Соотношение OPG/RANKL в регуляции остеопороза связанного с беременностью и лактацией

HOMILADORLIK VA LAKTATSIYA BILAN BOG'LIQ OSTEOPOROZNI TARTIBGA SOLISH TIZIMLARIDA OPG / RANKL NISBATI

Dolzarbligi: Suyak zichligi va suyak belgilaridagi o'zgarishlar homiladorlikning onaning suyak massasining yomonlashishi bilan bog'liqligini ko'rsatadi. Xomilalik skeletning qurilishi bilan bog'liq bo'lgan ehtiyojlarni qondirish uchun kaltsiy almashinuvi tiklanadi. Homila platsentadan regulyatorlarni olib tashlash orqali bu jarayonga hissa qo'shadi. Butun jarayonni tushunish cheklangan, ammo ba'zi o'zgarishlar aniq. Maqsadi: Homiladorlik va laktatsiya bilan bog'liq osteoporoz rivojlanishida OPG / RANKL nisbati kabi xavf omillarining ta'sirini o'rganish. Materiallar va usullar: Tadqiqot maqsadlarini amalga oshirish uchun biz 2 ta sub'ektlar guruhini tuzdik. Birinchi, asosiy guruh homiladorlik va / yoki laktatsiya davrida bel og'rig'i paydo bo'lgan 27 ayoldan iborat bo'lib, MRI tadqiqotida turli joylarda umurtqa pog'onasining siqilish yoriqlari aniqlangan. Ikkinchi, nazorat guruhi anamnezda singan va bel og'rig'i shikoyati bo'lmagan 14 ayoldan iborat edi. Natijalar: Asosiy va nazorat guruhlaridagi qiyosiy tahlil shuni ko'rsatdiki, b-o'zaro faoliyat aylanalarning faolligiga qarab, suyak to'qimalarining normal va ortib borayotgan rezorbsiyasi bo'lgan ayollarning asosiy guruhidagi o'rtacha OPG qiymati solishtirish mumkin. Shu bilan birga, asosiy guruhdagi o'rtacha RANKL ko'rsatkichlari normal rezorbsiyaga ega bo'lgan kichik guruhda rezorbsiya yuqori bo'lgan guruhga qaraganda ancha past (92,8 ± 53,6 va 337,1 ± 168,5). Nazorat guruhidagi va normal rezorbsiyaga ega kichik guruhdagi o'rtacha RANKL ko'rsatkichlari rezorbsiya yuqori bo'lgan guruhga qaraganda past (65,4±23,1 va 99,8±40,7). Asosiy guruhdagi OPG/RANKL nisbatining qiyosiy tahlili normal rezorbsiyaga ega kichik guruhda rezorbsiya kuchaygan kichik guruhga nisbatan 3 baravar yuqori va 0,0075 ni tashkil etdi; mos ravishda 0,0026. Shu bilan birga, nazorat guruhida kichik guruhlarda farqlar yo'q edi. Oddiy rezorbsiyaga ega bo'lgan asosiy va nazorat guruhidagi ayollarda OPG / RANKL nisbati 3,2 baravar yuqori, rezorbsiyasi yuqori bo'lgan guruhda esa bu nisbat 7,3 baravar yuqori (0,0075 va 0,024; 0,0026 va 0,019). Xulosa: Umuman olganda, suyak to'qimalarining metabolizmi holatiga barcha ta'sirlar osteoblastogenez (kanonik wnt signalizatsiya yo'li) va osteoklastogenez (RANKL/RANK/OPG) asosiy tartibga solish tizimlari orqali amalga oshiriladi. Yoshi va boshqa omillarning salbiy ta'siri tufayli osteoblastogenez va osteoklastogenezni tartibga soluvchi molekulalarning ekspressiyasidagi o'zgarishlar suyak kuchining pasayishiga olib keladi, bu suyak massasi, BMD va / yoki ichki mikroarxitekturaning buzilishi va / yoki buzilishi bilan namoyon bo'lishi mumkin, natijada, minimal travma sinishlar kuzatiladi.

Kalit so'zlar: homiladorlik va laktatsiya bilan bog'liq osteoporoz, RANKL, OPG, β-kross laps.

