Marcatori della formazione e del riassorbimento osseo

Il tessuto osseo forma un "deposito" dinamico di calcio, fosforo, magnesio e altri composti necessari per mantenere l'omeostasi del metabolismo minerale. L'osso è costituito da tre componenti: cellule, matrice organica e minerali. Le cellule rappresentano solo il 3% del volume del tessuto osseo.

Il tessuto osseo è formato dagli osteoblasti. La funzione principale degli osteoblasti è la sintesi dell'osteoide (matrice proteica), che è composta per il 90-95% da collagene, piccole quantità di mucopolisaccaridi e proteine non collageniche (osteocalcina, osteopontina), e viene successivamente mineralizzata da calcio e fosfato provenienti dal fluido extracellulare. Gli osteoblasti si trovano sulla superficie ossea e sono a stretto contatto con l'osteoide. Contengono fosfatasi alcalina, trasportano recettori per l'ormone paratiroideo e il calcitriolo e sono capaci di proliferare. Gli osteoblasti, circondati dalla matrice organica mineralizzata, si trasformano in osteociti (cellule mature, non proliferanti, che si trovano nelle cavità tra gli strati dell'osso neoformato).

Il riassorbimento del tessuto osseo è effettuato dagli osteoclasti. Secernendo enzimi proteolitici e fosfatasi acida, gli osteoclasti causano la degradazione del collagene, la distruzione dell'idrossiapatite e la rimozione dei minerali dalla matrice. Il tessuto osseo neoformato e scarsamente mineralizzato (osteoide) è resistente al riassorbimento osteoclastico.

Il collagene di tipo I è la proteina principale che costituisce il 90% della matrice organica dell'osso. Viene sintetizzato dagli osteoblasti come precursore, il procollagene di tipo I, una molecola di grandi dimensioni contenente propeptidi carbossi- e ammino-terminali (propeptidi N- e C-terminali del collagene di tipo I). Questi propeptidi vengono separati dalla molecola principale da specifiche peptidasi dopo il rilascio del procollagene dalla cellula.

Le proteine non collageniche rappresentano circa il 10% della matrice ossea organica. Conferiscono alla matrice ossea la sua struttura unica. La deposizione di idrossiapatite dipende in larga misura dal corretto rapporto tra le proteine della matrice, la cui sintesi è effettuata dalle cellule osteoblastiche.

La componente minerale dell'osso è costituita da idrossiapatite [Ca₂O ₍ PO₂ ₎ ₁ ₍ OH) _₂ ] e fosfato di calcio amorfo, che sono legati in modo non covalente alle proteine della matrice organica. L'orientamento dei cristalli di idrossiapatite è determinato principalmente dall'orientamento delle fibre di collagene della matrice.

L'attività vitale del sistema scheletrico si basa su due processi interconnessi e interconnessi: il processo di formazione di nuovo osso e il processo di distruzione e riassorbimento dell'osso vecchio. Normalmente, la formazione e il riassorbimento del tessuto osseo (rimodellamento osseo) sono in equilibrio.

Gli osteoclasti riassorbono continuamente il tessuto osseo vecchio, mentre gli osteoblasti formano nuovo osso sintetizzando osteoide (una matrice proteica), che viene successivamente mineralizzato con calcio e fosfato provenienti dal liquido extracellulare. Questi complessi di cellule coinvolti nel processo locale di riassorbimento e formazione ossea sono chiamati unità di rimodellamento multicellulari di base.

Le alterazioni nei siti di rimodellamento osseo si verificano a causa di un'alterazione dell'equilibrio tra i processi di formazione e riassorbimento, con una predominanza di questi ultimi, che porta alla perdita di tessuto osseo. L'intensità e la gravità della perdita ossea dipendono dal tasso di "turnover osseo". La predominanza dei processi di formazione del tessuto osseo e la sua aumentata mineralizzazione portano a un aumento della massa e della densità ossea: l'osteosclerosi.

Per designare le manifestazioni cliniche, di laboratorio e radiologiche della perdita ossea, si utilizza il termine collettivo di osteopenia. Le cause di osteopenia sono osteoporosi, osteomalacia, iperparatiroidismo primario, mieloma, mastocitosi e osteodistrofia renale.

L'aumento della massa e della densità ossea è chiamato osteosclerosi. L'osteosclerosi è caratterizzata da focolai di aumentata formazione di matrice organica, che successivamente si mineralizza, con conseguente aumento della massa e della densità ossea. L'osteosclerosi si verifica solitamente nelle fasi avanzate dell'insufficienza renale cronica.

I marcatori del metabolismo del tessuto osseo (marcatori della formazione del tessuto osseo) includono l'isoenzima osseo della fosfatasi alcalina, l'osteocalcina e il propeptide C-terminale del collagene di tipo I.

I principali parametri biochimici utilizzati nella pratica clinica come criteri per il riassorbimento osseo includono l'escrezione urinaria di calcio, il propeptide N-terminale del collagene di tipo I e i legami piridinici del collagene.

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