Biomarker

**Biomarkeri** su merljive promene parametara bioloških sistema (izgrađenih od organskih i neorganskih jedinjenja ) koje se prate pomoću biomonitoringa. Biomarkeri su karakteristični biološki indikatori koji se koriste za identifikaciju (često preko praćenja indirektnih promena), fizičkih oštećenja ili poremećaja fizioloških proces kod ljudi ili životinja. Istorijski gledano, razni biomarkeri, kao i „markeri-mamaci“, su korišćeni za razna praćenja funkcionalnih promena uključujući i radioaktivne izotope, stabilne izotope, masne kiseline, sistemske i fizičke biomarkera. Zahvaljujući biomarkerima danas se uspešno prate i identifikuju biomonitoringom mnoge promene kod životinja i čoveka primenom minimalno invazivnih tehnika koje postaju sve značajniji za izučavanje ne samo promena već i interakcija između; divljih i domaćih životinja, čovek, biljnog sveta i životne sredine.
## Istorijat
* Godine 1848, , britanski lekar, otkrio je lanac imunoglobulina, koji je bio prisutan u serumu i mokraći 75% pacijenata sa određenim bolestima, posebno multiplim mijelom, poznat pod nazivom *Bence Jones* protein.
* Šezdesetih godina 20. veka, otkriveni su alfa-feto proteini i karcinoembrionalni antigen kao markeri karcinoma.
* Osamdesetih godina 20. veka otkriven je *CA 125*, kao marker kod tumora jajnika i specifični prostatni antigen *(PSA)* kod tumora prostate.

## Ostale definicije
* Biomarkeri su merljivi biološki parametri koji se menjaju, kao odgovor na ekspoziciju ksenobioticima i drugim ekološkim ili fiziološkim stresorima, i služa kao indikatori izloženosti toksičnim (štetnim) efektima.
* Biomarkeri su osetljivi molekularni, ćelijski, i organski pokazatelji promena u zaštiti životne sredine ili zdravlja organizma.
* Biomarkeri su fiziološka ili biohemijska mera, kao što je npr. koncentracija holinesteraze u krvi, koja može biti pokazatelj izloženosti zagađenju (kontaminaciji).
* Biomarkeri se definišu kao indikatori razlika u biohemijskim ili ćelijskim elementima ili procesima, u strukturi ili funkcijama bioloških sistema ili uzoraka.
* Biomarkeri su velika grupa malih metodologija (metoda), koje uključuju fiziološki, metabolički, genotoksički, imunološki, i drugi pristup proceni toksikoloških efekta na žive organizme.
* Biomarkeri su indikatori koji signaliziraju događaj ili stanje u biološkom sistemu ili uzorku i prikazuju nivo izloženosti, učinke ili osetljivost. 
* Biomarkeri su parametari koji se mogu koristiti za identifikaciju efekata u organizmu pojedinca i mogu se primeniti u ekstrapolaciji procene rizika između vrsta.

## Značaj
Veličinu opasnosti i rizika od pojedinih materija u prirodi i životnoj sredini ne karakterišu samo njihova koncentracija već ih karakteriše i njihova bioraspoloživost. Do sada najpouzdaniji način određivanja opasnosti i rizika od pojedinih materija u životnoj sredini i prirodi je transpolacija i interpretacija rezultata biomonitoringa u sprezi sa drugim, klasičnim oblicima monitoringa.

Biomonitoring baziran na biomarkerima pouzdano potvrđuje ili opovrgava, te kvantifikuje opasnost i rizik specifično za svaki okolinu. Generalno gledano, biomarkeri su vidljive osobine organizma koje se mogu koristiti na više načina:
# Za procenu organizma pre njegovog izlaganja egzogenim hemijskim jedinjenjima, metabolitima ili posledicama interakcije između hemijskih jedinjenja i ciljne ćelije koje se mere u organizmu, 
# Za identifikaciju promena ili posledica nastalih u organizmu - merljive izmene organizma koje, u zavisnosti od veličine, mogu da ukažu na potencijalna ili poznata oštećenje zdravlja ili bolesti, 
# Za procenu primarne osetljivosti organizma na indikatore urođenih ili stečenih svojstava organizma koja mogu dovesti do povećanja unutrašnje doze hemijskih materija ili povećanog nivoa odziva na izlaganje.
# Biomarkeri nižih nivoa bioloških sistema odlikuju se brzinom detekcije promena ali malim prognostičkim mogućnosti, dok se biomarkeri viših nivoa bioloških sistema odlikuju zakasnelom detekcijom (otkrivanjem) ali zato velikim prognostičkim potencijalom.

## Vrste
:::

## Primena
### Medicina

U medicinskoj praksi za dijagnostikovanje i prognostičko praćenje oboljenja najčešće se koriste laboratorijska dijagnostika (dijagnostički testovi). Ova dijagnostička strategija često je u izvesnoj meri nesigurna jer može da bude netačna zbog specifičnosti samog testa ili netačnosti kliničkog sagledavanja stanja pacijenta ili interpretacije dijagnostičkog testa.