Актуальность: Изменения плотности костной ткани и костных маркеров позволяют предположить, что беременность связана с ухудшением костной массы у матери. Метаболизм кальция восстанавливается, чтобы удовлетворить потребности, связанные со строительством скелета плода. Плод способствует этому процессу за счет вывода регуляторов из плаценты. Понимание всего процесса ограничено, но некоторые изменения однозначны. Наблюдается повышение уровня циркулирующего витамина D, но его функциональное влияние неясно. Фетальный паратироидный гормон (PTH) и PTH -родственный пептид (PTH-rP) играют косвенную роль, поддерживая градиент кальция, который создает гиперкальциемию у плода. Плацентарный гормон роста, уровень которого увеличивается до конца беременности, может оказывать некоторые анаболические эффекты либо напрямую, либо посредством регуляции производства IGF1. Уровень других ключевых регуляторов костного метаболизма, таких как эстрогены или пролактин, повышается во время беременности, но их роль неясна. Увеличение соотношения рецептора-активатора лиганда ядерного фактора каппа

B (RANKL) к остеопротегерину (OPG) действует как дополнительный прорезорбирующий фактор в кости. Увеличение резорбции кости может привести к остеопорозу и хрупким переломам, которые диагностируются, хотя и редко. Однако это состояние носит временный характер, поскольку долгосрочные исследования не связывают количество беременностей с остеопорозом [8].

Система, представленная RANKL (TNFSF11) и OPG (TNFRSF11B), его рецептором-ловушкой, вызвала интерес. Оба белка, которые принадлежат к суперсемейству факторов некроза опухоли (TNF), продуцируются в кости остеобластами, костно-образующими клетками, хотя было подтверждено также менее значительное производство другими клетками [1].

Помимо других действий в органах и системах, оба белка оказывают мощное регулирующее влияние на метаболизм костей. RANKL связывается с мембранными рецепторами RANK и запускает серию пострецепторных событий, ведущих к активации, миграции и окончательной дифференцировке зрелых остеокластов, клеток, резорбирующих кости. Связывание OPG с RANKL предотвращает взаимодействие RANKL с RANK и ограничивает остеокластогенез. [2;10].

В более поздних исследованиях изучались изменения RANKL и OPG во время беременности. Особое внимание было уделено OPG; его уровни стабильны во время беременности и повышаются только в срок, когда они удваиваются параллельно с явно парадоксальным увеличением резорбции кости [7;5]. Быстрое послеродовое падение OPG предполагает плацентарное происхождение, что подтверждается обнаружением высокой концентрации OPG в мембранах плаценты [6]. Уровни циркуляции RANKL были исследованы в исследованиях, в которых сообщалось о параллельных изменениях с уровнями OPG [3]. Однако эти данные требуют осторожной интерпретации из-за методологических проблем, связанных с текущими анализами для измерения RANKL в сыворотке. Большинство коммерческих наборов измеряют свободный RANKL, который составляет ~ 1/1000 от общего RANKL сыворотки. Эта особенность объясняет, что некоторые исследователи сообщили о необнаруживаемых уровнях RANKL у 50% людей [4]. Более того, антитела могут измерять различные типы RANKL растворимых молекулярных видов цитокина, что является возможной трудностью, учитывая исследовательский профиль доступных анализов. Эти ограничения также достигаются и могут быть увеличены, когда соотношение RANKL / OPG используется вместо RANKL [9].

Материалы и методы исследования:

Для выполнения задач исследования нами было сформировано 2 группы обследуемых. Первую, основную группу составили 27 женщин, у которых во время беременности и/или лактации появились боли в спине и на МРТ исследовании выявлены компрессионные переломы позвонков, различной локализации. Вторую, контрольную группу составили 14 женщин без переломов и жалоб на боли в спине в анамнезе.

Все больные были информированы о своем заболевании и его осложнениях и дали информированное согласие на участие в исследовании.

В ходе исследования проведен клинический осмотр, сбор анамнеза, биохимические и гормональные исследования: определение общего кальция, фосфора, щелочной фосфатазы и паратгормона (ПТГ) в крови, а также биохимического маркера ремоделирования костной ткани - β-CrossLaps (электрохемилюминесцентный анализ проводится с помощью автоматического анализатора ELECSYS и прибора ELECSYS β-CrossLaps набор).

