Остеокальцин в крови: что это, когда назначают анализ, нормы, причины повышения и понижения

© Автор: З. Нелли Владимировна, врач лабораторной диагностики НИИ трансфузиологии и медицинских биотехнологий, специально для СосудИнфо.ру (об авторах)

Нарушение обменных процессов в костях создает условия для неправильного ремоделирования костной ткани и уменьшения скорости ее формирования, что влечет за собой появление склонности к переломам и другим, вытекающим из данной патологии, последствиям (снижение прочности, повышение хрупкости костей, развитие остеопороза).

Чтобы определить состояние метаболизма костной ткани в лабораторном деле используют довольно чувствительный индикатор обмена – остеокальцин (ОК, Osteocalcin, GLA-protein). Этот показатель является представителем группы основных, самых информативных, биохимических маркеров, которые могут многое «рассказать» о том, как идет формирование костей и что происходит в костной системе вообще.

Ремоделирование костной ткани. Остеокласты удаляют старую костную ткань, остеобласты формируют новую, высвобождая белок-остеокальцин, который затем попадает в кровоток

В первую очередь – о норме в крови

Норма маркера костного формирования в плазме (сыворотке) крови зависит от пола и возраста, поэтому целесообразно отразить ее значения в таблице:

У женщин для объективной оценки очень важно уточнять не только возраст, но и фазу менструального цикла, иначе результат может не удовлетворить врача и напугать пациентку. В конце лютеиновой фазы, то есть, за два-три дня до начала новых месячных, остеокальцин по сравнению с нормой, как правило, несколько повышен. У беременных женщин уровень данного белка, наоборот – понижен (гинекологи учитывают этот факт). Увеличение концентрации остеокальцина у детей и, особенно, подростков объясняется их интенсивным ростом в этот период жизни.

Кроме этого, при проведении анализа, следует учитывать и то обстоятельство, что уровень остеокальцина имеет широкий диапазон суточных колебаний, утвержденные нормы для каждого часа, конечно, отсутствуют, однако в целях получения объективных результатов, сопоставляемые образцы крови должны быть отобраны в одни и те же часы.

Однако что же он собой представляет?

образование активной формы остеокальцина

Остеокальцин (ОК) – витамин К-зависимый, неколлагеновый протеин, который образуется молодыми клетками костной ткани, но достигшими собственной зрелости – остеобластами, и преимущественно содержится в межклеточном веществе (матриксе), также продуцируемом остеобластами, где выступает в роли главного белка, который связывает кальций с гидроксиапатитами. Однако некоторое количество данного протеина (≈10%) все же освобождается от матрикса, покидает место своего обычного пребывания и выходит в кровеносное русло. Этот уход происходит  при участии витамина К, осуществляющего взаимосвязь между кальцием и кальциферолом (витамином D) и больших многоядерных клеток-макрофагов (остеокластов), растворяющих минеральный компонент костей и разрушающих коллаген. Освободившийся от межклеточного вещества остеокальцин, представляя собой остатки γ-карбоксиглутаминовой кислоты, впоследствии уйдет из организма через почки.

На интенсивность продукции описываемого протеина непосредственно влияют кальцийрегулирующие гормоны (гормон щитовидной железы – кальцитонин, гормон паращитовидной железы – паратирин или паратгормон) и кальциферол (Vit D). Кальцитриол ([1,25(OH)2D3] – метаболит витамина D) стимулирует продукцию GLA–protein в синтезируемых его клетках (остеобластах) и тем самым способствует увеличению его содержания в крови. При нарушении метаболической активности этих клеток концентрация остеокальцина в крови отклоняется от нормы, что свидетельствует об определенном патологическом процессе.

В каких случаях уровень остеокальцина повышен?

