Osul reprezintă un depozit dinamic al calciului, fosforului, magneziului şi altor elemente, care sunt necesare pentru menţinerea homeostazei minerale. Două procese distincte stau la baza activităţii ţesutului osos: procesul formării osului nou şi procesul rezorbţiei osului vechi. În mod normal, aceste 2 procese sunt echilibrate între ele. Remodelarea osoasă este reglată de următorii hormoni:

• PTH stimulează rezorbţia, acţionând asupra osteoclaştilor;
• CT (calcitonină) inhibă rezorbţia, acţionând direct asupra osteoclaştilor;
• Insulina stimulează sinteza matricelui şi formarea cartilaginei, este necesară pentru o mineralizare normală a osului. Acţiunea ei este realizată prin intermediul IGF 1;
• STH menţine în limitele normei masa osoasă totală prin intermediul reglării sintezei somatomedinei C în ficat şi stimularea sintezei calcitriolului, care majorează absorbţia calciului în intestin;
• Vitamina D stimulează sintetizarea osteocalcinei de către osteoblaşti, majorând concentraţia proteinelor, care leagă IGF1 şi asigurând astfel mineralizarea osoasă;
• Glucocorticoizii stimulează rezorbţia osoasă prin reducerea absorbţiei calciului în intestin, ceea ce condiţionează majorarea nivelului PTH;
• Estrogenii suprimă producţia IL1 şi IL6 şi reduc rezorbţia osoasă;
• Androgenii au o acţiune anabolică asupra ţesutului osos;
• Hormonii glandei tiroide stimulează rezorbţia osoasă, acţionând asupra osteoclaştilor.

Oasele sunt în procesul de remodelare continuă, în fiecare an câte 4-10% din volumul total al osului. Cu scop de definitivare a manifestărilor clinice, radiologice şi de laborator al pierderilor ţesutului osos se utilizează noţiunea de „osteopenie”. Cauzele osteopeniei includ: osteoporoză, osteomalacie, hiperparatireoză primară, boala mielomică, mastocitoză, osteodistrofie. Există 3 tipuri clinice de afectare osoasă:

• Osteoporoză;
• Osteomalacie şi rahitism;
• Osteita fibro-chistoasă.

Osteoporoza este o maladie metabolică a scheletului, care se caracterizează prin pierderea matricelui organic simultan cu reducerea substanţelor minerale din cauza activităţii reduse a osteoblaştilor. Problema principală a osteoporozei este reducerea masei osoase într-o unitate de volum şi dereglarea microarchitecturii ţesutului osos (subţierea substanţei spongioase şi compacte). Ca rezultat, creşte fragilitatea osoasă. Sunt evidenţiate osteoporoza primară (postclimacterică, senilă, idiopatică) şi secundară (boala şi sindromul Iţenco-Cushing, tireotoxicoză, hiperparatireoză, hipogonadimsul etc.).

Osteomalacia şi rahitismul reflectă mineralizarea insuficientă a ţesutului osos cu acumularea consecutivă a matricelui organic slab mineralizat, oasele pierd rigiditatea şi devin flexibile. Rahitismul este maladia copiilor, când mineralizarea insuficientă se dezvoltă atât la nivelul oaselor, cât şi la nivelul cartilajului plăcilor epifizare. La vârstă adultă, osteomalacia se dezvoltă la pacienţii dializaţi secundar acumulării şi acţiunii toxice a aluminiului.

Osteita fibro-chistoasă reprezintă rezorbţia substanţei de bază a osului şi înlocuirea lui cu ţesutul fibros. Această formă de osteopenie se observă de obicei  în caz de hiperparatireoză severă.

Marcherii biochimici ai remodelării osoase

Fracţia osoasă a fosfatazei alcaline se conţine în membrana osteoblaştilor. Activitatea totală a fosfatazei alcaline în ser serveşte drept indice de bază pentru evaluarea activităţii lor. Însă, acest parametru are o sensibilitate şi specificitate redusă: modificările activităţii pot fi provocate de alţi factori, decât remodelarea osoasă. La vârstnici, de exemplu, schimbările nivelului fosfatazei alcaline pot fi secundare încetinirii mineralizării matricei osoase sau administrării diferitor preparate medicamentoase, care activează izoenzima hepatică. Numai majorarea nivelului izoenzimei osoase a fosfatazei alcaline este specifică pentru afectarea sistemului osteoarticular.

Osreoclacina la fel numită şi gla-proteina este sintetizată preponderent de osteoblaşti şi se include în matricele extracelular al ţesutului osos, iar modificările concentraţiei reflectă activitatea metabolică a osteoblaştilor. Rahitismul la copiii mici este asociat cu reducerea osteocalcinei în sânge. De asemenea, concentraţia lui la copii bolnavi cu rahitism, este în corelaţie inversă cu concentraţia PTH şi în corelaţie directă cu nivelul calciului total şi ionizat, precum şi calcitoninei.

NB! Osteocalcina reprezintă marcherul cel mai informativ al formării osoase.

În studiile ştiinţifice a fost depistată o corelaţie pozitivă între nivelul osteocalcinei sângelui şi datele metodelor invazive de evaluare a modificărilor metabolice în scheletul osos. La pacienţii cu osteoporoză, nivelul osteoclacinei poate fi normal sau sporit, în funcţie de activitatea proceselor de osteosinteză. Nivelul osteoclacinei creşte în maladiile care caracterizează accelerarea metabolismului osos: boala Paget, hiperparatireoza primară, osteodistrofie renală, guşa toxică difuză. La pacienţii cu hipercorticism şi la pacienţii care administrează glucocorticoizi (ex. prednisolon), concentraţia osteocalcinei este semnificativ redusă. În evaluarea rezultatelor testării osteocalcinei este necesar de reţinut că în caz de icter, lipidemie, administrarea dozelor mari de biotină este posibilă interferențe şi, ca consecinţă, o creştere falsă a acestei substanţe în sânge. Nivelul osteocalcinei în sânge se caracterizează prin existenţa modificărilor ciclice nictimerale. Această substanţă este considerată un marcher adecvat al ratei de remodelare osoasă, iar în caz de discrepanță între procese de osteosinteză şi osteoliză, un indice specific al formării osoase.