При этом концентрацию таких белков, как OPG, RANKL, PICP, и количество активного витамина D (кальцитриола) определяли с помощью IFT-анализа (набор

ELISA, ElabScience, США), где использовали принцип сэндвич-ИФА. Концентрацию этих белков в образце рассчитывали в стандартном отклонении относительно OD образцов. Эффективность лечения также оценивалась с использованием этих маркеров обновления костной ткани.

Результаты:

В основной группе уровень остеопротегерина (OPG) составил 0,78 пг/мл и был достоверно ниже более чем в 2 раза по сравнению с контрольной группой 1,74 пг/мл (Р=0,005).

Уровень RANKL в основной группе составил 232,4 пг/мл,    и также был достоверно выше почти в 3 раза по сравнению с контрольной 80,13±49,3 пг/мл (Р=0,005).

Диаграмма №1. Соотношение OPG/RANKL

0%       20%      40%      60%      80%      100%

• ■ Основная группа ■ Контрольная группа

  Соотношение OPG/RANKL в основной группе составило 0,003, а в контрольной группе достоверно больше 0,02 (Р=0,0001).

Уровень гормона Д (кальцитриол) в основной группе был 132,4 пмоль/л, а в контрольной группе 147,4 пмоль/л и не имел достоверной разницы.

Уровень соматотропного гормона (СТГ) в основной группе составил 1,7 нг/мл, тогда как в группе контроля 0,94 нг/мл.

Тиреотропный гормон (ТТГ) как показатель регуляции работы щитовидной железы гипофизом в основной группе был на уровне 1,48 mME/ml, а в контрольной 3,28 mME/ml (Р=0,01), при этом эти значения соответсвуют норме. Уровень свободного тироксина, показателя работы щитовидной железы под влиянием ТТГ в основной группе был на уровне 1,02 нг/дл, в контрольной группе 0,87 нг/дл (Р=0,03).

Уровень кальцитонина в основной группе составил 2,87 пг/мл, а в контрольной 2,12 пг/мл.

Для расширения понимания патогенетической природы ремоделирования костной ткани, мы в основной и контрольной группах разделили женщин в зависимости от уровня β-cross laps - маркёра резорбции костной ткани и С-концевого полипептида проколлагена (P1CP) -показатель формирования костной ткани. В первую подгруппу контрольной группы вошли женщины у которых β-cross laps был в норме и составил в среднем 0,46 нг/мл, а во вторую вошли те у кого β-cross laps был повышен, средние значения которого составили 0,76 нг/мл. По такой же аналогии были сформированны первая и вторая подгруппы основной группы. Среднее значение β-cross laps составило 0,28 нг/мл и в группе с повышенной резорбцией 1,36 нг/мл. (Таблица № 6) Проведеный анализ показал, что и в контрольной, и в основной группах были женщины у которых резорбция была повышена. В контрольной группе, женщин с нормальным показателем β-cross laps (57,1%) было в 1,33 раза больше чем женщин (42,8%) с повышенным показателем, вместе с тем в основной группе ситуация была обратной - женщин с повышенным резорбированием (55,0%) было в 1,22 раза больше чем женщин (45,0%) с нормальными показателями β-cross laps. Дальшейший сравнительный анализ выявил, что средние значения витамина Д во всех подгруппах были ниже нормы и находились в диапазоне от 7,8 – 17,3 нг/мл. По активному витамину Д разницы в показателях не выявлено.