Не считая увеличения концентрации ОК в силу физиологических причин (интенсивный рост у детей и подростков) или иных обстоятельств, не связанных с кальциевым обменом или содержанием кальцийрегулирующих гормонов (условия длительного пребывания в лежачем положении), уровень остеокальцина повышен в случаях:

• Ускорение метаболических процессов в костной ткани по различным причинам;
• Развития остеопороза в постменопаузе;
• Хронической почечной недостаточности (снижение фильтрации в канальцах почек), формирующей нефрогенную остеодистрофию (расстройство фосфорно-кальциевого обмена, развитие резистентности к паратгормону, нарушение ремоделирования костной ткани);
• Деформирующей остеодистрофии (болезни Педжета);
• После переломов костей (и трубчатых, и плоских) – уровень ОК повышен еще в течение года;
• Патологического состояния щитовидной железы с увеличением гормональной активности: при первичном гипертиреозе (диффузный токсический зоб или базедова болезнь) либо вторичной патологии, обусловленной опухолевым процессом, локализованном в гипофизе;
• Нарушения функциональных способностей передней доли гипофиза и увеличения выработки СТГ – соматотропного гормона (акромегалия);
• Злокачественных новообразований, зарождающихся в костной ткани (первичная опухоль) или пришедших в виде метастазов из других органов;
• Недостаточной минерализации костной ткани (остеомаляция);
• Приема представителей некоторых групп фармацевтических препаратов: кальциферола (витамин D) и его метаболитов (кальцитриол), витамина В7 (биотин), противоэпилептических лекарственных средств.

Изменение количества остеокальцина (в сторону увеличения) наблюдается при активном формировании костной ткани, в том числе, вызванном злокачественным процессом. Однако здесь ОК повышен за счет того, что имеет место излишнее разрастание ненормальной (патологической) ткани, которая слишком активно начинает продуцировать данный белок.

Повышен уровень остеокальцина и тогда, когда затормаживается процесс ремоделирования. Например, при остеопорозе за счет кумулятивного ослабления костной ткани (часто в силу возрастных изменений) разрушение старой костной ткани – катаболизм, начинает преобладать над процессом костеобразования, поэтому новая ткань не успевает заменить старую. В связи с этим снижается минеральная плотность кости (МПК), нарушается микроархитектоника костной ткани, появляется повышенная хрупкость и ломкость, увеличивая риск переломов даже при малейшем травмировании.

А когда остеокальцин понижен?

Между тем, бывают обстоятельства, когда уровень описываемого белка в крови понижен. При беременности он более низкий в силу физиологических причин, поэтому подобные особенности гестационного периода можно опустить, не причисляя их к каким-либо нарушениям здоровья. А понижен остеокальцин в крови бывает еще и при таких состояниях:

1. Рахит у маленьких детей;
2. Высокая концентрация ПТГ (паратиреоидного гормона, паратгормона), но низкий уровень кальция и кальцитонина по причине формирования определенных патологических процессов;
3. Гиперкортицизм – синдром и болезнь Иценко-Кушинга, причем, чем сильнее выражена симптоматика – тем более низкий уровень остеокальцина наблюдается в крови;
4. Генералиованная плазмоцитома (миеломная болезнь);
5. Первичный билиарный цирроз;
6. Недостаточная продукция соматотропина (СТГ);
7. Гипофункция паращитовидных желез.

Кроме перечисленных причин, снизить концентрацию GLA-протеина может применение глюкокортикоидов.

Остеопороз и его связь с атеросклерозом

Остеопороз напрямую связан с метаболическими нарушениями костной ткани. Однако известно, что эти нарушения чаще отмечаются у женщин – у них прочность костей более низкая от природы. И, если в репродуктивном возрасте защищать женскую костную систему берутся эстрогены, то с наступлением менопаузы, ввиду снижения их уровня, они теряют способность справляться с данной задачей.

