Tanto la masa ósea disminuida como el deterioro en la microarquitectura esquelética, que caracterizan la osteoporosis, se relacionan con anormalidades del recambio óseo. La evaluación de este último, por lo tanto, permite un manejo más racional de la enfermedad.

Distintos métodos han sido desarrollados para evaluar el recambio óseo: mediciones seriadas de la masa ósea, técnicas de cinética de calcio e histomorfometría ósea, la que es considerada el patrón oro. No obstante, en clínica se emplean más frecuentemente los así llamados "marcadores bioquímicos" , debido a su carácter no invasivo, bajo costo, disponibilidad y rapidez. Este artículo revisa los avances recientes en este campo y discute su utilidad para el manejo de la osteoporosis primaria postmenopáusica, principalmente.

Clasificación

Los marcadores bioquímicos del recambio óseo son o una enzima relacionada directamente con la actividad de osteoblastos u osteoclastos, o un constituyente de la matriz ósea liberado a la circulación, cuantificable en sangre u orina. Dado que la remodelación ósea tiene dos fases, resorción, a cargo de los osteoclastos y formación, de responsabilidad de los osteoblastos, los distintos marcadores se agrupan de acuerdo a cual de estas fases estudian preferentemente (Tabla 1).

Marcadores de resorción ósea

Miden actividad osteoclástica; los más importantes y usados corresponden a exámenes urinarios.

Calcio urinario

Históricamente fue la primera prueba utilizada para evaluar resorción ósea. Existen dos modalidades para su determinación:

Razón calcio/creatinina en orina matinal. Requiere dieta hipocálcica previa (sin lácteos o derivados por 7 días) y ayuno desde las 7 pm del día previo. A las 8 y 11 pm se debe ingerir 300 ml cada vez de agua destilada para forzar la diuresis. El agua potable no es recomendable, dado que, como es el caso de Santiago, su contenido de calcio puede ser alto. A las 7 am del día de la prueba se debe evacuar vejiga y beber otros 300 ml de agua destilada. Finalmente, se recolecta la orina emitida entre las 7 y 9 am (2 horas). En esta orina se mide calcio y creatinina. Valores de la razón calcio/creatinina mayores a 0,11 mg/mg se consideran anormales. La baja sensibilidad y especificidad de la prueba disminuyen su utilidad y la transforman sólo en un examen orientador.

Calcio en orina de 24 horas. Valores sin restricción dietética que superen los 250 mg en la mujer adulta y 300 mg en el hombre, son excesivos y justifican un mayor estudio. Estas cifras adquieren mayor fuerza si se dan en correspondencia a un aporte restringido de calcio y moderado de sal. En Chile, valores mayores de 220 mg son excepcionales, por la baja ingesta cálcica, por lo que se consideran patológicos. En este caso, hipercalciuria persistente a pesar de un bajo aporte de calcio, está relacionada a un defecto renal intrínseco que impide conservar adecuadamente el calcio o al efecto excesivo de PTH (hormona paratiroidea) o PTHrP (péptido relacionado con la PTH) sobre el hueso, generando hipercalcemia y aumento de la carga filtrada por el riñón. Los enfermos con resorción ósea activa, independientemente de su causa, pueden manifestarse con hipercalciuria. Otra utilidad de esta prueba es detectar pacientes con deficiencia de ingesta dietética o de absorción intestinal de calcio, cuando la calciuria de 24 horas es inferior a 100 mg. En estos casos, principalmente sujetos de edad avanzada, puede coexistir con la osteoporosis un defecto de la mineralización ósea u osteomalacia, el cual se ha demostrado aumenta el riesgo de fracturas, principalmente de caderas.

Tabla 1
CLASIFICACION DE LOS Marcadores bioquimicos del recambio oseo.

Resorción

Formación
En orina: En suero:

- Calcio
- Hidroxiprolina
- Piridinolinas
- Péptidos del cross link del colágeno tipo I

- Fosfatasas alcalinas óseas
- Osteocalcina
- Péptidos terminales, del procolágeno I
En suero:

- Fosfatasas ácidas

Hidroxiprolina urinaria

La hidroxiprolina representa alrededor del 13% del contenido aminoacídico de la molécula de colágeno. Con las limitaciones pertinentes, se considera que la excreción de hidroxiprolina es un marcador de resorción ósea debido a que la mitad del colágeno corporal es óseo y a que el compartimento esquelético tiene un recambio más rápido que el de las otras localizaciones. Al ser liberada durante la degradación del colágeno, la hidroxiprolina no vuelve a ser aprovechada en nueva síntesis, siendo mayoritariamente catabolizada. Así, la excreción urinaria representa sólo el 10% del total de colágeno degradado. Su excreción urinaria, además, está fuertemente influenciada por el aporte dietético de hidroxiprolina exógena; así, la recolección urinaria requiere un régimen previo con ausencia del aminoácido (en la práctica, el día previo al examen no consumir carne roja o de ave, ni gelatina).

