06/03/2020

Laboratórne ukazovatele kostného metabolizmu

Kosť je, napriek svojej zdanlivej nemennosti, metabolicky aktívnym tkanivom, v ktorom prebieha neustála obnova a resorpcia kostnej hmoty. Jej množstvo i kvalita závisí od pomeru medzi týmito dvoma procesmi, pričom tie sa navzájom ovplyvňujú. To znamená, že zvýšená resorpcia je sprevádzaná obnovením a naopak zvýšené obnovovanie je sprevádzané resorpciou kostnej hmoty.

Narušenie tejto rovnováhy spôsobuje pokles kostného minerálu a poškodenie kostnej štruktúry, čo vedie k strate pevnosti a tým aj k zvýšenému riziku zlomenín. Zmeny v hustote kostí vieme zhodnotiť pomocou denzitometrie. No nemenej dôležité sú, v tomto smere, aj laboratórne vyšetrenia, ktoré poskytujú dôležité informácie o aktuálnom stave kostného metabolizmu a jeho prípadných zmenách. V praxi sa tieto metódy navzájom dopĺňajú. A využívajú sa okrem diferencionálnej diagnostiky aj na monitorovanie liečby.

V tejto práci sa budeme venovať práve laboratórnym vyšetreniam.

Laboratórne ukazovatele na vylúčenie iných chorôb


U každého pacienta je potrebné, v čase stanovovania diagnózy, vyšetriť aj základné laboratórne parametre. Tie slúžia na vylúčenie chorôb, ktoré sekundárne spôsobujú ochorenia kostí. Pretože nameraná nízka hustota kostnej hmoty, sama o sebe, nemusí znamenať napríklad že pacient trpí osteoporózou. Ale môže byť dôsledkom iného, závažného ochorenia. Rovnako aj zahájenie liečby, či je to suplementácia vápnika a vitamínu D - by mala nasledovať až po vyšetrení. Pretože v opačnom prípade môžeme (v úvodzovkách) “liečiť” hyperfunkciu prištítnych teliesok. Čo nemusí dopadnúť celkom dobre.

Čo sa týka vyšetrení, tak vyšetrenia krvného obrazu a zrážanlivosti, dokážu vylúčiť hematologické ochorenia ako sú npr. hemofília, pri ktorej dochádza k častým krvácaniam do kolenných a lakťových kĺbov, (pretože tie sú často namáhané) v dôsledku čoho dochádza k deštrukcii chrupaviek a kostí. Hematologické vyšetrenia môžu ďalej odhaliť napríklad aj akútnu myeloblastovú leukémiu, pri ktorej sa poškodzuje prvá časť renálnych tubulov obličky, čo spôsobuje stratu vápnika a fosforu, ktorého stratu si organizmus zasa kompenzuje kostnou resorpciou.

Sedimentácia erytrocytov, CRP, elektroforéza a iné vyšetrenia zamerané na zápaly vedia vylúčiť npr. artritídy, ako je juvenilná idiopatická artritída, kedy v detskom veku napáda imunitný systém vlastné kĺby. A ďalej aj zápalové procesy kostí či kĺbov pri niektorých chronických ochoreniach ako je npr psoriatická artritída.

Kreatinín, odpad minerálov do moča za 24 hodín, vyšetrenie močového sedimentu a moču chemicky - môžu odhaliť ochorenia obličiek, pri ktorých dochádza k zvýšenému vylučovaniu vápnika a fosforu. Niektoré ochorenia obličiek zapríčiňujú, okrem iného, aj nedostatočnú tvorbu aktívneho vitamínu D, čo sa tiež odzrkadlí na množstve vápnika a fosforu v krvi.

Pečeňové enzýmy a albumín sa vyšetrujú preto, aby sa vylúčilo ochorenie pečene, ktorá je dôležitá nielen pri metabolizovaní vitamínu D ale aj pri syntetizovaní, už spomenutého, albumínu, ktorý transportuje hormóny a minerály.

