Кость – динамическое “депо” кальция, фосфора, магния и других соединений, необходимых для поддержания минерального гомеостаза. В основе жизнедеятельности костной ткани лежат два взаимосвязанных и взаимозамещающих процесса: процесс образования новой кости и процесс разрушения (резорбции) старой кости. В норме два процесса – образование и резорбция костной ткани (ремоделирование кости) – уравновешены. Регуляция процесса ремоделирования осуществляется следующими гормонами:

• ПТГ – стимулирует резорбцию, опосредованно воздействуя на остеокласты;
• КТ (кальцитонин) – ингибирует резорбцию, непосредственно воздействуя на остеокласты;
• Инсулин – стимулирует синтез матрикса и формирование хряща; необходим для нормальной минерализации кости; осуществляет свое действие через ИПФР I;
• СТГ – поддерживает в передлах нормы общую костную массу посредством регуляции синтеза соматомедина-С в печени и стимуляции синтеза кальцитриола, который увеличивает всасывание кальция в кишечнике;
• Витамин Д – стимулирует синтез остеокальцина остеобластами, увеличивает концентрацию ИПФР-связывающих белков и тем самым обеспчивает минерализуцию кости;
• Глюкокортикоиды – стимулируют резорбцию кости путем снижение всасывания кальция в кишечнике, что приводит к увеличению ПТГ;
• Эстрогены – опосредованно подавляют продукцию ИЛ-1/ ИЛ-6 и уменьшают резорбцию кости;
• Андрогены – оказывают анаболическое действие на костную ткань;
• Гормоны щитовидной железы – стимулируют резорбцию кости, действуя на остеокласты.

Кости подвергаются постоянному ремоделированию в процессе жизни. Ежегодно обновляется 4-10% общего объема кости. Для обозначения клинических, лабораторных и рентгенологических проявлений потери костной ткани используют собирательное понятие – остеопения. Причины остеопении – остеопороз, остеомаляция, первичный гиперпаратиреоз, миеломная болезнь, мастоцитоз, почечная остеодистрофия. Различают три типа остеопенических поражений:

• Остеопороз;
• Остеомаляция и рахит;
• Фиброзно-кистозный остит.

Остеопороз – метаболическое заболевание скелета, характеризующееся одновременной потерей органического матрикса и минеральных веществ из-за низкой активности остеобластов. Основной дефект при остеопорозе – уменьшение массы кости в единице объема и нарушение микроархитектоники костной ткани (истончение балок губчатого вещества кости и компактного вещества), в результате чего кость становится хрупкой. Различают первичный остеопороз (постклимактерический, старческий и идиопатический) и вторичный (болезнь и синдром Иценко-Кушинга, тиреотоксикоз, гиперпаратиреоз, гипогонадизм и др.).
Остеомаляция и рахит – недостаточная минерализация костной ткани, в результате чего в костях накапливается слабоминерализованный органический матрикс, кости теряют жесткость и становятся гибкими. Рахит – заболевание детей, при котором недостаточная минерализация происходит как в костях, так и в хряще эпифизарных пластинок. В зрелом возрасте остеомаляция развивается у пациентов, находящихся на гемодиализе, вследствие накопления и токсического действия аллюминия.
Фиброзно-кистозный остит – усиленная резорбция основного вещества кости и его замещение фиброзной тканью. Данный тип остеопении обычно наблюдается при тяжелом гиперпаратиреозе.

БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ ФОРМИРОВАНИЯ КОСТНОЙ ТКАНИ
Щелочная фосфатаза костного происхождения
Содержится в мембране остеобластов. В качестве показателя ремоделирования чаще всего используется общая активность щелочной фосфатазы в сыворотке, но этому показателю свойственна низкая чувствительность и специфичность: причины существенного повышения сывороточного уровня ЩФ могут быть различными. Например, у пожилых пациентов, это может быть следствием дефекта минерализации костной ткани или влиянием одного из многих лекарственных препаратов, которым свойственно повышать активность печеночного изофермента, поэтому специфичным маркером ремоделирования кости можно считать только определение щелочной фосфатазы костного происхождения.
Остеокальцин
Называется также костным gla-протеином, синтезируется преимущественно остеобластами и включается во внеклеточный матрикс костной ткани, причем изменения его концентрации в крови отражают метаболическую активность остеобластов. Рахит у детей раннего возраста сопровождается снижением в крови содержания остеокальцина. Также его концентрация у детей, больных рахитом, находится в обратной зависимости от ПТГ и в прямой взаимоствязи с уровнем общего и ионизированного кальция и КТ (кальцитонина). Остеокальцин – это наиболее информативный маркер формирования кости.
Известна хорошая положительная корреляция между уровнем остеокальцина в крови и данными инвазивных методов оценки состояния процесса формирования кости при различных метаболических поражениях скелета. При остеопорозе уровень остеокальцина может быть повышенным или нормальным, в зависимости от выраженности процессов остеосинтеза. Уровень остеокальцина повышается при болезнях, характеризующихся увеличением костного обмена: болезнь Педжета, первичный гиперпаратиреоз, почечная остеодистрофия, диффузный токсический зоб. У больных с гиперкортицизмом и у пациентов, получающих глюкокортикоиды (преднизолон), содержание остеокальцина значительно снижено. При оценке результатов исследование остеокальцина следует помниь, что при желтухе, липидемии, приеме больших дох биотина возможна интерференция и, как следствие, завышенные значения его концентрации в крови. Нужно иметь ввиду, что уровень остеокальцина в крови подвержен большим суточным колебаниям. Остеокальцин может считаться адекватным маркером скорости ремоделирования кости, а в тех ситуациях, когда резорбция и синтез костной ткани разобщены – специфическим маркером костеобразования.

БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ РЕЗОРБЦИИ КОСТИ
Деоксипиридонолин (Дпид)
Является перекрестной пиридиновой связью, присущей зрелому коллагену, не подвергающейся дальнейшим метаболическим превращениям. Он выводится с мочой в свободной форме (около 40%) и в связанном с пептидами виде (60%.)  Для исследования Дпид рекомендуется исследование второй утренней порции мочи (с 7-00 до 11-00). Дезоксипиридинолин – наиболее специфичный маркер резорбции костной ткани.
Преимущество определения этого маркера перед другими состоит в более высокой специфичности этой структуры для обмена костной ткани, в отсутствии метаболических превращений in vivo до выведения с мочой и в возможности проводить его определение без каких-либо предварительных диетических ограничений, т.к. содержащийся в желатине дезоксипиридинолин в кишечнике не всасывается. Экскреция пиридинолинов увеличивается при первичном гиперпаратиреозе (примерно в 3 раза), гипертиреозе (примерно в 5 раз), болезни Педжета (в 12 раз). Менее значимо, но достоверно экскреция дезоксипиридинолина увеличивается при остеопорозе, остеоартритах и ревматоидном артрите. Экскреция во всех случаях снижается при успешном лечении.
По соотношению изменения маркеров резорбции и формирования кости представляется возможным судить о скорости костных потерь, предсказать риск перелома кости, а также выбрать наиболее адекватную терапию: при высокой скорости костного оборота предпочтительны препараты, подавляющие резорбцию, а при низкой – препараты, стимулирующие формирование кости.

NB! Оценить эффективность проводимой терапии при повторном определении уровня специфических биохимических маркеров можно уже через 2-3 месяца, в то время как при использовании денситометрии для оценки эффективности проводимой терапии, требуется наблюдение в течение2-х лет.

 Таким образом, использование специфических маркеров костного метаболизма, таких как остеокальцин и дезоксипиридинолин, позволяет установить скорость обменных процессов, происходящих в костной ткани, темпы потери костной массы, влекущие за собой развитие остепороза, а также подобрать адекватную терапию и оценить ее эффективность.

Значение биохимических маркеров для диагностики и мониторинга терапии остеопороза
Проведенные наблюдения за терапией основными видами групп препаратов, позволили сделать следующие выводы:

• Повышение уровня ЩФ и остеокальцина в сыворотке крови часто отмечается при лечении пациентов с остеопорозом фторидами. Определение этих маркеров рекомендовано для контроля за стимулирующим воздействием фторидов на костеобразование.
• Антирезорбционные препараты (эстрогены и бифосфонаты), используемые для лечения постменопаузального остеопороза, приводят к значительному снижению концентрации маркеров резорбции и синтеза костной ткани (до уровня пременопаузы).
• Динамика уровней биохимических маркеров соответствует замедлению потери костной ткани, установленной с помощью остеоденситометрии к 9 мес. лечения.
• Основная цель применения биохимических маркеров – оценка костного метаболизма, что особенно важно для терапии, т.к. пациенты с остеопорозом и высоким уровнем метаболизма кости лучше реагируют на такие активные антирезорбтивные препараты, как эстрогены и кальцитонин. В том случае, если показатели костного метаболизма соответствуют нижней трети нормального диапазона или еще ниже, существенный лечебный эффект маловероятен.
• Биохимические маркеры так же используются для решения вопроса о необходимости лекарственной терапии у женщин после менопаузы: чем выше значения костного метаболизма и чем ниже величина костной плотности по сравнению с нормальными значениями, тем больше необходимость назначения лекарственной терапии.
• Определение активности костного метаболизма, возможно, позволит врачу корректировать назначаемую терапию, до подтверждения диагноза денситометрическими методами.

Определение уровня биохимических маркеров резорбции и ремоделирования кости позволяет врачу:

• Выявить (при профилактическом обследовании) пациентов с метаболическими нарушениями процессов ремоделирования и резорбции костной ткани.
• Оценить и прогнозировать уровень потери костной массы.
• Оценить эффективность назначенной терапии уже через 2-3 месяца, а также существенно сократить материальные и временные затраты пациента на лечение.
• Выбрать наиболее эффективный препарат и определить оптимальный уровень его дозировки, индивидуально для каждого пациента.