Como consecuencia de su origen tisular y su patrón de metabolización, la hidroxiprolina tiene baja correlación con la resorción ósea. Se considera elevado un valor igual o mayor a 45 en el cuociente de excreción en relación a la de creatinina de muestra única de orina matinal.

Piridinolinas

Son compuestos derivados de lisina o hidroxilisina que ligan los cruces de las cadenas del colágeno maduro (cross-link), de modo que estas conexiones estabilizan la molécula.

Se distinguen la piridinolina (Pyr) propiamente tal (o hidroxilisil piridinolina, HP), y la deoxipiridinolina (D-Pyr) (o lisil piridinolina, LP). Estas ligaduras de estabilización, en base a lisina o hidroxilina, son propias de las moléculas de colágeno y de elastina.

Pyr se distribuye ampliamente, aunque sólo en pequeñas cantidades, en el colágeno tipo I del hueso, colágeno tipo II del cartílago y en otras zonas de tejido conectivo, excluyendo la piel.

D-Pyr se distribuye sólo a nivel del colágeno I del hueso. La proporción en la matriz ósea entre Pyr/D-Pyr es variable según las especies animales; en el hombre, el cuociente es cercano a 3.

Las piridinolinas no son reutilizadas en la síntesis de colágeno y tampoco son metabolizadas in vivo, excretándose en la orina en forma libre (40%) o ligada a péptidos (60%). Dado que no se absorben por vía intestinal, su medición no requiere precauciones dietéticas.

La técnica de medición inicial usaba cuantificación fluorimétrica del total de piridinolinas, efectuada después de una fase reversa de cromatografía con un extracto de orina previamente hidrolizada. Para obviar esta dificultad metodológica se han desarrollado inmunoensayos dirigidos a Pyr libre o a D-Pyr libre o a péptidos propios de la región del cross link del colágeno tipo I, que han facilitado su determinación.

Las piridinolinas urinarias expresan bien las distintas situaciones de cambio del metabolismo óseo. Así, se elevan en la niñez, menopausia, osteomalacia, hiperparatiroidismo e hipertiroidismo, mientras que disminuyen en el tratamiento con estrógenos o bisfosfonatos.

Péptidos del cross link

También se han desarrollado ensayos usando anticuerpos dirigidos al extremo amínico (NTX) o carboxílico (ICTP) del telopéptido del colágeno tipo I, es decir en la zona del cross link del hélix. En el mismo sentido, aunque se requiere mayor experiencia, hay metódos que usan anticuerpos dirigidos contra una secuencia lineal del extremo carboxílico del telopéptido de una cadena a 1 (CTX). Estos exámenes están aún en etapa de validación de su real utilidad o ventajas comparativas sobre los métodos ya más conocidos. Las determinaciones de NTX y CTX se hacen en orina, mientras que las de ICTPT en suero.

Fosfatasas ácidas

Es una promisoria técnica que, utilizando anticuerpos monoclonales contra una enzima presente en los lisosomas de los osteoclastos, permite la determinación en sangre de un marcador de resorción. De esta forma se evitaría la necesidad de corregir la determinación del marcador por un segundo analito (creatinina urinaria), lo cual es un factor adicional de error, como debe hacerse hasta ahora con muestras de orina.

En resumen, los marcadores de resorción más utilizados actualmente son las piridinolinas y los telopéptidos del cross link, especialmente NTX. Sin embargo, si no se dispone de ellos y se cuenta con la técnica fidedigna de hidroxiprolina, y considerando los resguardos dietéticos necesarios, la medición de este aminoácido conserva valor.

Marcadores de formación ósea

Todos estos exámenes se efectúan en sangre.

