Biochemické kloubní markery chrupavky, kosti, rozpadu chrupavky

• FACT SHEET No. 3
Biochemické kloubní markery chrupavky, kosti, rozpadu
chrupavky, remodelace kosti a zánětu
Karine Louati, MD a Francis Berenbaum, MD, PhD
Kloub se skládá ze tří hlavních složek: kosti, kloubní chrupavky a kloubní výstelky. Revmatická
onemocnění, jako je osteoartritida nebo revmatoidní artritida, mohou postihnout všechny tři složky.
Osteoartritida je nemoc celého kloubu charakterizovaná tvorbou kostních výrůstků, osteofytů,
subchondrální sklerózou, rozpadem kloubních chrupavek a změnami kloubní výstelky (zánět,
proliferace a ztluštění).
Cytokiny, enzymy a složky mimobuněčné matrice, jako jsou prekurzory nebo produkty rozpadu
kolagenu a proteoglykanu, jsou potenciální biochemické markery těchto tkání, které je možné využít
při výzkumu. Jejich koncentrace souvisí s tkáňovým metabolismem a můžeme ji měřit v krvi, moči
nebo kloubním mazu. V klinické praxi zánětlivé markery obvykle úzce souvisejí se synovitidou.
Markery rozpadu chrupavčité tkáně mají střední až dobrou korelaci s klinickými a radiologickými
proměnnými u osteoartritidy a markery kostního metabolismu jsou méně účinné u onemocnění
kloubů než u osteoporózy, pravděpodobně z důvodu objemu kostní složky [1-3].
Chrupavka
Chrupavka je tkáň, která neobsahuje cévy a skládá se z chondrocytů a mimobuněčné matrice (ECM).
ECM je tvořena především kolagenem (zejména typu II), malými nekolagenovými proteiny (agrekan,
proteoglykan s vysokou molekulární hmotností, a oligomerická bílkovina matrice chrupavky (COMP)).
Toto složení přísně regulují chondrocyty v reakci na změny chemického a mechanického prostředí.
Obrat chrupavek je udržován pomocí rovnováhy mezi katabolickými a anabolickými procesy
s výjimkou patologických stavů, kdy rozpad převáží nad tvorbou a vede ke ztrátě chrupavčité
matrice.
Některé markery pocházející z chrupavčité matrice lze kvantifikovat: enzymatická imunoanalýza pro
vyloučené markery, polymerázová řetězová reakce (PCR) pro expresi DNA [4].
__________________________________________________________________________________________
©Copyright 2016 Mezinárodní asociace pro studium bolesti . Všechna práva vyhrazena.
IASP sdružuje vědci, kliničtí lékaři , poskytovatelů zdravotní péče , a politikům má podněcovat a podporovat
studium bolesti a překládat tyto znalosti do lepší úlevu od bolesti po celém světě.
•
•
Složky ECM:
o zvýšení kolagenu typu II v séru a v moči a amino-terminálního propeptidu
prokolagenu typu IIA (PIIANP) v séru pro syntézu chrupavek
o C-telopeptid kolagenu typu II (CTX-II) v moči, N-terminální propeptid kolagenu typu
II (PIINP), oligomerický protein chrupavkové matrice (COMP) link protein v séru a
fragmenty agrekanu pro rozpad chrupavky
Enzymy rozkládající matrici:
o proteolytické enzymy: metaloproteinázy (MMP), např. MMP-3, MMP-9 a MMP-13
o agrekanázy, např. disintegrin a metaloproteináza s trombospondinovým motivem
(ADAMTS): ADAMTS-4 nebo ADAMTS-5
Kost
Kost je tkáň, která je tvořena především osteoblasty (kostitvorné buňky), osteoklasty (buňky
odbourávající kostní tkáň) a rezidentními buňkami zvanými osteocyty. Tyto buňky jsou obklopeny
mineralizovanou organickou matricí složenou z kolagenu (především typu I), proteoglykanů, např.
kyseliny hyaluronové a chondroitin sulfátu, a anorganických komponentů, např. hydroxyapatitu.
Permanentním procesem je remodelace kosti, přičemž je zajištěna rovnováha mezi tvorbou a
rozpadem. Při osteoartritidě dochází ke změnám kosti, která je v kontaktu s chrupavkou, a tato
subchondrální kost se vyznačuje sklerózou a osteofyty.
