Che materia stai cercando?

Marcatori patologie ossee: Appunti di Biochimica clinica

Appunti di Biochimica clinica per l’esame del professor Esposito. Gli argomenti trattati sono i seguenti: i marcatori delle patologie ossee, la modica ipercalcemia, a che cosa serve l'osso, le lacune di riassorbimento, la tripletta
tipica della molecola di collagene che è gly pro lis.

Esame di Biochimica clinica docente Prof. S. Esposito

Anteprima

ESTRATTO DOCUMENTO

ulteriormente  metabolizzate  e  quindi  da  questa  operazione  idrolitica  si  libereranno  come  molecola  intera.  

Tornando  alla  componente  organica  vediamo  che  è  costituita  da  collageno  di  tipo  1  e  da  proteine  prodotte  

esclusivamente  dall’osso  che  sono  l’osseo  calcina  e  l’osseonectina;  la  prima  è  molto  più  piccola  rispetto  alla  

fibra  di  collageno  e  non  serve  a  conferire  resistenza  all’osso  (come  invece  questa  funzione  è  svolta  dalla  

fibra  di  collagene).  La  sua  caratteristica  è  quella  di  presentare  nella  sua  struttura  3  residui  di  gamma-­‐

carbossi  glutammato  e  cioè  i  residui  di  acido  glutammico  vanno  incontro  ad  un  processo  di  carbossilazione,  

che  è  una  modificazione  post-­‐trascrizionale  che  è  indotta  dalla  vit  k(cioè  la  sintesi  matura  di  questa  

proteina  è  vitamina  K-­‐dipendente),  necessario  per  svolgere  la  sua  funzione  biologica.  Perché  è  importante  

sapere  che  questa  proteina  ha  questi  residui  di  gamma  carbossi  glutammato?  Perché    è  proprio  grazie  a  tali  

residui  che  la  proteina  osteocalcina  può  legare  gli  ioni  calcio  che  sono  presenti  nella  componente  

inorganica  dell’osso.  Quindi  la  funzione    biologica  fondamentale  dell’osteocalcina  è  quella  di  creare  un  

ponte  biologico(questa  volta  di  tipo  ionico)  tra  la  componente  proteica  prodotta  dagli  osteoblasti  e  la  

componente  inorganica  che  è  il  cristallo  di  idrossiapatite  in  cui  c’è  il  calcio.  Un’altra  proteina  prodotta  dagli  

osteoblasti  è  la  fosfatasi  alcalina  che  è  un  enzima  (quelle  di  prima  erano  proteine  strutturali)che    ha  la  

funzione  di  idrolizzare  gli  esteri  fosforici  e  tale  azione  è  operata  a  pH  alcalino.  Nel  nostro  corpo  ci  sono  

molti  tessuti.    Le  fosfatasi  alcaline  prodotte  nel  nostro  corpo  si  originano  da  4  geni  diversi:il  primo  si  chiama  

gene  non  tessuto  specifico  perché  l’enzima  che  deriva  da  tale  gene  non  si  può  definire  caratteristico  di  un  

determinato  tessuto;da  questo  gene  originano:la  fosfatasi  alcalina  espressa  a  livello  epatico  che  è  un  

marcatore  di  colestasi,poi  sempre  da  questo  gene  si  origina  l’isoenzima  osseo(per  isoenzima  si  intende  

molecole  che  provengono  dallo  stesso  gene,  dal  punto  di  vista  biologico  svolgono  la  stessa  funzione,  ma  

sono  molecole  leggermente  differenti  tra  di    loro).  Dallo  stesso  gene  quindi  si  originano  sia  gli  isoenzimi  

epatici,  isoenzimi  osseo  e  quelli  renale  (  anche  il  rene  è  una  fonte  di  fosfatasi  alcalina  anche  se  contribuisce  

molto  meno  rispetto  al  pool  totale  di  fosfatasi  alcalina  che  avremo  nel  nostro  corpo).  Poi  esiste  un  gene  che  

si  chiama  che  si  chiama   gene  placentare  e  si  chiama  così    perchè  l’enzima  derivante  è  espresso  

esclusivamente  a  livello  della  placenta(quindi  tale  fosfatasi  alcalina  non  sarà  mai  prodotta  nei  maschi,  

mentre  anche  se  il  gene  ce  l’hanno  tutti  però  è  espresso  solo  nelle  donne  gravide);poi  ancora  c’è  un  gene  

