Биохимические маркеры костного метаболизма у больных ревматоидным артритом

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Т.А. Раскина, В.А. Насонова, О.А. Тимощук

Кемеровская государственная медицинская академия

БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ КОСТНОГО МЕТАБОЛИЗМА У БОЛЬНЫХ

РЕВМАТОИДНЫМ АРТРИТОМ

Изучено состояние костного обмена у больных ревматоидным артритом (РА), проведен анализ уровня биохимических маркеров костного ремоделирования при различных клинических вариантах РА.

В исследование включены 37 больных - 14 пациенток с сохраненным менструальным циклом (1 группа) и 23 женщины в постменопаузе (2 группа), с достоверным диагнозом РА (ARA, 1987), не получавших ранее глюкокортикостероидных препаратов, базисную и антиостеопоротическую терапию. Для оценки состояния костного обмена проводилось количественное определение продуктов деградации С-терминального телопептида коллагена типа I (СТх) в сыворотке крови и моче, концентрации остео-кальцина (ОКЦ) и общей щелочной фосфатазы (ОЩФ) в сыворотке крови больных РА. Анализ показателей биохимических маркеров костного метаболизма свидетельствует о достоверном повышении концентрации ОКЦ и СТх в сыворотке крови и СТх в моче в обеих группах больных РА, у постменопаузальных больных выше, чем у пациенток с сохраненным менструальным циклом. Содержание ОЩФ в сыворотке крови больных РА не отличалось от нормальных значений. Повышение уровня показателей остеобластической и остеокластической активности свидетельствует о высоком уровне костного метаболизма у больных РА.

Ключевые слова: ревматоидный артрит, метаболизм костной ткани, биохимические маркеры костного метаболизма.

The decay of bone tissue metabolism in rheumatoid arthritis (RA) patients is studied by biochemical measures of bone models, to analyze the level of osteoblastic and osteoclastic markers in different variants of RA clinics.

The research involved 37 patients with the ascertained RA diagnosis (ARA, 1987) who had not previously taken glucocorticosteroids, basic remedies or antiosteoporosis therapy. The studied group of patients consisted of 14 women of the reproductive age (group 1) and 23 women of post-menopause period ( group 2). To estimate the decay of bone tissue metabolism the total alkaline phosphatase (TAP), serum osteocalcin (OC), of degradation products of C-terminal telopeptides of Tipe - I collagen (CTx) in serum and urine enzime-lin-ked immunosorbent assay (CrossLaps TM ELISA) were measured.

Significant differences from the control group were found in OC and TAP in the basic group. OC and TAP increased in the basic group. The OC, CTx in serum and urin level in both group was higher than female healthy standard and with post-menopausal patients higer than in pre- menopausal patients.

Key words: rheumatoid arthritis, metabolism of bone tissue, bone markers.

Костное ремоделирование — это результат ос-теокластической резорбции и остеобласти-ческого формирования, регулирующихся множеством местных и общих факторов. Уровень формирования и резорбции костного матрикса может быть оценен измерением ферментной активности остеокластов или остеобластов или определением компонентов клеточного матрикса, которые высвобождаются в циркуляцию в процессе форми-

рования или резорбции костной ткани. Вещества, выделяемые клетками костной ткани, или компоненты матрикса, определяются в сыворотке крови и в моче и рассматриваются в качестве биохимических маркеров костного метаболизма [2, 3].

Характерным биохимическим нарушением при ревматоидном артрите (РА) является гиперпродукция маркеров костной резорбции [5], вследствие чего РА ассоциируется, в первую очередь, с повы-

мо 1 2пп2 (Медицина

14- I iUUi в Куз6ассе

шенной костной резорбцией в отсутствии увеличения формирования костной ткани [1, 2]. Oднaкo результаты исследования маркеров остеобластичес-кой активности у больных PA противоречивы и зависят от пола, возраста больных, длительности заболевания, проводимой терапии и т.д.