Fosfatasas alcalinas

Las fosfatasas alcalinas son enzimas liberadas desde la membrana del osteoblasto y también de células de otros órganos, como hígado, placenta y riñón. La función de la isoenzima ósea no es conocido. Las isoformas hepática y ósea son codificadas por el mismo gen, y difieren sólo en modificaciones postraslacionales. De esta forma, el valor de las fosfatasas alcalinas totales en plasma es la suma de las distintas isoformas. En ausencia de enfermedad hepática, el incremento de las fosfatasas alcalinas totales en plasma obedece a actividad osteoblástica aumentada. Lo más frecuente entonces, no es osteoporosis, sino metástasis óseas, osteomalacia o enfermedad de Paget.

Un real avance en cuanto a la separación cuantitativa de ambas isoformas se dio al usar anticuerpos monoclonales dirigidos a la isoforma ósea. Esta técnica mejoró significativamente la sensibilidad del marcador para evaluar el recambio óseo de la mujer postmenopáusica, respecto a la determinación de fosfatasas alcalinas totales. Sin embargo, el inmunoensayo para la isoforma ósea mantiene todavía una reactividad cruzada del 15 a 20% con la isoforma hepática, que limita su utilidad en presencia de daño hepático.

Osteocalcina

La osteocalcina (OC) es la proteína no colágena más abundante en el hueso. Llamada también Bone gla-protein (BGP), tiene 49 aminoácidos y es específica del hueso y de la dentina. Es secretada por los osteoblastos e incorporada a la matriz no celular del hueso, con una función no aclarada. Sólo una pequeña fracción sale a la circulación sanguínea y puede ser medida por radioinmunoensayo. Tiene vida media corta y se elimina por el riñón. El ensayo se hace con anticuerpos de otras especies o humanos, que reaccionan con la OC intacta (1/3) o con fragmentos mayores derivados de la degradación in vitro de la forma completa (1/3). Los fragmentos menores constituyen el tercio restante.

La OC se correlaciona bien con estados de aumento de la remodelación ósea (hiperparatiroidismo e hipertiroidismo, enfermedad de Paget, acromegalia) o disminución de ella (hipoparatiroidismo, hipotiroidismo e hiperglucocorticoidismo). La OC tiene ritmo circadiano, pero no muestra cambios relacionados al ciclo sexual femenino, por lo que el horario de muestreo preferible es matinal, sin importar el día en que se obtiene la muestra. La OC disminuye notoriamente en relación al efecto de los glucocorticoides.

Péptidos de extensión del procolágeno I

Temporalmente justo antes de la conformación fibrilar del procolágeno I, se produce clivaje de sus extremos terminales, amínico y carboxílico, lo que libera péptidos que representan marcadores útiles de formación ósea, en consideración a que el colágeno es lejos el componente orgánico más abundante de la matriz ósea. El péptido carboxílico desprendido (PICP) se mide en sangre por radioinmunoensayo; experimenta aumento leve en la menopausia y disminuye con el uso de corticoides. Su metabolismo se desconoce y no siempre tiene correlación con otros marcadores de formación ósea, probablemente por las distintas formas inmunorreactivas circulantes.

El péptido del extremo amínico (PINP) está en concentraciones mayores que su homólogo PICP.

En la Tabla 2 se anotan los valores normales para los distintos marcadores.

Tabla 2
VALORES NORMALES DE MARCADORES BIOQUIMICOS DE RECAMBIO OSEO.*
Resorción:
  Calcio urinario de 24 horas: hombre <300 mg
    mujer < 250 mg
  Calcio urinario/creatinina matinal  

< 0,012

 

OHP/creatinina matinal

  <45
 

Deoxipiridinolina urinaria:

   
   

hombre

<2-7 nmol/mmol/ Cr
 
premenopausia
mujer <2-5,6 nmol/mmol/ Cr
 
postmenopausia
mujer 2-10 nmol/mmol/Cr
 

Telopéptido aminoterminal:

   
   

hombre

50-70 pmol BCE/umolCr
 
premenopausia
mujer 50-70 pmol BCE/umolCr
 
postmenopuasia
mujer 28-190 pmol BCE/umolCr

Formación:

 

Fosfatasas alcalinas isoenzima ósea

  0-35 U/L
 

Osteocalcina

  2-22 ng/mL
 

Péptido de extensión de colágeno I:

   
   

hombre

76-163 ng/mL
   

mujer

69-147 ng/mL
*: Valores normales difieren según las técnicas utilizados. Los valores consignados se refieren a las técnicas más difundidas. BCE: bone collagen equivalent. Cr: cretinina