detto  intestinale  e  quindi  anche  a  livello  dell’intestino  c’è  una  produzione  di    fosfatasi  alcalina  che  concorre  

per  circa  il  5-­‐6%  rispetto  alla  fosfatasi  alcalina  totale  presente  nel  sangue  e  poi  c’è  il  gene  delle  cellule  

germinali  che  dà  origine  all’alfa  testicolare  (prodotta  solo  nei  maschi)  e  all’alfa  polmonare.  Cose  importanti  

da  ricordare  sono:  quando  vado  a  fare  il  dosaggio  della  fosfatasi  alcalina  nel  sangue  ,  doso  

contemporaneamente  enzimi  che  derivano  da  diversi  tessuti.  Se  io  lo  faccio  ad  un  soggetto  adulto(  uomo  o  

donna  che  sia  e  considerando  che  la  donna  non  sia  gravida);  quindi  eseguito  in  queste  condizioni  in  realtà  la  

fosfatasi  alcalina  che  io  vado  a  dosare  si  può  considerare  per  il  50%  di  derivazione  epatica  e  per  il  50%  di  

derivazione  ossea  perchè  gli  altri  isoenzimi  concorrono  in  maniera  irrilevante.  Quindi  se  io  oggi  mi  vado  a  

fare  il  dosaggio  di  fosfatasi  alcalina  sia  alla  prof  che  agli  alunni,  a  meno  che  non  ci  sia  qualche  donna  

incinta,noi  teniamo  ad  esempio  un  valore  di  fosfatasi  alcalina  di  250-­‐300  e  mettiamo  il  caso  che  noi  

abbiamo  300  avremo  che  150  viene  dal  fegato  e  150  viene  dall’osso,  le  altre  quote  sono  irrilevanti  e  un  

poco  poco  è  significativa  la  quota  intestinale  che  aumenta  dopo  un  pasto.  Le  altre  quando  compaiono,  

quando  sono  significative?  Sicuramente  l’isoenzima  placentare  è  significativo  nella  donna  gravida,  in  

quanto  la  donna  gravida  ha  una  quota  di  fosfatasi  alcalina  fisiologicamente  2-­‐3  volte  più  alta  e  questo  

valore  è  normale  nelle  donne  gravide  perché  c’è  un  altro  organo  che  concorre  a  immettere  in  circolo  

un’altra  quota  di  fosfatasi  alcalina.  Gli  altri  isoenzimi  aumentano  fondamentalmente  quando  ci  sono  

processi  neoplastici  anche  se  non  sono  marcatori  molto  precisi.  Fatte  queste  premesse  vediamo  in  base  a  

cosa  sono  state  scelti  nel  tempo  e  con  quale  significato  diagnostico  i  marcatori  per  seguire  la  funzione  

dell’osso?  Teniamo  conto  che  se  noi  diciamo  i  marcatori  biochimici  della  funzione  dell’osso  dobbiamo  

distinguere  tra  quelli  che  indicano  la  funzione  di  deposizione  (e  cioè  degli  osteoblasti)  e  quelli  che  indicano  

la  funzione  di  riassorbimento  (e  cioè  degli  osteoclasti).  Guardiamo  i  marcatori  di  osteodeposizione:  un  

marcatore  storico  ma  sicuramente  in  disuso  è  il  marcatore  della  fosfatasi  alcalina  totale.  Questo  marcatore  

è  caduto  in  disuso  perché  quando  andiamo  a  dosare  nel  sangue  la  fosfatasi  alcalina  totale,  ovviamente  

stiamo  dosando  l’insieme  di  più  isoenzimi  e  soprattutto  stiamo  dosando  contemporaneamente  l’isoenzima  

epatico  e  allora  un  incremento  di  fosfatasi  alcalina  totale  valutato  da  solo  non  ci  può  assolutamente  far  

orientare  se  siamo  di  fronte  ad  una  patologia  di  natura  epatica  o  una  patologia  di  natura  ossea  e  quindi  la  

specifità  diagnostica  di  questo  test  è  sicuramente  molto  bassa  (specificità  diagnostica=  veri  negativi+  falsi  

positivi/totale  sani)e  ciò  significa  che  ci  sono  molti  falsi  positivi  che  magari  hanno  tutti  l’epatopatia  e  

vengono  scambiati  per  coloro  che  hanno  una  patologia  ossea.  Se  abbiamo  la  possibilità  di  distinguere  visto  

che  non  sono  perfettamente  identici  nella  loro  struttura  (anche  se  sono  differenze  molto  ridotte)gli  