A nemenej dôležité sú aj hormonálne a endokrinné vyšetrenia. Pri ktorých sa dajú odhaliť npr problémy s prištítnymi telieskami, ktoré môžu tvoriť väčšie množstvo parathormónu, čo spôsobuje vyššie hladiny vápnika v krvi a rýchlejšiu demineralizáciu kostí. U žien je dôležité sledovanie hladiny estrogénových hormónov, ktoré môže odhaliť ich nedostatočnú syntetizáciu. Dôležité je to z dôvodu, že estrogénové hormóny znižujú aktivitu osteoklastov, čím zabraňujú spätnej absorpcii kostí.

No a pomocou ostatných vyšetrení je potrebné vylúčiť aj deštruktívne kostné procesy ako sú napr. nádory a metastázy.

Po diferencionálnej diagnostike je dôležité ďalšie sledovanie celkového stavu kostného metabolizmu a jeho posunu v pomere resorpcia - novotvorba. Obyčajne sa pracuje s ukazovateľmi ktorý hovoria o určitej časti procesu - o tvorbe kolagénu ; syntéze nekolagénových bielkovín a ich mineralizácii ; o degradácii kolagénu a anorganickej zložky.

Laboratórne ukazovatele mineralizácie kostí


Z pohľadu laboratórnych ukazovateľov mineralizácie kostí sú najdôležitejšie dva prvky a to vápnik a fosfor. 99% vápniku je uloženého v mineralizovanej kostnej hmote a v zuboch. Pričom zvyšné 1% je súčasťou vnútorného prostredia vo forme vápnikových iónov, ktoré sa zúčastňujú na regulácii neuromuskulárnej činnosti, činnosti niektorých enzýmov a koagulácie. 80% fosforu sa nachádza v kostiach a v zuboch. Zvyšných 20% je buď naviazaných na nukleové kyseliny, proteíny, alebo sú súčasťou energetického metabolizmu poprípade sa zúčastňujú na udržiavaní acidobázickej rovnováhy.

Hladina týchto dvoch minerálov spolu súvisí a každá porucha v metabolizme vápniku je súčasne sprevádzaná poruchami metabolizmu fosforu. Na udržiavaní ich hladiny v krvi sa podieľajú 3 hormóny. A to parathormón, kalcitonín a vitamín D.
Parathormón sa vylučuje z prištítnych teliesok a slúži na zvýšenie hladiny vápnikových iónov v krvi, čo dosahuje - aktiváciou osteoklastov, ktoré z kostí uvoľňujú vápnik a fosfáty. V obličkách, ďalej, podporuje spätnú resorpciu vápnika z moča, pričom zároveň bráni vstrebávaniu fosfátov. A podporuje aj tvorbu kalcitriolu (aktívnej formy vitamínu D) ktorý zvyšuje vstrebávanie vápnika z čreva.

Kalcitonín sa vylučuje zo štítnej žľazy a slúži na znižovanie hladiny vápnikových iónov v krvi. Dosahuje to podporovaním ukladania vápnika do kostí, ďalej utlmovaním osteoklastov čím bráni kostnej rezorbcii a znižovaním spätného vstrebávania vápnika a fosforu v obličkových tubuloch.

Čo sa týka Vitamínu D, telo používa jeho aktívnu formu - kalcitriol - ktorá sa považuje za hormón. Úlohou kalcitriolu je zvýšenie absorpcie vápnika a fosforu v tenkom čreve. Pred tým, než sa stane aktívnym, ho musí telo metabolizovať vo viacerých krokoch. Kedy je neaktívny vitamín D tvorený v pokožke z provitamínu poprípade je prijímaný potravou. Provitamín je potom transportovaný do pečene, kde sa tvorí 25-OH vitamín D, inak volaný aj kalcidiol. Ten slúži ako hlavná zásobná forma a preto ide o dobrý ukazovateľ hladiny vitamínu D v organizme. Následne sa kalcidiol transportuje do obličiek, kde je hydroxylovaný na kalcitriol, teda jeho aktívnu formu.