Целью работы явилось изучение метаболизма костной ткани у больных PA по показателям биохимических маркеров костеобразования и резорбции.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследуемую группу вошли 37 больных PA, соответствующих критериям ARA (1987). Больные были разделены на 2 группы: пациентки с сохраненным менструальным циклом (1-я группа, 14 человек) и пациентки в постменопаузе (2-я группа, 23 человека). Группы были сопоставимы по длительности заболевания, активности, серопозитивности, рентгенологической стадии, степени функциональной недостаточности, показателям акушеро-гинекологичес-кого анамнеза. Критериями исключения являлись проведение антиостеопоротической и базисной терапии, наличие хронической почечной и печеночной недостаточности и заболеваний щитовидной железы.

Контрольную группу составили 20 здоровых женщин с сохраненным менструальным циклом и 20 — в постменопаузе.

Oпрeдeлeниe активности щелочной фосфатазы (OÙÔ) проводилось по методу определения щелочной фосфатазы по гидролизу н-паранитрофенилфатом на автоматическом биохимическом анализаторе "Express-560" фирмы Ciba-Corning. Количество специфической аминокислотной последовательности коллагена I типа (СТх) в моче определяли методом иммуноферментного анализа с помощью набора реагентов CrossLapsTM ELISA производства Osteometer BioTech A/S. Оздер-жание в человеческой сыворотке C-концевых телопеп-тидов, образующихся при деградации коллагена I типа (СТх) определяли методом иммуноферментного анализа с помощью набора реагентов Serum CrossLapsTM One Step ELISA производства Osteometer BioTech A/S. Количественное определение остеокальцина ЮКЦ) в человеческой cывoрoткe или плазме проводили методом иммуноферментного анализа с помощью набора реагентов N-MIDTM Osteocalcin One Step ELISA KIT производства Osteometer BioTech A/S.

Все исследования проводились в лаборатории клинической иммунологии, согласно инструкциям фирмы-изготовителя.

Cтaтиcтичecкую обработку полученных результатов проводили с использованием ППП «STATISTICA for WINDOWS 5,0». В сравниваемых группах по каждому признаку определяли среднюю арифметическую величину (M) и среднее квадратичное отклонение (а). Визуализацию распределения параметров в группах проводили с помощью соответствующих частотных гистограмм, проверку гипотезы о равенстве генеральных средних в двух сравниваемых группах — с помощью непараметрического U-критерия Maннa-Уитни

для независимых выборок. Для оценки значимости изменения признаков у больных в процессе лечения применяли Т-критерий Уилкоксона для зависимых выборок. Сравнение полученных результатов с данными здоровых людей, а также оценку разности между генеральными долями (частотами) проводили с помощью параметрического ^критерия Стьюдента. В этих и всех последующих случаях (при проведении других статистических процедур) нулевую гипотезу отвергали при Р < 0,05. Анализ силы связи количественных признаков проводили, используя коэффициент парной линейной корреляции Спирмена.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Среднее значение концентрации ОКЦ у больных РА с сохраненным менструальным циклом составило 10,5 ± 6,2 нг/мл, что достоверно выше, чем в контрольной группе (6,8 ± 4,2 нг/мл, Р < 0,05). Среднее значение концентрации ОКЦ у больных в постменопаузе — 14,0 ± 6,1 нг/мл, что также достоверно выше, чем в контрольной группе (10,2 ± 5,6 нг/мл, Р < 0,05).

Среднее значение концентрации ОЩФ в сыворотке крови больных с сохраненным менструальным циклом составило 125 ± 83 Ед/л, у больных в постменопаузе — 191 ± 103 Ед/л. Оба показателя ОЩФ статистически не отличались от показателей в контрольных группах, однако концентрация ОЩФ в сыворотке крови больных с сохраненным менструальным циклом была достоверно ниже, чем у пациенток в постменопаузе (Р < 0,01).

Среднее значение концентрации СТх в сыворотке крови больных РА с сохраненным менструальным циклом составило 4208 ± 1936 рМ, что было достоверно выше, чем у женщин контрольной группы — 1718 ± 774 рМ (Р < 0,001). Среднее значение концентрации СТх в сыворотке крови больных РА в постменопаузе также статистически достоверно превышало аналогичный показатель в контрольной группе —5672 ± 2227 рМ и 2998 ± 1450 рМ, соответственно (Р < 0,001).