Таблица №1

Зависимость показателей ремоделирования костной ткани в основной и контрольной группах от уровня β-cross laps

Показатели	Контрольная группа		Основная группа
	β-cross laps<0,573 ng/ml (n=8)	β-cross laps выше нормы (n=6)	β-cross laps <0,573 ng/ml (n=12)	β-cross laps выше нормы (n=15)
Витамин Д 30-100 ng/ml	15,6±5,5	7,8±3,2	13,2±4,4	17,3±5,2
Гормон Д 42-169 pg/ml	135,7±47,9	136,6±61,1	130,76±75,5	133,67±66,8
Паратгормон 15-65 pg/ml	21,9±7,75	24,23±10,86	50,8±16,9	35,6±10,7
Щелочная фосфатаза 75316 U/L	92±32,5	80,8±33,0	77,1±25,7	137,2±41,36

В контрольной группе в сравниваемых подгруппах средние показатели паратгормона не имели достоверной разницы и составили 21,9 и 24,2 пг/мл соответственно и были в пределах нормы. В основной группе, в подгруппе с нормальной резорбцией средние показатели паратгормона были в 1,44 раза выше чем в подгруппе с нормальной резорбцией и составили 50,8 и 35,6 пг/мл соответственно. Но вместе с наметившейся тенденцией, тем не менее достоверной разницы в показателях не было. Такой показатель как щелочная фосфатаза, патологическое повышение которого связано с формированием костной ткани, физиологически повышается в 3 триместре беременности. Во всех 4-х подгруппах средние показатели щелочной фосфатазы находились в пределах нормы, хотя среди женщин с переломами и повышенной резорбцией костной ткани этот показатель был в почти в 2 раза выше.

По такому же принципу, мы разделили женщин контрольной и основной групп, в зависимости от активности маркера формирования костной ткани - PICP. Сравнительный анализ выявил, что во всех 4-х подгруппах уровень среднего витамина Д был ниже нормы. Вместе с этим, средние значения активного витамина Д соответствовали норме. В контрольной группе, где показатели формирования были ниже нормы, там значения паратгормона были самыми минимальными и составили 17,0 пг/мл, в аналогичной основной группе среднее значение паратгормона было в 5,2 раза достоверно выше и составил 89,2 пг/мл. Аналогичная тенденция была выявлена и при сравнении группы женщин контроля с основной, где формирование было в норме и средние значения щелочной фосфатазы составили 88,7; 81,7; 72,0 и 58,0 соответственно.

Таблица №2

Зависимость показателей ремоделирования костной ткани в основной и контрольной группах от уровня PICP

Показател и	Группа Контроль		Основная группа
	Норма PICP=30-350 пг/мл (n=11)	Ниже нормы PICP <50 пг/мл (n=3)	Норма PICP=30-350 пг/мл (n=21)	Ниже нормы PICP <50 пг/мл (n=4)
Витамин Д 30-100 ng/ml	12,3±3,7	12,4±7,1	13,3±5,4	12,4±4,7
Гормон Д 42-169 ng/ml	136,9±43,3	133,2±76,9	133,5±54,5	126,01±49,5
Паратгормон 15-65 pg/ml	24,6±7,77	17±9,8	45,85±18, 7	89,2±25, 3
Щелочная фосфатаза 75-316 U/L	88,7±26,7 5	81,7±47,1 5	72±29,4	58±20,5

Потеря костной массы зависит от системы RANK-RANKL-OPG, которая является основной регуляторной системой индукции, активации и выживания дифференцировки остеокластов. Проведенный сравнительный анализ в основной и контрольной группах показал, что в зависимости от активности β-cross laps среднее значение OPG в основной группе женщин в нормальной и повышенной резорбцией костной ткани было сопоставимо. Однако при сравнении с аналогичными подгруппами контрольной группы, оказалось, что средние значения выше в два раза, которые составили 0,7±0,35; 0,88±0,51; 1,56±0,55 и 1,96±0,8 соответственно. Вместе с тем, средние значения RANKL в основной группе, в подгруппе с нормальной резорбцией, значительно ниже чем в группе с повышенной резорбцией (92,8±53,6 и 337,1±168,5). Средние значения RANKL в контрольной группе, в подгруппе с нормальной резорбцией также ниже чем в группе с повышенной резорбцией (65,4±23,1 и 99,8±40,7). Сравнительный анализ соотношения OPG/RANKL в основной группе, в подгруппе с нормальной резорбцией в 3 раза выше чем в подгруппе с повышенной резорбцией и составила 0,0075; 0,0026 соответственно. При этом, в контрольной группе разницы в подгруппах не выявлено. Соотношения OPG/RANKL у женщин основной и контрольной групп с нормальной резорбцией было в 3,2 раза выше, а в группе с повышенной резорбцией это соотношение было выше в 7,3 раза (0,0075 и 0,024; 0,0026 и 0,019).

