ЩФ в крови: пероральные контрацептивы, метилтестостерон, фенотиазины, пероральные сахароснижающие, эритромицин, противоэпилептические, многие антибактериальные и противогрибковые препараты, метотрексат, сульфаниламиды, большие дозы витамина С, нестероидные противовоспалительные (аспирин, диклофенак), барбитураты, дилтиазем;
• активность щелочной фосфатазы может быть завышенной, если кровь после взятия охлаждалась.

На уровень паратиреоидного гормона:

• употребление молока до исследования может привести к заниженным показателям ПТГ;
• повышение ПТГ наблюдается в период беременности и лактации;
• ложное снижение ПТГ отмечается при молочно-щелочном синдроме (болезни Бернетта);
• введение радиоизотопных препаратов за неделю до исследования искажает результат теста;
• лекарственные препараты, повышающие уровень ПТГ в крови: фосфаты, диуретики, литий, рифампицин, фуросемид, изониазид, стероиды, тиазидные или противосудорожные препараты;
• снижают уровень ПТГ циметидин, пропанодол;
• уровень ПТГ подвержен циркадным ритмам и в норме изменяется в течение дня, достигая максимума к 14-16 часам и базального значения к 8 часам утра.



Кто назначает исследование?

Эндокринолог, терапевт, онколог, ревматолог, ортопед, травматолог.

[06-001] Бета-CrossLaps (маркер костной резорбции)

[06-046] Фосфор в сыворотке

[08-027] Кальцитонин в сыворотке

[41-004] Профилактика остеопороза

[06-075] Pyrilinks-D (маркер резорбции костной ткани)

[06-179] Маркер формирования костного матрикса P1NP

[08-043] Соматотропный гормон

Литература

• Кишкун А. А. Руководство по лабораторным методам диагностики / А. А. Кишкун. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. – 822 с.
• Энциклопедия клинических лабораторных тестов / перевод с англ. под ред. В. В. Меньшикова; М.: Издательство «Лабинформ», 1997. – 960 с.
• Климова Ж.А., Зафт А.А., Зафт В.Б. Современная лабораторная диагностика остеопороза / Международный эндокринологический журнал. – №7. 2014. – С. 75-84.