Среднее значение концентрации СТх в моче у больных с сохраненным менструальным циклом составило 454 ± 215 мкг/ммоль креатинина, что достоверно выше, чем у женщин соответствующей контрольной группы (220 ± 128 мкг/ммоль креатинина, р < 0,001). У больных в постменопаузе концентрация СТх в моче также статистически достоверно превышала показатели здоровых женщин — соответственно, 578 ± 240 и 363 ± 160 мкг/ммоль креатинина (р < 0,01). Различия в показателях концентрации СТх в моче у больных двух исследуемых групп носили статистически недостоверный характер.

Для оценки связи уровня маркеров костного метаболизма и длительности РА больные были разделены на две подгруппы. В подгруппу А вошли больные с длительностью заболевания менее 5 лет, в подгруппу Б — больные с длительностью РА пять и более лет. Результаты сопоставления концентрации изучаемых показателей в зависимости от длительности заболевания представлены в таблице 1.

^ЪдиЩЖ мо i 2nn2

в Кузбассе

Таблица 1

Концентрация маркеров костного ремоделирования в биологических жидкостях у больных РА в зависимости от длительности РА

Длительность РА Группа 1 Группа 2 Показатели остеобластической активности

ОКЦ

< 5 лет (А) 7,4±3,1 114±36 13,2±4,7 203±54

р (гр. УБ КОНТр.) НД 0,04 НД НД

р (гр.УБ гр.) 1-2:0,02 1-2:0,0001

> 5 лет (Б) 12,8±5,2 136±46 14,4±3,3 184±56

р (гр. УБ Контр.) 0,004 НД 0,01 НД

р (гр.УБ гр.) 1-2:0,38 1-2:0,02

р (гр.А уб гр.Б) 0,04 НД НД НД

ПоКазатели остеоКластичесКой аКтивности

СТх сыв. (рМ) СТх мочи СТх сыв. (рМ) СТх мочи

А 2710±503 334±150 5686±2076 552±175

р (гр. УБ Контр.) 0,01 0,08 0,001 0,01

р(гр.УБ гр.) 1-2:0,005 1-2:0,03

Б 5332±2526 544±169 5664±2427 592±186

р (гр. УБ Контр.) 0,0001 0,0001 0,0003 0,0004

р(гр.УБ гр.) 1-2: НД 1-2: НД

р (гр.А уб гр.Б) 0,03 0,03 НД НД

Из таблицы видно, что концентрация ОКЦ в сыворотке крови больных обеих групп при длительности РА 5 лет не отличалась от показателей контрольной группы и статистически достоверно увеличивалась у женщин с сохраненным менструальным циклом при длительности заболевания 5 лет. Увеличение показателя ОКЦ у больных в постменопаузе при большей длительности РА степени достоверности не достигало. При сопоставлении уровня ОКЦ у пациенток с разной репродуктивной функцией в пределах одной подгруппы выявлено достоверное увеличение концентрации ОКЦ у больных постменопаузальной группы, как в подгруппе А, так и в подгруппе Б.

Концентрация ОЩФ находилась в пределах нормальных значений у больных обеих групп при различной длительности РА. Можно отметить увеличение уровня ОЩФ при большей длительности заболевания, однако полученные различия не достигали степени достоверности.

Показатели остеокластической активности превышали контрольные значения у пациенток обеих групп, независимо от длительности РА. Однако динамика данных показателей была различной у больных первой и второй групп. Так, у пациенток с сохраненным менструальным циклом увеличение длительности РА соответствовало статистически достоверному повышению концентрации СТх, как в сыворотке крови, так и в моче.

У больных в постменопаузе уровень маркеров костной резорбции уже на ранних этапах болезни устанавливался на высоком уровне и, при увеличении длительности заболевания, своих значений не изменял. При сопоставлении уровня СТх у пациенток обе-

их групп выявлено, что концентрация СТх в сыворотке и моче в постменопаузаль-ной группе больных достоверно выше, чем у женщин с сохраненным менструальным циклом только в подгруппе А. В подгруппе Б, при большей длительности РА, указанные различия исчезали.

Таким образом, увеличение длительности заболевания сопровождается достоверным увеличением концентрации ОКЦ, СТх в сыворотке крови и моче у пациенток с сохраненным менструальным циклом. У больных в постменопаузе зависимости концентрации маркеров костной резорбции от длительности РА не выявлено.