Marcherii biochimici ai rezorbţiei osoase

Calciul urinar se determină a jeun în porţiunea matinală de urină, concentraţia lui raportează la cea a creatininei. Acest indice de laborator serveşte drept cea mai ieftină metodă pentru determinarea activităţii de rezorbţie osoasă. Această metodă diagnostică este utilă pentru determinarea rezorbţiei active, dar are o sensibilitate redusă.

Deoxipiridonolina este o moleculă, care formează legăturile interne între fibrele colagenului matur şi nu petrece modificări metabolice ulterioare. Este eliminată cu urină în formă liberă (circa 40%) şi legată cu peptide (60%.). Cu scopul examinării nivelului deoxipiridonolinei se recomandă cercetarea porţiunii a doua a urinei (de la 7-00 până la 11-00).

NB! Deoxipidinolina este marcherul cel mai specific de rezorbţie a ţesutului osos.

Determinarea acestui marcher oferă un indice de specificitate înaltă în evaluarea metabolismului osos. Nivelul lui nu depinde de preferinţele alimentare, iar eliminarea lui în forma neschimbată cu urină îl face accesibil pentru examenul de laborator. Deoxipiridinolina din ou nu se absoarbă în intestin. Excreţia lui urinară creşte în caz de hiperparatireoza primară (aproximativ de 3 ori), hipertireoza (aproximativ de 5 ori), boala Paget (de 12 ori). Într-o măsură mai mică, dar, totuşi, statistic veridic, excreţia deoxipiridinolinei se majorează în osteoporoza, osteoartrita şi artrita reumatoidă. Excreţia acestui marcher se micşorează în caz de tratament reuşit al maladiei în cauză. Raportul între concentraţia marcherilor de rezorbţie şi formare osoasă poate servi drept bază pentru precizarea ratei de pierdere a masei osoase, aprecierea riscului fracturilor osoase, selectarea tratamentului optimal: în caz de turn-over înalt la nivelul ţesutului osos sunt preferate preparatele care previn rezorbţia, iar în caz de turn-over redus – preparatele ce stimulează formarea osului.

NB! Eficacitatea tratamentului împotriva osteoporozei poate fi evaluată prin intermediul marcherilor biochimici numai peste 2-3 luni după iniţierea terapiei, iar indicii densitometrici se modifică numai la distanţă de circa 2 ani.

Utilizarea marcherilor specifici ai metabolismului osos ca osteocalcină şi dezoxipiridinoloină oferă posibilitatea de a determina viteza proceselor metabolice în ţesutul osos, viteza de pierdere a masei osoase cu dezvoltarea secundară a osteoporozei, precum şi de a selecta tratamentul adecvat şi de a aprecia eficacitatea ei.

Importanţa marcherilor biochimici pentru evaluare
Următoarele modificări în concentraţia marcherilor biochimici a fost înregistrată la pacienţii supuşi tratamentului cu diferite preparate antiosteoporotice:

• Creşterea nivelului de fosfataza alcalină şi osteocalcinei în serul sangvin în cadrul tratamentului cu osteoporoza cu fluoride. Aceşti marcheri sunt recomandaţi cu scop de control asupra acţiunii de stimulare a fluorizelor asupra proceselor de osteogeneză.
• Preparatele medicamentoase care previn rezorbţia osoasă (estrogeni şi bifosfonaţi) şi se utilizează pentru tratamentul osteoporozei postmenopauzale, condiţionează o reducere semnificativă a nivelului de marcheri de rezorbţie şi sinteza osoasă, aproximativ până la nivelul premenopauzal.
• Dinamica marcherlilor biochimici de metabolism osos corespunde modificărilor densitometrice, determinate la distanţă de 9 luni.
• Scopul principal al implementării evaluărilor nivelului de marcheri biochimici ai metabolismului osos este selectarea tratamentului optimal. Pacienţii cu osteoporoza şi nivelul înalt al metabolismului osos, reacţionează în special la medicamentele preponderent antirezorbtive, ex. estrogenii şi calcitonina. Dacă indicii metabolismului osos corespund inei treimi inferioare ale spectrului valorilor normale, atunci efectul pozitiv de tratament este puţin probabil.
• Marcherii biochimici se utilizează în evaluarea necesităţii iniţierii tratamentului osteoporozei la femeile în perioada postmenopauzală. Cu cât este mai redusă densitatea osoasă, cu atât este mai mare necesitatea iniţierii terapiei antiosteoporotice.
• Determinarea activităţii metabolismului fosfo-calcic oferă posibilitate de corectare a tratamentului antiosteoporotic administrat cu mult înainte de modificarea indicilor densitometrici.

Determinarea nivelului marcherilor biochimici de rezorbţie şi sinteza osoasă permite medicului:

• Determinarea profilactică a pacienţilor cu dereglările metabolice ale proceselor de remodelare şi de rezorbţie a ţesutului osos.
• Evaluarea şi prognozarea nivelul masei osoase pierdute.
• Aprecierea eficacităţii tratamentului administrat chiar la distanţa de 2-3 luni după iniţiere, astfel micşorând semnificativ cheltuielile materiale şi temporale ale pacientului.
• Selectarea preparatului medicamentos optimal şi determinarea dozei necesare în mod individual.