Utilidad clínica

Los marcadores bioquímicos del recambio óseo son exámenes no invasivos, de bajo costo relativo, que pueden repetirse en un mismo paciente. Cuando son desarrollados, aplicados e interpretados correctamente, resultan útiles en la evaluación del metabolismo óseo, de la progresión de la pérdida ósea y de la eficacia terapéutica. Sin embargo, debe recordarse que algunos de estos marcadores no tienen especificidad tisular, pudiendo ser influenciados por procesos extraesqueléticos, tales como patología hepatobiliar o renal. Tampoco tienen especificidad respecto a determinadas enfermedades óseas; más bien reflejan cambios globales del metabolismo esquelético, en forma independiente de la causa subyacente y por tanto no pueden ser utilizados para establecer un diagnóstico de osteoporosis.

La variabilidad biológica de los marcadores bioquímicos de remodelación es claramente alta y contrasta con la gran precisión de la medición de la masa o densidad ósea. La variabilidad es del orden de 20% a 30% en los exámenes urinarios para medir resorción y de 10 a 20% en los exámenes hechos en sangre para estudiar la formación ósea. No obstante, debe considerarse que lo que importa primordialmente no es la variabilidad en sí, sino la relación entre la señal o desviación causada por la enfermedad o su tratamiento, y el ruido o variación del método. Así, como ejemplo, la densitometría tiene un error de precisión muy pequeño (1 a 2%), pero los cambios que estudia en un periodo de un año son muy semejantes a ese error de medición; los marcadores bioquímicos pueden, a la inversa, tener una variabilidad de 25%, pero señalar un cambio en resorción de 40% o más, que tiene importancia y validez. La alta variabilidad de los análisis no se explica sólo desde lo analítico propiamente tal, sino también desde lo biológico (cambios circadianos, del ciclo menstrual, estacionales, según la etapa de crecimiento o de la edad, etc.).

Como consideración general, por lo tanto, debe plantearse que la histomorfometría ósea, los marcadores bioquímicos del metabolismo óseo y la densitometría ósea no son competitivos, sino técnicas complementarias entre sí.

Las principales indicaciones que en la práctica clínica tienen estos marcadores, se anotan en la Tabla 3. En la actualidad, la indicación más difundida para su empleo la constituye el control de la eficacia terapéutica. La mayoría de las terapias para la osteoporosis son fármacos antirresortivos, cuyos potenciales cambios en la masa ósea no pueden ser evaluados por densitometría ósea antes del año de tratamiento. En cambio, los cambios en el nivel de los marcadores pueden ser apreciados ya a los 3 meses de tratamiento, al observarse una caída respecto al valor basal mayor que la variabilidad propia de cada marcador, lo que indica una respuesta terapéutica favorable.

Otra indicación difundida es la identificación, en la postmenopausia temprana, de mujeres que, aun con densitometría ósea normal, tienen alto riesgo para desarrollar osteoporosis en el futuro. Por su alto recambio óseo, manifestado por elevación en ambos tipos de marcadores, estas pacientes experimentarán pérdida acelerada de hueso, de no mediar tratamiento.

Además, se abren paso estudios que señalan que los marcadores del recambio óseo pueden predecir, independientemente de la densitometría ósea, el riesgo de fractura (como sucede en la persona anciana), y que para una determinada densitometría ósea, el paciente con un recambio óseo mayor tiene riesgo de fractura más alto.

Finalmente, es posible que los nuevos marcadores permitan una selección más racional de terapia, al identificar aquellas pacientes con desbalance en su recambio por aumento de la resorción versus disminución de la formación. En el primer caso la elección lógica sería terapia antirresortiva (e.g, estrógenos) mientras que en el segundo se elegiría anabólicos (e.g., flúor).

En conjunto, los marcadores bioquímicos han aportado una nueva visión de la fisiología del hueso y de la patogénesis de sus enfermedades. Este campo está aún en fase incipiente y no cabe duda que dará origen a herramientas de gran valor en el diagnóstico y tratamiento de las enfermedades óseas metabólicas, con utilidad en cada caso individual.

Tabla 3
INDICACIONES DE LOS Marcadores bioquimicos del recambio oseo EN OSTEOPOROSIS.

1.Control de eficacia terapéutica.
2. Selección de pacientes de alto riesgo de osteoporosis (e.g. "perdedoras rápidas").
3.Predicción de fractura.
4. Selección de terapia (e.g., fármacos antirresortivos versus anabólicos).

Referencias escogidas

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