isoenzimi.  Sfruttando  la  presenza  di  queste  differenze  noi  possiamo  andare  a    dosare  la  frazione  ossea  

rispetto  a  quella  epatica.  Come  facciamo?  In  laboratorio  si  può  distinguere  tra  fosfatasi  alcalina  ossea  e  

fosfatasi  alcalina  epatica.  Se  noi  sfruttiamo  questo  tipo  di  approccio  analitico,  ovviamente  stiamo  andando  

a  dosare  esclusivamente  l’isoenzima  di  derivazione  ossea  e  allora  questo  tipo  di  test  al  contrario  avrà  una  

specificità  diagnostica  estremamente  elevata.  Accanto  al  dosaggio  della  fosfatasi  alcalina  ossea  noi  

possiamo  associare  il  dosaggio  anche  di  altri  marcatori  e  in  quest’ultimi  5  anni  è  divenuto  possibile  dosare  

direttamente  l’osteocalcina    che  siccome  è  sintetizzata  unicamente  dagli  osteoblasti  allora  è  una  proteina  di  

derivazione  esclusivamente  ossea  e  allo  stesso  tempo  questa  proteina  è  un  marcatore  

dell’osseodeposizione    molto  specifico.  Quindi  marcatori  di  osteodeposizione  molto  specifici  sono  o  la  

fosfatasi  alcalina  ossea  oppure  il  dosaggio  dell’osteocalcina.  Nel  pannello  biochimico  per  la  valutazione  

della  funzione  di  osteodeposizione  possiamo  andare  a  dosare  i  peptidi  C  ed  N  terminali  del  procollagene.  

Abbiamo  detto  che  si  forma  la  molecola  di  procollagene  all’interno  dell’osteoblasto,  poi  i  peptidi  C  ed  N  

terminali  del  pro  collagene  vengono  idrolizzati  e  il  tutto  viene  secreto  per  cui  nel  sangue  ci  saranno  tante  

molecole  di  peptidi  C  ed  N  terminali  del  pro  collagene  per  quanto  collagene  è  stato  depositato  nella  

matrice  ossea  e  quindi  questi  sono  lo  specchio  indiretto  di  quanto  collagene  l’osteoblasto  ha  prodotto.  

Ovviamente  il  limite  di  questo  marcatore  è  che  questo  stesso  processo  avviene  anche  per  procollagene  di  

tipo  1,  di  tipo  2,  per  tutti  i  tipi  di  collagene  e  non  esiste  una  metodologia  analitica  che  possa  distinguere  

questi  peptidi  terminali  del  pro  collagene  di  tipo  uno  dagli  altri  e  quindi  questo  marcatore  ha  una  specificità  

più  bassa  di  questi  2  precedenti  anche  se  non  bassissima  come  la  fosfatasi  alcalina  totale                                                                            

che  sono  la  conseguenza  diretta  di  quanto  collageno  è  stato  prodotto;però  tale  tipo  di  processo  è  comune  a  

tutti  i  tipi  di  collageno  quindi  ha  un  a  specificità  moderata  cioè  intermedia  tra  quella  della  fosfatasi  alcalina  

totale  e  quella  della  fosfatasi  alcalina  ossea  ed  osteocalcina.  

Visti  i  marcatori  di  osseo  deposizione  vediamo  i  marcatori  del  riassorbimento  cioè  i  marcatori  tipici  della  

funzione  degli  osteoclasti    .  Il  primo  marcatore(  che  ormai  è  in  disuso  considerata  la  bassa  specificità)  è  

l’idrossiprolina  che  è  un  marcatore  della  funzione  osteoclastica    perché  nel  momento  in  cui  gli  osteoclasti  

digeriscono  la  matrice  organica,  digeriscono  quindi  il  collagene  e  perciò  da  questa  digestione  si  libererà  la  

glicina  che  non  può  essere  considerata  un  marcatore  perché  presente  in  molte  altre  proteine,  mentre  

l’idrossiprolina  che  è  un  aa  modificato  tipico  di  tutte  le  fibre  di  collagene.  Però  l’idrossiprolina  è  presente  

anche      nel  collagene  non  umano  e  quindi  quando  noi  mangiamo  la  carne  ovviamente  introduciamo  

collagene  che  è  di  natura  animale  e  perciò  la  specificità  di  questo  dosaggio  è  abbastanza  basso  perché  i  

livelli  di  idrossiprolina  circolanti  (e  in  realtà  l’idrossiprolina  si  dosa  di  più  nelle  urine  perché  accumulandosi  

nelle  urine  è  più  facile  da  dosare)  e  quindi  i  livelli  di  idrossipolinuria  è  il  risultato  di  quanta  matrice  ossea  è  

stata  degradata  e  anche  di  quanto  collagene  di  altro  tipo  non  osseo  e  cioè  alimentare    è  stato  degradato.  