Результаты сопоставления уровня маркеров костного ремоделирования в зависимости от степени активности заболевания представлены в таблице 2. У больных с сохраненным менструальным циклом с 1-2-й степенью активности РА концентрация ОКЦ не превышала показатели контрольной группы. У пациенток в постменопаузе с умеренной активностью РА уровень ОКЦ был достоверно выше, чем у здоровых лиц. При увеличении активности заболевания до максимальной отмечалось достоверное повышение концентрации ОКЦ в обеих исследуемых группах. Уровень ОКЦ в сыворотке крови больных постме-нопаузальной группы при всех вариантах активности РА был достоверно выше, чем у пациенток с сохраненным менструальным циклом.

Концентрация ОЩФ в сыворотке крови больных обеих групп с умеренной степенью активности заболевания не отличалась от показателей контрольной группы. У больных с 3-й степенью активности уровень ОЩФ был достоверно выше, чем у больных с 1-2-й степенью активности. Концентрация ОЩФ у пациенток постменопаузальной группы была достоверно выше, чем у пациенток с сохраненным менструальным циклом, как при умеренной, так и при максимальной активности РА.

Концентрация показателей остеокластической активности у больных обеих групп была достоверно выше показателей контрольной группы при всех вариантах активности РА. Увеличение степени активности заболевания сопровождалось достоверным повышением уровня СТх в сыворотке крови и моче у больных с сохраненным менструальным циклом. У пациенток постменопаузальной группы с 3-й степенью активности РА средние значения обе-

__ м0 1 2002 Медицина

36 1 в Кузбассе

ОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИ

Таблица 2

Концентрация маркеров костного ремоделирования в биологических жидкостях у больных РА в зависимости от степени активности РА

их маркеров остеокластической активности были выше, чем у женщин этой же группы с 1-2-й степенью активности, однако достоверности достигали лишь различия в концентрации СТх в моче.

Таким образом, при высокой активности РА отмечается повышение концентрации маркеров костного метаболизма в биологических жидкостях больных обеих исследуемых групп.

Для изучения влияния степени функциональной недостаточности (ФН) на уровень маркеров костного метаболизма больные были разделены на 2 подгруппы: в подгруппу А вошли больные с ФН 0-1-й степени, в подгруппу Б — больные с ФН 2-3-й степени. Как видно из таблицы 3, уровень ОКЦ у пациенток обеих групп с 0-1-й степенью ФН не превышал показателей контрольной группы. Увеличение степени ФН сопровождалось статистически достоверным увеличением концентрации ОКЦ в сыворотке крови больных с сохраненным

менструальным циклом и в постменопаузе.

Показатели ОЩФ в обеих подгруппах пациенток соответствовали показателям контрольной группы. Средние значения уровня ОЩФ у больных обеих групп со 2-3-й степенью ФН были выше, чем у пациенток с 0-1-й степенью ФН, однако полученные различия не достоверны.

Уровень СТх в сыворотке крови достоверно превышал показатели контрольной группы, как у больных с сохраненным менструальным циклом, так и у пациенток в постменопаузе при всех степенях ФН. У больных обеих групп со 2-3-й степенью ФН концентрация СТх в сыворотке крови была достоверно выше, чем при 0-1-й степени ФН. Уровень СТх в моче у пациенток подгруппы А не отличался от показателя контрольной группы в обеих исследуемых группах больных. В подгруппе Б концентрация СТх в моче повышалась (в постме-нопаузальной группе достоверно, у пациенток с

Таблица 3

Концентрация маркеров костного ремоделирования в биологических жидкостях у больных РА в зависимости от степени функциональной недостаточности

Степень Группа 1 Группа 2

активности РА Показатели остеобластической активности

ОКЦ

1-2 (А) 9,0 ± 1,9 104 ± 32 13,3 ± 2,8 160 ± 46

р (гр. УБ КОНТр.) 0,17 0,05 0,18

р (гр.УБ гр.) 1-2:0,0008 1-2:

3 (Б) 12,5 ± 4,1 158 ± 50 15,6 ± 1,2 247 ± 50

р (гр. УБ контр.) 0,007 0,02 0,03

р (гр.УБ гр.) 1-2:0,08 1-2:

р (гр.А уб гр.Б) 0,05 0,003 0,05 0,0001

Показатели остеокластической активности

СТх сыв. (рМ) СТх мочи СТх сыв. (рМ) СТх мочи

А 3017 ± 830 347 ± 168 5557 ± 1396 468 ± 179

р (гр. УБ контр.) 0,001 0,04 0,0001 НД

р(гр.УБ гр.) 1-2:0,0001 1-2: НД

Б 5796 ± 2856 597 ± 246 5935 ± 1897 829 ± 241

р (гр. УБ контр.) 0,0003 0,0001 0,0003 0,0001

р(гр.УБ гр.) 1-2: НД 1-2: НД

р (гр.А уб гр.Б) 0,02 0,04 НД 0,001

Степень ФН Группа 1 Группа 2 Показатели остеобластической активности

ОКЦ

0-1 (А) 4,8 ± 3,2 108 ± 34 12,5 ± 3,2 171 ± 50

р (гр. УБ контр.) НД 0,05 НД НД

р (гр.УБ гр.) 1-2:0,006 1-2:0,002

2-3 (Б) 12,1 ± 4,3 141 ± 47 14,8 ± 2,0 201 ± 52

р (гр. УБ контр.) 0,002 НД 0,005 НД

р (гр.УБ гр.) 1-2:0,04 1-2:0,001

р (гр.А уб гр.Б) 0,02 0,055 0,045 НД

Показатели остеокластической активности

СТх сыв. (рМ) СТх мочи СТх сыв. (рМ) СТх мочи

0-1 (А) 2767 ± 764 367 ± 118 4667 ± 1806 356 ± 254

р (гр. УБ контр.) 0,04 0,08 0,02 НД

р(гр.УБ гр.) 1-2: НД 1-2: НД

2-3 (Б) 4601 ± 1267 478 ± 106 6208 ± 1491 696 ± 357

р (гр. УБ контр.) 0,0001 0,0001 0,0001 0,0007

р(гр.УБ гр.) 1-2:0,008 1-2:0,06

р (гр.А уб гр.Б) 0,04 НД 0,04 0,03

Медицина м0 1 2002 эо

в Кузбассе ЗУ

сохраненным менструальным циклом — недостоверно).

При сопоставлении маркеров костного метаболизма у женщин исследуемых групп, в каждой подгруппе выявлено, что средние значения ОКЦ, ОЩФ и СТх у пациенток постменопаузальной группы были достоверно выше, за исключением показателя СТх в моче при 0-1-й степени ФН.

Таким образом, уровень ОКЦ и СТх в сыворотке крови и СТх в моче у больных РА достоверно выше показателей контрольной группы. Концентрация биохимических маркеров остеобластической и остеокластической активности, по мере увеличения длительности заболевания, достоверно повышается у больных с сохраненным менструальным циклом и недостоверно — у пациенток в постменопаузе, что свидетельствует о высоком уровне костного метаболизма в первой группе больных и снижении его во второй группе.

Наиболее высокий уровень костного обмена отмечается при высокой активности РА (3-я степень) и выраженной ФН (2-3-я степень). Об этом свидетельствует достоверное повышение всех изучаемых биохимических маркеров у женщин с сохраненным менструальным циклом и в постменопаузе. Серопо-зитивность по ревматоидному фактору (РФ) сопровождается достоверным увеличением уровня ОКЦ в сыворотке крови больных с сохраненным менструальным циклом и достоверным повышением концентрации СТх в моче пациенток постменопау-зальной группы. Повышение концентрации маркеров костного метаболизма при наличии внесустав-ных проявлений статистически не достоверно. Прогрессирование рентгенологической стадии сопровождается достоверным увеличением уровня маркеров костной резорбции и отсутствием значимых изменений в уровне маркеров костеобразова-ния в обеих группах больных РА.

ОБСУЖДЕНИЕ

Полученные результаты свидетельствуют о том, что для РА характерно выраженное ускорение костного ремоделирования, которое сопровождается повышением уровня маркеров резорбции и формирования.