Z toho vyplýva, že pre mineralizáciu kostí je dôležité množstvo prijímaného provitamínu a minerálov v potrave, ktoré sa dá odhaliť už spomenutými vyšetreniami - hladiny hormónov a minerálov v sére a ich odpadu do zbieraného moča. Pri diagnostike je ďalej potrebné urobiť aj vyšetrenia, zamerané na ochorenia, ktoré môžu spôsobiť problémy s funkčnosťou daných orgánov a vstrebávaním potrebných látok, ako sú napríklad vyšetrenia na poruchy v trávenia, potravinové intolerancie či vyšetrenia obličiek.

Laboratórne ukazovatele kostnej formácie


Do tejto skupiny laboratórnych ukazovateľov zaraďujeme enzýmy a produkty kostnej formácie ako sú osteokalcín, kostný izoenzým ALP a P1NP, ktoré sa uvoľňujú do krvného riečišťa pri fyziologických a patologických stavoch. Tieto markery sa používajú na predpovedanie rýchlosti kostnej obnovy a na hodnotenie efektu liečby. Pričom môžu byť prínosné aj pri diferencionálnej diagnostike iných ochorení kostí.

Osteokalcín je hlavný nekolagénový proteín obsiahnutý v organickej kostnej hmote, ktorý na seba viaže minerálne zložky. Je produkovaný osteoblastami za účasti vitamínov K a D, počas novotvorby kosti. Väčšina vytvoreného osteokalcínu sa ukladá do kostnej hmoty, len malá časť sa uvoľňuje priamo do krvného riečišťa. Vylučuje sa obličkami, kde súčasne prebieha aj jeho degradácia, takže koncentrácia osteokalcínu v krvi závisí od rýchlosti syntézy pri novotvorbe kostí poprípade od chorobných zmien v obličkách. Na hladinu osteokalcínu má vplyv aj hyper, či hypo funkcia prištítnych teliesok a štítnej žľazy, iné ochorenia kostí a kostné metastázy.

Alkalická fosfatáza je enzým ktorý ovplyvňuje metabolizmus makroergických fosfátových väzieb a pomáha transportu anorganických fosfátov cez membránu bunkovej steny. Nachádza sa v pečeni, kostiach, čreve, placente, srdci a v pľúcach. Každý spomenutý orgán si vytvára svoj vlastný izoenzým alkalickej fosfatázy, ktorý je možné odlíšiť a zmerať rôznymi laboratórnymi metódami. Vo väčšine prípadov sa v bežnej praxi odlišujú izoenzýmy kostný od pečeňového. Pretože, zatiaľ čo zvýšené hodnoty pečeňového ALP odhaľujú choroby pečene a žlčových ciest - hladina toho kostného je v priamom vzťahu s rýchlosťou kostnej obnovy a jeho zvýšené hodnoty sa vyskytujú napríklad u detí, ktoré rastú. U nich tvorí kostný izoenzým až 85% toho celkového. Zvýšenie hodnôt ďalej sprevádzajú fraktúry či iné ochorenia kostí. Je to tým, že sa kostný izoenzým ALP nachádza na vonkajšej bunkovej membráne osteoblastov, kde z anorganického difosfátu syntetizuje hydroxyapatit. To z neho robí hlavného regulátora kostnej mineralizácie. Takže keď u človeka došlo k poškodeniu kosti, poprípade dochádza k jej zvýšenej resorpcii, osteoblasty sa snažia tú kosť znova obnoviť, čo vedie k zvýšenej hladine kostného izoenzýmu ALP v sére.