•
•
Markery tvorby kosti jsou osteokalcin v séru, alkalické fosfáty v séru a propeptidy kolagenu
typu I (N-terminální propeptid prokolagenu typu I (PINP) a C-terminální propeptid
prokolagenu typu I (PICP))
Markery rozpadu jsou především různé fragmenty kolagenu typu I (CTX-I) v moči a v séru, Ntelopeptid kolagenu typu I (NTX-I) a C-terminální propeptid prokolagenu typu I (ICTP)[3]
Zánět
Běžným znakem osteoartritidy je synovitida. Jedná se o proliferaci synoviocytů a hypertrofii tkáně.
Synoviocyty uvolňují do kloubní dutiny zánětlivé mediátory a enzymy rozkládající matrici. Jejich
aktivaci předcházejí zánětlivé mediátory a molekuly chrupavkové matrice; synoviální tkáň pak
způsobí progresivní degeneraci kloubu v cyklu zpětné vazby.[1]
Biochemické markery zánětu jsou:
• Proteiny akutní fáze: C-reaktivní protein séra (CRP) a sedimentace erytrocytů (ESR)
• Zánětlivé mediátory: enzym prostanoidní cyklooxygenázy (COX), prostaglandin E2 (PGE2),
PGD2, PGF2a, tromboxan a PGI2[2]
• Místní cytokiny a cytokiny v oběhu: interleukin-1 (IL-1), IL-6, IL-17, IL-18, faktor nádorové
nekrózy alfa (TNF-α) a chemokiny, např. CC-chemokinové ligandy (CCL5) a IL-8[5]
• Oxid dusnatý [6]
• Produkty synoviálního rozpadu: hyaluronan nebo kyselina hyaluronová (HA)
__________________________________________________________________________________________
©Copyright 2016 Mezinárodní asociace pro studium bolesti . Všechna práva vyhrazena.
IASP sdružuje vědci, kliničtí lékaři , poskytovatelů zdravotní péče , a politikům má podněcovat a podporovat
studium bolesti a překládat tyto znalosti do lepší úlevu od bolesti po celém světě.
Ačkoli četné kloubní biomarkery jsou uváděny jako potenciální nástroje včasné diagnózy a/nebo
prognózy artritidy, jejich využití v klinické praxi zůstává nadále problematické a většina z nich se
využívá pouze v oblasti výzkumu.
Reference
1. Glyn-Jones S, Palmer AJ, Agricola R, Price AJ, Vincent TL, Weinans H, et al. Osteoarthritis. Lancet 2015
2. Lee AS, Ellman MB, Yan D, Kroin JS, Cole BJ, van Wijnen AJ, et al. A current review of molecular mechanisms
regarding osteoarthritis and pain. Gene 2013;527:440-7.
3. Bijlsma JW, Berenbaum F, Lafeber FP. Osteoarthritis: an update with relevance for clinical practice. Lancet
2011;377:2115-26.
4. Bay-Jensen AC, Sondergaard BC, Christiansen C, Karsdal MA, Madsen SH, Qvist P. Biochemical markers of
joint tissue turnover. Assay Drug Dev Technol 2010;8:118-24.
5. Wang X, Hunter D, Xu J, Ding C. Metabolic triggered inflammation in osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage
2015;23:22-30.
6. Goldring MB, Berenbaum F. The regulation of chondrocyte function by proinflammatory mediators:
prostaglandins and nitric oxide. Clin Orthop Relat Res 2004:S37-46.
O Mezinárodní asociace pro studium bolesti ®
IASP je přední profesionální fórum pro vědu , praxi a vzdělání v oblasti
bolesti. Členství je otevřené pro všechny profesionály zapojené do
výzkumu, diagnostiky , nebo léčbu bolesti . IASP více než 7000 členů ve
133 zemích , 90 národních kapitol a 20 zájmových skupin.
V plánu spojit své kolegy na 16. Světovém kongresu o bolesti , září 2630 , 2016 , v Jokohamě , Japonsko
V rámci Global roku boje proti bolesti kloubů , IASP nabízí řadu 20 listů, které pokrývají konkrétní
témata vztahující se k bolesti kloubů . Tyto dokumenty byly přeloženy do mnoha jazyků a jsou k
dispozici ke stažení zdarma. Navštivte www.iasp-pain.org/globalyear pro více informací.
__________________________________________________________________________________________
©Copyright 2016 Mezinárodní asociace pro studium bolesti . Všechna práva vyhrazena.
IASP sdružuje vědci, kliničtí lékaři , poskytovatelů zdravotní péče , a politikům má podněcovat a podporovat
studium bolesti a překládat tyto znalosti do lepší úlevu od bolesti po celém světě.