Markers van botvorming en botresorptie

Botweefsel vormt een dynamische "opslag" van calcium, fosfor, magnesium en andere verbindingen die nodig zijn voor het handhaven van de homeostase in de mineraalstofwisseling. Bot bestaat uit drie componenten: cellen, organische matrix en mineralen. Cellen maken slechts 3% van het volume van botweefsel uit.

Botweefsel wordt gevormd door osteoblasten. De belangrijkste functie van osteoblasten is de synthese van osteoïd (eiwitmatrix), dat voor 90-95% uit collageen, kleine hoeveelheden mucopolysacchariden en niet-collageen eiwitten (osteocalcine, osteopontine) bestaat en vervolgens wordt gemineraliseerd met calcium en fosfaat uit de extracellulaire vloeistof. Osteoblasten bevinden zich op het botoppervlak en staan in nauw contact met osteoïd. Ze bevatten alkalische fosfatase, dragen receptoren voor bijschildklierhormoon en calcitriol en zijn in staat tot proliferatie. Osteoblasten, omgeven door gemineraliseerde organische matrix, veranderen in osteocyten (volwassen, niet-prolifererende cellen die zich in de holtes tussen de lagen van nieuw gevormd bot bevinden).

Botweefselresorptie wordt uitgevoerd door osteoclasten. Door proteolytische enzymen en zure fosfatase af te scheiden, veroorzaken osteoclasten collageenafbraak, hydroxyapatietvernietiging en mineralenverwijdering uit de matrix. Nieuw gevormd, slecht gemineraliseerd botweefsel (osteoïd) is resistent tegen osteoclastische resorptie.

Collageen type I is het belangrijkste eiwit dat 90% van de organische matrix van bot vormt. Het wordt door osteoblasten gesynthetiseerd als precursor, procollageen type I, een groot molecuul dat carboxy- en amino-terminale propeptiden bevat (N- en C-terminale propeptiden van collageen type I). Deze propeptiden worden door specifieke peptidasen van het hoofdmolecuul gescheiden nadat procollageen uit de cel is vrijgekomen.

Niet-collageeneiwitten maken ongeveer 10% uit van de organische botmatrix. Ze geven de botmatrix zijn unieke structuur. De afzetting van hydroxyapatiet hangt grotendeels af van de juiste verhouding van matrixeiwitten, waarvan de synthese plaatsvindt door osteoblastcellen.

Het minerale deel van bot bestaat uit hydroxyapatiet [Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (OH) ₂ ] en amorf calciumfosfaat, die niet-covalent gebonden zijn aan eiwitten in de organische matrix. De oriëntatie van hydroxyapatietkristallen wordt voornamelijk bepaald door de oriëntatie van de collageenvezels in de matrix.

De vitale activiteit van het skelet is gebaseerd op twee onderling verbonden en elkaar wederzijds vervangende processen: de vorming van nieuw bot en het proces van vernietiging - de afbraak van oud bot. Normaal gesproken zijn de vorming en afbraak van botweefsel (botremodellering) in evenwicht.

Osteoclasten resorberen continu oud botweefsel, en osteoblasten vormen nieuw bot door de synthese van osteoïd (een eiwitmatrix), dat vervolgens wordt gemineraliseerd met calcium en fosfaat uit de extracellulaire vloeistof. Deze complexen van cellen die betrokken zijn bij het lokale proces van botafbraak en -vorming worden de basis multicellulaire remodelleringseenheden genoemd.

Verstoringen in botremodelleringsgebieden ontstaan door een verandering in de balans tussen de vormings- en afbraakprocessen, waarbij de laatste de overhand krijgen, wat leidt tot botverlies. De intensiteit en ernst van het botverlies zijn afhankelijk van de snelheid van de "botturnover". De overheersing van botweefselvormingsprocessen en de toegenomen mineralisatie ervan leiden tot een toename van de botmassa en -dichtheid - osteosclerose.

Om de klinische, laboratorium- en radiologische manifestaties van botverlies aan te duiden, wordt de verzamelnaam osteopenie gebruikt. Oorzaken van osteopenie zijn osteoporose, osteomalacie, primaire hyperparathyreoïdie, myeloom, mastocytose en renale osteodystrofie.

Een toename van botmassa en -dichtheid wordt osteosclerose genoemd. Osteosclerose wordt gekenmerkt door haarden van verhoogde vorming van organische matrix, die vervolgens mineraliseert, wat resulteert in een toename van botmassa en -dichtheid. Osteosclerose treedt meestal op in de late stadia van chronisch nierfalen.

Merkers van het metabolisme van botweefsel (merkers van de vorming van botweefsel) omvatten het botiso-enzym van alkalische fosfatase, osteocalcine en C-terminaal propeptide van type I collageen.

De belangrijkste biochemische parameters die in de klinische praktijk worden gebruikt als criteria voor botresorptie zijn onder meer de uitscheiding van calcium in de urine, N-terminaal propeptide van collageen type I en pyridinebindingen van collageen.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ], [ 7 ]