P1CP a P1NP sú prídavné peptidy na aminoterminálnom aj karboxyterminálnom konci prokolagénu typu 1. Po uvoľnení z osteoblastov alebo fibroblastov sa z prokolagénu enzymaticky odštiepi P1NP a P1CP, pričom kolagén typu 1 sa zabuduje do kosti (kde tvorí 90% organickej hmoty) a odštiepené peptidy sa vylúčia do krvi. P1CP je z krvi rýchlo vychytávaný endoteliálnymi bunkami pečene, preto má veľmi krátky sérový polčas - 6 minút. Zatiaľ čo P1NP je vychytávaný rovnakými bunkami, ale cez iné receptory a pomalšie. Z toho dôvodu má dlhší sérový polčas a preto sa odporúča ako štandardný ukazovateľ kostnej formácie.

Laboratórne ukazovatele kostnej formácie


Nerozpustné vlákna kolagénu typu 1 tvoria 90% organickej kostnej hmoty. Intenzitu degradácie kostného kolagénu možno stanoviť sérovými hladinami fragmentov kolagénu 1, ktoré patria do skupiny laboratórnych ukazovateľov kostnej resorpcie. Sú to pyridinolín, deoxypyridinolín, CTx, NTx a ICTP. Tie sa uvoľňujú do krvi pri odbúravaní kostnej štruktúry. Pričom sa používajú na predpovedanie rýchlosti kostných strát ako aj na monitorovanie efektivity liečby.

Pyridinolín a deoxypyridinolín sú dve zložky kolagénového reťazca ktoré stabilizujú molekuly kolagénu. Zatiaľ čo pyridinolín sa vyskytuje v kosti, chrupavke v šľachách a v ostatných spojivových tkanivách (v minimálnych množstvách), deoxypyridinolín sa nachádza výlučne v kostiach a preto je špecifickejší ukazovateľ kostnej resorpcie. Tieto dva ukazovatele sa z kostí sa uvoľňujú pri rozkladaní kolagénu osteoklastami. Pričom ich výhodou je, že ich hladina nie je ovplyvnená degradáciou novosyntetizovaného kolagénu, preto reálne odráža len mieru resorpcie kostí. Nevýhodou sú zasa ťažkosti so zberom moču a pomerne veľkú predanalytickú chybu. Preto sa od ich stanovenia v praxi upúšťa.

C-terminálny telopeptidový fragment (CTx) a N-terminálny telopeptidový fragment (NTx) sú fragmenty kolagénu typu 1 ktorý sa nachádza v kostiach. V procese kostnej resorpcie vylučujú osteoklasty kyslé a neutrálne proteázy, ktoré degradujú vlákna kolagénu typu 1 na spomínané fragmenty. Tie sa uvoľňujú do krvi a neskôr aj do moča. Pričom ich koncentrácia je zhodná s rýchlosťou a intenzitou kostnej resorpcie. Čo sa týka laboratórneho ukazovateľa “Beta CTx”, (ktorý môže byť označovaný aj ako “Beta Crosslaps”), tak v jeho prípade sa jedná o formu molekuly CTx. Pričom “Beta CTx” je odporúčaným ukazovateľom kostnej resorpcie, lebo vykazuje lepšiu citlivosť ako pyridinolínové zložky. Pozor si ale treba dať pri pacientoch s poškodenými obličkami. U nich môže dôjsť k zníženiu vylučovania “Beta CTx” do moču a následne k zvýšeniu jeho hladiny v sére.

C-terminálny priečno-väzbový telopeptid (ICTP) je rovnako ako CTx - fragment kostného kolagénu. Ale, kým je CTx tvorený degradáciou kolagénových vlákien osteoklastami, ICTP sa tvorí výlučne pri štiepení kolagénu “metaloproteinázou 9” ktorú produkujú kostné metastázy rakoviny prsníka, pľúc a prostaty. Takže, kým je hladina CTx zvýšená pri postmenopauzálnej osteoporóze, hodnoty ICTP sú zvýšené pri myelóme a pri metastatickom postihnutí kostí.