Вероятно, многие пациенты уже заметили, что такие патологические состояния, как остеопороз и образование атеросклеротических бляшек на стенках кровеносных сосудов идут параллельно друг другу. Так какую же связь с атеросклерозом имеет прогрессирующее снижение массы костной ткани, нарушение ее микроархитектоники, усиление процессов катаболизма в костях? А вот какую:

• Риск обоих заболеваний очень заметно коррелирует с возрастом (самый низкий риск наблюдается у молодых здоровых людей);
• Отсутствие клинических проявлений в начальном периоде болезни (ни остеопороз, ни атеросклероз на первых порах симптомами болезни о себе не сообщают);
• Обе патологии создают высокую степень вероятности развития осложнений болезней сердечно-сосудистой системы, а также возникновения переломов при малейших травмах у лиц женского пола, достигших постменопаузы;
• Факторы риска их, в принципе, одни и те же – вредные привычки (в основном, курение), малоподвижный образ жизни, недостаток эстрогенов, которые защищают женщин до менопаузы;
• Патофизиологические основы данных патологических состояний также одинаковы – нарушение кальциевого обмена;
• Расстройство функций гормональных систем, которые регулируют обмен кальция, тоже идут в одном направлении;
• Многие медикаментозные препараты, предназначенные для лечения атеросклероза, оказываются полезными при остеопорозе (помогают сохранению минеральной плотности костей), а лекарственные средства, направленные на борьбу с остеопорозом, благотворно влияют на состояние кровеносных сосудов.

Вот такую связь с атеросклерозом имеет повышающий уровень остеокальцина в крови остеопороз.

Для точного диагноза важны и другие показатели

Итак, назначают анализ крови на остеокальцин:

1. При остеопорозе (повод – состояния, создающие условия для его развития или появление признаков, свидетельствующих, что патологический процесс уже пошел);
2. С целью определения эффективности антирезорбтивного лечения у пациентов, страдающих остеопорозом;
3. В случаях синдрома гиперкальциемии (увеличение содержания ионизированного кальция в крови).

Не глядя на то, что GLA–protein является весьма чувствительным маркером метаболической активности остеобластов, изолированное определение его уровня в плазме (сыворотке) не всегда дает полный объем информации, поэтому исследование остеокальцина часто дополняют другие анализы:

• Щелочная фосфатаза (ЩФ), поскольку она принимает участие в фосфорно-кальциевом обмене;
• Кальций ионизированный (при подозрении на нарушение обмена кальция);
• Кальцитонин (гормон «щитовидки», снижающий уровень Са²⁺ в крови), который рассматривают в качестве опухолевого маркера;
• ПТГ (паратгормон – гормон паращитовидных желез, повышающий концентрацию Са²⁺ в плазме крови за счет снижения реабсорбции фосфора (Р) в почечных канальцах;
• ДПИД (дезоксипиридинолин) – индикатор метаболизма костной ткани, определяемый в моче.

Определяют концентрацию остеокальцина чаще всего с использованием хемилюминисцентного иммуноанализа, принцип которого – одностадийный «сэндвич».

Методы подготовки и отбора образцов крови также не имеют чего-то необычного, поэтому не отличаются в этом плане от других биохимических тестов. Все просто: натощак, с исключением накануне жирной пищи и алкоголя, а также активной физической деятельности за час до анализа.

Видео: специалист об остеокальцине

материалы по теме:

Кальцитонин (тиреокальцитонин) – гормон щитовидной железы: роль, норма в крови, отклонения Щелочная фосфатаза (ЩФ): понятие, норма у детей и взрослых, почему повышена или понижена Паратгормон (ПТГ): что это, роль и функции, норма, причины повышения и понижения в крови

Рекомендации читателям СосудИнфо дают профессиональные медики с высшим образованием и опытом профильной работы.

На ваш вопрос в форму ниже ответит один из ведущих авторов сайта.

В данный момент на вопросы отвечает: А. Олеся Валерьевна, к.м.н., преподаватель медицинского вуза

Поблагодарить специалиста за помощь или поддержать проект СосудИнфо можно произвольным платежом по ссылке.