ABSTRACT
Los marcadores óseos son moléculas específicas que pueden clasificarse en dos categorías: formación y resorción óseas. Cuando se los compara con los adultos, los niños tienen muy elevadas concentraciones de los marcadores óseos debido a la elevada velocidad de crecimiento y a la rápida remodelación ósea. No solo reflejan el crecimiento (modelación esquelética y crecimiento linear), sino también la remodelación ósea. Ningún marcador es específico para cada uno de estos procesos y no son fáciles de interpretar en niños y adolescentes dado que están influenciados por varios factores fisiológicos como edad, sexo, velocidad de crecimiento y estadio puberal. Es necesario conocer la velocidad de crecimiento y el desarrollo puberal para interpretar correctamente los resultados. Además, muestran variaciones diurnas en sus concentraciones con picos por la mañana y nadir por la tarde. A la actualidad, existe una variada referencia de datos de marcadores óseos en niños y adolescentes. Se presenta una revisión de hallazgos científicos de varios marcadores séricos y urinarios que reflejan la formación y resorción óseas durante la niñez y adolescencia. Los marcadores óseos son de mucha utilidad en investigación clínica y fisiología del metabolismo óseo, sin embargo, su uso de rutina en clínica aún no está bien establecido.
Bone markers are specific bone-derived molecules that can be classified into two categories: bone formation and bone resorption markers. Compared to adults, children have dramatically elevated bone marker concentrations due to high skeletal growth velocity and rapid bone turnover. They reflect growth (skeletal modelling) and remodelling and no marker is specific for any of the different biological processes of remodelling, modelling or epiphyseal growth. Bone turnover markers may not be easy to interpret in children as they are influenced by many physiological factors, such as age, gender, growth velocity, and pubertal stage. Knowledge of growth velocity and pubertal development is necessary to interpret the values of biological markers of bone turnover correctly. Turnover markers also show a diurnal variation, with a peak of concentrations in the morning and nadir of concentrations in the late afternoon. To date, a variety of pediatric references for bone markers have been reported. This review describes research findings on various sera and urine markers that reflect bone formation and resorption in children and adolescents. While bone markers are useful in research in the field of bone metabolism, their utility in routine clinical applications in pediatrics has not been established.
Marcadores ósseos são moléculas específicas que podem ser classificadas em duas categorias: formação e reabsorção óssea. Em comparação com os adultos, as crianças têm concentrações altamente elevadas de marcadores ósseos devido à alta velocidade de crescimento e à remodelação óssea rápida. Não só refletem o crescimento (modelagem esquelética e crescimento linear), mas também a remodelação óssea. Nenhum marcador é específico para cada um desses processos e não são fáceis de interpretar em crianças e adolescentes visto que estão influenciados por vários fatores fisiológicos, tais como idade, sexo, velocidade de crescimento e desenvolvimento púbere. É necessário o conhecimento da velocidade de crescimento e o desenvolvimento do púbere para interpretar corretamente os resultados. Além disso, mostram variações diurnas em suas concentrações com picos de manhã e nadir pela tarde. Atualmente, existe uma variada referência de dados de marcadores ósseos em crianças e adolescentes. Apresenta-se uma revisão de achados científicos de vários marcadores séricos e urinários que refletem a formação e reabsorção ósseas em crianças e adolescentes. Embora os marcadores ósseos sejam úteis na investigação clínica e fisiologia do metabolismo ósseo, sua utilidade em aplicações clínicas de rotina ainda não foi bem estabelecida.
Subject(s)
Humans , Child , Adolescent , Bone Resorption , Osteogenesis , Biomarkers , PediatricsABSTRACT
Several factors are involved in determining bone quality including bone density, bone turnover, the extent of trabecular bone connectivity, cortical porosity and geometry. Metabolically active and in a continuous process of remodeling, approximately 20% of bone tissue is renewed annually. Bone turn over markers (BTM) are frequently used in clinical trials and to provide valid information about the effectiveness of osteoporosis treatment, reflecting the state of bone metabolism and its response to treatment, although they are not useful alone to estimate bone loss. In this review the behavior of BTM from different clinical trials or different osteoporotic drugs will be addressed.
Diversos fatores estão envolvidos na determinação da qualidade óssea, incluindo a densidade óssea, a remodelação óssea, a extensão da conectividade do osso trabecular, porosidade cortical e geometria. Metabolicamente ativo e, em um processo contínuo de remodelação, cerca de 20% do tecido ósseo é renovado anualmente. Por sua vez, marcadores de turnover ósseo (BTM) são frequentemente utilizados em estudos clínicos e fornecem informações válidas sobre a eficácia do tratamento da osteoporose, o que reflete o metabolismo ósseo e sua resposta ao tratamento, embora eles não sejam úteis somente para estimar a perda óssea. Nesta revisão, o comportamento dos BTM em ensaios clínicos diferentes e com diferentes drogas osteoporóticas será abordado.