Tartát-rezistentná kyslá fosfatáza (TRAP) je enzým nachádzajúci sa v kostiach, prostate, krvných doštičkách, erytrocytoch a slezine. Každý spomenutý orgán (a bunky) si vytvára svoj vlastný izoenzým kyslej fosfatázy, ktorý je možné odlíšiť a zmerať rôznymi laboratórnymi metódami. Kostný izoenzým sa do krvného riečišťa uvoľňuje len z osteoklastov, počas resorpcie kostí a slúži, alebo lepšie povedané slúžil, ako ukazovateľ kostnej resorpcie. V dnešnej dobe sa už prakticky nevyšetruje, pretože bol nahradený presnejšími ukazovateľmi, ktoré už v práci boli spomenuté.

ZÁVER


Ako už bolo konštatované v predošlom texte, diagnostika chorobných zmien v kostiach nepozostáva len z denzitometrie, ale k uzavretiu konečnej diagnózy je potrebné urobiť aj ďalšie laboratórne vyšetrenia. Dôležité sú rutinné vyšetrovacie metódy, ktoré okrem vylúčenia iných ochorení, ktoré negatívne pôsobia na kosti, slúžia aj na diferenciálnu diagnostiku. Zatiaľ čo špecializované vyšetrovacie metódy slúžia predovšetkým k hodnoteniu efektivity liečby.

Žiadny z ukazovateľov kostného metabolizmu, pokiaľ sa vyšetruje samostatne, nie je použiteľný ako diagnostický ukazovateľ. No pri vyšetrení vhodnej kombinácii ukazovateľov nám poskytujú dôležité informácie o aktuálnom stave kostného metabolizmu, jeho zmenách a dovoľujú nám aj kontrolovať účinnosť liečby.



Zoznam internetových zdrojov


  1. MUDr. Anna Kováčová [2013-07-01] :
    • Markery kostného metabolizmu (Medirex)
    • linka
  2. M. Stančíková, R. Ištok, P. Masaryk, A. Letkovská, J. Rovenský [1996-11-12] :
    • Časopis pre otázky pohybového ústrojenstva a spojiva - Ročník XI/1997, Číslo 1
    • Prehľadný referát - Laboratórne vyšetrovacie metódy kostného metabolizmu
    • linka
  3. MUDr. Martin Kužma, PhD., doc. MUDr. Peter Jackuliak, PhD, doc. MUDr. Zdenko Killinger, PhD., prof. MUDr. Juraj Payer, PhD., FRCP, MPH [2018] :
    • Vyšetrovacie metódy v osteológii
    • linka
  4. WIKIPEDIA
  5. WIKISKRIPTA
    • Osteoporóza :
    • linka
    • Kalcitonín :
    • linka
    • Vitamín D :
    • linka
    • Kalcitriol :
    • linka
    • Malabsorbčný syndróm :
    • linka
    • Poruchy kalciofosfátového metabolismu :
    • linka
    • Pagetova Choroba :
    • linka
  6. Mgr. Anton Vaňuga [2016-12-04] : (Alpha medical)
    • Komplexne o osteoporóze
    • linka
  7. MINISTERSTVA ZDRAVOTNÍCTVA SLOVENSKEJ REPUBLIKY [2014-06-25]
    • Odborné usmernenie Ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky o diagnostike a liečbe osteoporózy u pacientov s vybraným onkologickým ochorením
  8. Bedeker Zdravia 1/2014 : doc. MUDr. Mária Hulíková, PhD [2014]
    • Hemofília A - geneticky podmienená krvácavá choroba
    • linka
  9. FN Thomayerova nemocnice (autor ani rok nie je uvedený)
    • Metodika P1NP (Metodický list k metodike)
    • linka
  10. Jana Strigáčová (dátum neuvedený)
    • Biochemické vyšetrenie funkcie pečene
    • linka
  11. Onkologický ústav sv. Alžbety : Doc. MUDr. Juraj Kaušitz, CSc : [2018-03-07]
    • ICTP C-terminálny telopeptid kolagénu typu I
    • linka



0 comments:

Zverejnenie komentára