Nesigurnost koju uslovljava prvi navedeni uzrok danas je u najvećoj meri smanjena razvojem novih, pogodnijih analitičkih postupaka i posvećenivanjem više pažnje kontroli kvaliteta u laboratorijama. Analitičke laboratorijske metode i postupci koji se danas u najvećoj meri razvijaju su biomarkeri, odnosno biohemijski pokazatelji oboljenja pojedinih organa koji moraju da imaju niz specifičnih karakteristika da bi ispunili uslov da se primene kao biohemijski markeri za otkrivanje i razlikovanje pojedinih oboljenja datog organa. Primenom ovakve definicije približavamo se organospecifičnonosti nekog biohemijskog parametra koji se primenjuje u kliničkoj enzimologiji, mada u organičenoj meri.

#### Karakteristike medicinskih biomarkera

Da bi medicinski biomarker (biohemijski pokazatelj) bio uspešan on mora da ispuni nekoliko uslova i to:
* da mu je koncentracija relativno visoka u odgovarajućem tkivu, a zanemarljiva u drugim tkivima,
* da je pogodno subcelularnom raspodeljen, kako bi se nakon oštećenja tkiva brzo našao u cirkulaciji,
* da se u cirkulaciji zadržava dovoljno dugo kako bi mogla da se prati njegova koncentracija,

* da se može odrediti pomoću pogodne i osetljive analitičke metode, primenljive i na automatskim analizatorima,
* da su za njega ustanovljene rigorozne *(»cut-off«)* vrednosti, uzimajući u obzir da su klinička osetljivost i specifičnost međusobno povezane.

Primenom navedenih principa danas se u dijagnostici preporučuju brojni biomarkeri za dijagnostikovanje oboljenja pojedinih organa kao npr;
* **[[Kost]];** *kostna [[alkalna fosfataza]], [[osetokalcin]], [[piridinolin]] i [[deoksipiridinolin]] u slučaju [[Osteoporoza|osteoporoze]]*, 
* **[[Srce]]**; *[[citoplazmatiski markeri]] ([[mioglobin]], [[karboanhidraza|karboanhidraze III]], izoenzimi i izoforme CK) i strukturni markeri ([[troponin]] T, troponin I)*,
* **[[Gušterača|Pankreas]]**; *[[lipaza]], [[pankreasna α-amilaza]]*,
* **[[Prostata]]** *[[PSA]] i slobodni PSA*.

## Biologija ćelije

U ćelijskoj biologiji, biomarker je molekul koji omogućava otkrivanje i izolaciju određenih ćelija (npr, protein Oct-4 se koristi kao biomarker za identifikaciju embrionalnih matičnih ćelija). 

U genetici, biomarker (identifikovan kao genetički marker) je sekvencijalna DNK koja uzrokuje bolest ili je povezan sa osetljivošću na bolesti.

## Geologija i astrobiologija

Biomarkeri mogu biti bilo koja vrsta molekula koje ukazuju na postojanje, u prošlosti ili sadašnjosti, živih organizama. Biomarkeri u geološkim uzorcima na Zemlji su proizvodi dobijeni od biohemijskih prekursora (odnosno, prirodnih proizvoda) iz oksidoreduktivnih procesa (npr, holestana u holesterol). Generalno gledano, lipidi, pigmenti, i neke biomembrane su najbolje očuvani tokom dužih geoloških perioda, a nestabilna jedinjenja kao što su amino kiseline, šećeri itd, i korisni su biomarkeri koji potiču iz novijih vremena. Dakle, detaljne karakteristike sastava biomarkera omogućavaju procenu vrsta koje su izumrle i/ili onih iz postojećeg (trenutnog) života.

U oblasti geologije i astrobiologije, biomarkeri, u odnosu na geomarkere su takođe poznati i kao biosignature.

Termin biomarker se takođe koristi i da opiše učešće biologije u generisanju nafte (istraživanju drevnih izvora i migracionih puteva modernih naftnih nalazišta ).

## Procena ekspozicije

Biomarkera se takođe mogu koristiti da označe izloženost organizma različitim supstancama u epidemiologiji i toksikologije. U ovim slučajevima, biomarkeri mogu biti spoljašnji ili sama supstanca (npr. čestice azbesta ili *Nicotine-derived nitrosamine ketone (NNK)* - čestice duvana), ili varijanta spoljašnje supstance prerađena u telu (metabolit).

## Reference

## Literatura
* 

## Vanjske veze
* [Geomarkers versus biomarkers: Paleoenvironmental and astrobiological significance](http://www.bioone.org/doi/abs/10.1579/0044-7447(2007)36%5B425:GVBPAA%5D2.0.CO%3B2)