ABSTRACT
Células-tronco mesenquimais (CTMs) obtidas a partir da medula óssea são capazes de se diferenciarem, sobretudo, em condrócitos, adipócitos e osteoblastos. Durante a osteogênese in vitro, alguns parâmetros são utilizados para caracterizar este processo, tais como atividade da fosfatase alcalina (FAL), mineralização e expressão de proteínas associadas à osteoblastos. Ratos espontaneamente hipertensos (SHR) são um modelo animal de hipertensão essencial humana e desenvolvem hipertensão após 4 semanas de idade. Esta linhagem apresenta alterações significativas no metabolismo ósseo. O objetivo do presente estudo foi investigar se, o genótipo hipertensivo poderia interferir na diferenciação osteoblástica das CTMs de ratos SHR e qual mecanismo está alterado quando comparadas com a linhagem progenitora, ratos Wistar. Para isso, nós obtivemos CTMs da medula óssea de ratos Wistar e SHR com 4 semanas de idade, sem a hipertensão estabelecida, afim de avaliar somente o possível efeito do genótipo hipertensivo na diferenciação osteogênica in vitro. Nós induzimos, ou não, a diferenciação osteogênica in vitro por meio da utilização dos indutores osteogênicos: ácido ascórbico, β-glicerofosfato e dexametasona. Os resultados demonstraram que, CTMs indiferenciadas de SHR (SHRC) demonstraram taxa de proliferação aumentada em comparação a CTMs, na mesma condição, de Wistar (WC), e após a indução da osteogênica, a taxa de proliferação apresentou uma diminuição acentuada no grupo SHR (SHRMO) do que no grupo Wistar na mesma condição (WMO). Embora não fora observada diferença significativa na atividade da FAL entre SHRMO e WOM no 7° dia, a mineralização e a diferenciação osteoblástica foram menores no grupo SHRMO no mesmo período experimental. Os fatores de transcrição Osterix e β-catenina parecem estar envolvidos na diferenciação reduzida no grupo SHRMO, pois apresentaram menor expressão neste grupo experimental. Além disso, a expressão diminuída de proteínas associadas...
Mesenchymal stem cells (MSCs) from bone marrow are able to differentiate mainly into chondrocytes, adipocytes and osteoblasts. During in vitro osteogenesis, some parameters are used to characterize this process, such as the activity of alkaline phosphatase (ALP), mineralization and osteoblast-associated proteins expression. Spontaneously hypertensive rats (SHR) is an animal model of human essential hypertension. This animals developing hypertension after 4 weeks of age. This strain shows significant changes in bone metabolism. The aim of this study was to investigate whether the hypertensive genotype could influence the osteoblastic differentiation of MSCs from SHR and which mechanism are altered when compared to the parental strain, Wistar rats. For that, we have obtained bone marrow MSCs from Wistar and SHR rats at 4 weeks of age, without hypertension established in order to evaluate only the possible effect of hypertensive genotype on osteogenic differentiation in vitro. We induced or non-osteogenic differentiation in vitro using osteogenic inducers: ascorbic acid, dexamethasone and β-glycerophosphate. The results demonstrate that undifferentiated MSCs SHR (SHRC) showed increased proliferation rate compared to MSCs, in the same condition Wistar (WC) and after osteogenic induction, proliferation rate showed a marked decrease in SHR (SHRMO) than in Wistar group in the same condition (WMO). Although it was not observed significant difference in ALP activity between WMO and SHRMO on day 7, mineralization and osteoblast differentiation were lower on group SHRMO in the same experimental period. The transcription factors Osterix and β-catenin appear to be involved in reduced differentiation in SHRMO group because they showed lower expression in this experimental group. Furthermore, the decreased osteoblast-associated proteins such as OCN, BSP, OPN expression suggest that extracellular matrix SHRMO group has a lower quality in comparison to WMO group. Higher...
Subject(s)
Animals , Rats , Hypertension , Mesenchymal Stem Cells , Osteoblasts , Rats, Inbred SHR , Rats, WistarABSTRACT
To asses fracture risk, bone mineral density (BMD) measured by dual-energy X-ray absorptiometry (DXA) is the most commonly used tool. The search for clinical risk factors is also advised and can provide a 10-year fracture probability (FRAX model). Another important determinant of bone strength is bone remodeling. High bone remodeling rates have been associated with a higher fracture risk and bone turnover markers (BTM) may offer dynamic information about skeletal status independent of BMD. The efficacy of antiresorptive agents in fracture prevention goes beyond what can be predicted by BMD especially in the beginning of the treatment. Inhibition of bone remodeling itself is certainly an important mechanism by which antiresorptive agents can rapidly reduce fracture risk. Thus, it seems quite logical to use BTM in patients with bone disease. It can also become a valuable surrogate marker in fracture prediction. However, BTM's pre-analytical and analytical variability should always be considered.
O método mais utilizado para avaliação do risco de fraturas é a densitometria óssea pela técnica de DXA (absorciometria por raios-X duo-energética). A pesquisa de condições clínicas de risco também é recomendada e fornece uma estimativa da probabilidade de fratura em 10 anos (modelo FRAX). Outro fator importante é o grau de remodelação óssea. Um aumento da taxa de remodelação tem sido associado a um maior risco de fraturas e aumento dos marcadores ósseos. A medida desses marcadores fornece informação adicional independente da densitometria. A eficiência das medicações antirreabsortivas na prevenção de fraturas não é explicada apenas pelo aumento da densidade óssea. A menor remodelação óssea é um mecanismo que pode explicar a redução da taxa de fraturas principalmente no início do tratamento. A utilização desses marcadores nas doenças ósseas e na predição de fraturas torna-se lógica. No entanto, para interpretá-los corretamente sua variação pré-analítica e analítica deve ser considerada.