Perciò  la  specificità  di  questo  marcatore  è  abbastanza  bassa.  Hanno,invece,  una  specificità  molto  alta  il  

dosaggio  della  piridinolina  e  della  deossi  piridinolina.  Nella  fase  di  sintesi  si  formano  questi  aa  modificati  

che  sono  piridinolina  se  sono  3  idrossilisine  e  deossipiridinolina  se  sono  due  idrossilisina  e  una  lisina  non  

idreossilata.  Quando  il  collagene  viene  degradato  non  ci  sono  enzimi  che  idrolizzano  questi  legami  crociati  e  

allora  dalla  degradazione  si  origineranno  queste  molecole  per  intero  che  vanno  a  finire  nel  sangue  e  

vengono  eliminate  con  le  urine.  Inoltre  mentre  la  piridinolina  è  un  legame  crociato  che  avviene  in  tutti  i  tipi  

di  collagene,  la  deossipiridinolina  è  un  legame  crociato  esclusivo  dell’osso  e  questo  giustifica  il  fatto  che  la  

specificità  diagnostica  di  questi  marcatori  è  sicuramente  più  alta  dell’idrossiprolina  e  quindi  si  va  da  

moderata  per  la  piridinolina  a  molto  alta  per  la  deossipiridinolina  perché  quest’ultima  deriva  

esclusivamente  dall’osso.  Per  questo  il  marcatore  per  eccellenza  per  indagare  la  fase  di  riassorbimento  

osseo  è  la  deossipiridinolina.  In  realtà  ci  sono  anche  altri  marcatori  che  hanno  una  specificità  accettabile,  

anche  se  quella  della  deossipiridinolina  è  la  migliore,  e  questi    sono    i  peptidi  terminali  C  ed  N  del  collageno  

(da  non  essere  confusi  con  quelli  visti  prima  del  procollageno  caratteristici  della  fase  di  osseo  deposizione).  

Quando  il  collageno  viene  idrolizzato  ovviamente  ci  saranno  prima  degli  enzimi  che  tolgono  le  estremità  e  

quindi  formano  questi  peptidi  terminali  del  collagene  e  questi  sono  marcatori  di  riassorbimento.  

Ovviamente  anche  questi  tipi  di  peptidi  originandosi  dal  collagene  dell’osso  e  dal  collageno  dei  connettivi,  

soprattutto  quello  della  pelle,  hanno  una  specificità  molto  alta.  Un  discorso  da  fare  poi  è  quello  relativo  alla  

fosfatasi  acida  che  è  un  enzima  che  idrolizza  gli  esteri  fosforici  e  funziona  a  pH  acido  ed  è  prodotta  dagli  

osteoclasti.  Se  gli  osteoclasti  funzionano  molto  questo  coincide  con  una  produzione  maggiore  di  fosfatasi  


PAGINE

6

PESO

106.07 KB

PUBBLICATO

+1 anno fa


DETTAGLI
Corso di laurea: Corso di laurea magistrale in biotecnologie mediche
SSD:
A.A.: 2015-2016

I contenuti di questa pagina costituiscono rielaborazioni personali del Publisher biotech89 di informazioni apprese con la frequenza delle lezioni di Biochimica clinica e studio autonomo di eventuali libri di riferimento in preparazione dell'esame finale o della tesi. Non devono intendersi come materiale ufficiale dell'università Napoli Federico II - Unina o del prof Esposito Sergio.

Acquista con carta o conto PayPal

Scarica il file tutte le volte che vuoi

Paga con un conto PayPal per usufruire della garanzia Soddisfatto o rimborsato

Recensioni
Ti è piaciuto questo appunto? Valutalo!

Altri appunti di Biochimica clinica

Ferro, omeostasi e analisi cliniche: Appunti di Biochimica
Appunto
Fegato, clinica e patologie: Appunti di Biochimica
Appunto
Marker del rischio cardiovascolare: Appunti di Biochimica
Appunto
Infarto del miocardio: Appunti di Biochimica clinica
Appunto