Известно, что маркеры остеогенеза (ОКЦ и ЩФ), определяемые в сыворотке крови, позволяют более полно характеризовать уровень костного метаболизма, в отличие от маркеров резорбции, обычно определяемых в моче. По данным большинства авторов, у больных РА наблюдается небольшое увеличение концентрации ОЩФ [4], реже — нормальный уровень [6]. В настоящем исследовании уровень ОЩФ не отличался от нормальных значений в обеих группах больных, но был достоверно выше у больных в постменопаузе.

Результаты исследования ОКЦ у больных РА противоречивы. Полученные данные свидетельс-

твуют о достоверном повышении уровня ОКЦ в обеих группах больных и статистически значимой корреляции с индексом активности (г = 0,44; р < 0,03), СОЭ (г = 0,62; р < 0,01), показателями суставного синдрома: суставным индексом Ritchi (г = 0,45; р < 0,01), суставным счетом (г = 0,50; р < 0,01), индексом припухлости (г = 0,47; р < 0,01) и др., что согласуется с данными [9] и противоречит результатам [8]. По данным корреляционного анализа отмечена недостоверная отрицательная корреляционная связь с показателями минеральной плотности костной ткани поясничного отдела позвоночника (г =-0,25; р > 0,05).

Полученные результаты свидетельствуют о высокодостоверном повышении сывороточного и мочевого СТх, что означает высокий уровень костной резорбции и согласуется с мнением [10]. Выявлено, что уровень СТх в сыворотке крови достоверно коррелирует с индексом тяжести (г = 0,28; р < 0,05), индексом активности (г = 0,38; р <0,01), СОЭ (г = 0,31; р < 0,05), данными компьютерной томографии поясничного отдела позвоночника (г =-0,33; р < 0,05); недостоверно коррелирует с уровнем ОКЦ (г = 0,28; р > 0,05).

Таким образом, результаты проведенного исследования свидетельствуют о высоком уровне костного обмена у больных РА.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мазуров В.И., Зоткин Е.Г., Шемеровская Т.Г. и др. Особенности развития стероидного остеопороза у больных ревматоидным артритом и возможности его профилактики активными метаболитами витамина Д // Остеопороз и остеопатии. — 1998. — № 3. — С. 28-31.

2. Насонов Е.Л., Скрипникова И.А., Насонова В.А. Проблема остеопороза в ревматологии. - М.: Стин, 1997. - С. 83-107, 35 8-373.

3. Никитинская О.А., Лебедева Т.И., Беневоленская Л.И. Результаты исследования маркеров костного метаболизма у больных с первичным ос-теопорозом // Остеопороз и остеопатии. - 1998. - № 3. - С. 21-23.

4. Als O.S., Riis B.J., Gotferdsen A. et al. Biochemical markers of bone turnover in rheumatoid arthritis: relation to anti-inflammatory treatment, sex and menopause // Acta Med. Scand. - 1986. - Vol. 219. - P. 209-213.

5. Deodhar A.A., Woolf A.D. Bone mass measurement and bone metabolism in rheumatoid arthritis: a review // Br. J. Rheumatol. -1996. - Vol. 35. - P. 309-322.

6. Eggelmeijer F., Papapoulos S., Westedt M.L. et al. Bone metabolism in rheumatoid arthritis: relation to disease activity // Br. J. Rheuma-tol. - 1993. - Vol. 32 - P. 387-391.

7. Frank H., Ittel T.H., Tasch O. et al. Osteocalcin in patients with rheumatoid arthritis. Effects of anatomical stage, inflammatory activity and therapy // Rheumatol.Int. - 1992. - Vol. 12. - P. 207-211.

8. Kroger H., Risteli J., Risteli L. et al. Serum osteocalcin and carboxyter-minal propeptide of type I procollagen in rheumatoid arthritis // Ann. Rheum. Dis. - 1993. - Vol. 52. - P. 338-342.

9. Magaro M., Altomonte I., Minore L. et al. Bone GLA protein (BGP) levels and bone turnover in rheumatoid arthritis // Br. J. Rheumatol. -1989. - Vol. 28. - P. 207-211.

10. Ravn P., Rix M., Andreassen H. et al. High bone turnover is associat-yed with low bone mass and spinal fracture in postmenopausal women // Calcif. Tissue Int. - 1997. - Vol. 60. - P. 255-260.

Mo 1 2ПП2 (^¿дищш

14- I ¿.KJKJ^ в Кузбассе