Таблица №3

Оценка соотношения OPG к RANKL у женщин основной и контрольной групп в зависимости от значения β-cross laps

	Основная группа β-cross laps норма	Основная группа β-cross laps Выше нормы	Контрольная группа β-cross laps в норме	Контрольная группа β-cross laps выше нормы	Р
Остеопротегерин (OPG)	0,7±0,35	0,88±0,51	1,56±0,55	1,96±0,8	0,0001
RANKL	92,8±53,6	337,1±168,5	65,4±23,1	99,8±40,7	0,05
OPG/RANKL	0,0075	0,0026	0,024	0,019	0,0001

Таблица №4

Оценка соотношения остеопротегерина к RANKL у женщин основной и контрольной групп в зависимости от значения P1CP

	Основная группа β-cross laps норма	Основная группа β-cross laps выше	Контрольн ая группа β-cross laps норма	Контрольн ая группа β-cross laps выше	Р
Остеопротегерин (OPG)	0,7±0,3	0,9±0,5	1,75±0,5	1,65±0,95	0,0001
RANKL	255,6±104,3	93,5±36,0	85,2±25,7	61,5±35,5	0,05
OPG/RANKL	0,0027	0,0096	0,020	0,026	0,0001

Диаграмма №2. Сравнительный анализ среднего значения RANKL в зависимости от процесса формирования и резорбции костной ткани

• ■ RANKL при β-cross laps <0,573 ng/ml ■ RANKL при β-cross laps>0,573 ng/ml

У пациенток группы контроля в зависимости от резорбции, у которых уровень β-cross laps был в норме, уровень RANKL составил 65,4, а у тех у кого был выше нормы, он составил 99,8.

У пациенток основной группы в зависимости от резорбции, у которых уровень β-cross laps был в норме, уровень RANKL составил 92,8, а у тех у кого был выше нормы, он составил 337,1.

У пациенток группы контроля в зависимости от формирования, у которых уровень β-cross laps был в норме, уровень RANKL составил 85,2, а у тех у кого был выше нормы, он составил 61,5.

У пациенток основной группы в зависимости от формирования, у которых уровень β-cross laps был в норме, уровень RANKL составил 255,6, а у тех у кого был выше нормы, он составил 93,3.

Диаграмма №3. Сравнительный анализ среднего значения OPG в зависимости от процесса формирования и резорбции костной ткани

■ OPG при β-cross laps <0,573 ng/ml

■ OPG при β-cross laps>0,573 ng/ml

У пациенток группы контроля в зависимости от резорбции, у которых уровень β-cross laps был в норме, уровень OPG составил 1,56, а у тех у кого был выше нормы, он составил 1,96.

У пациенток основной группы в зависимости от резорбции, у которых уровень β-cross laps был в норме, уровень OPG составил 0,7, а у тех у кого был выше нормы, он составил 0,88.

У пациенток группы контроля в зависимости от формирования, у которых уровень β-cross laps был в норме, уровень OPG составил 1,75, а у тех у кого был выше нормы, он составил 1,65.

У пациенток основной группы в зависимости от формирования, у которых уровень β-cross laps был в норме, уровень OPG составил 0,7, а у тех у кого был выше нормы, он составил 0,9.

Диаграмма№4. Соотношение OPG/RANKL при повышенной резорбции

Группа контроля       Группа контроля      Основная группа      Группа контроля.

При повышенной резорбции костной ткани соотношение OPG/RANKL при β-cross laps <0,573 ng/ml в группе контроля было выше в 1,26 раза чем при β-cross laps >0,573 ng/ml в группа контроля.

Соотношение OPG/RANKL при β-cross laps >0,573 ng/ml в группа контроля было 7,3 раза выше, чем в основной группе с β-cross laps >0,573 ng/ml.

Диаграмма №5. Соотношение OPG/RANKL при формировании костной ткани

0,03

0,025

0,02

0,015

0,01

0,005

P1CP=50-350 ng/ml P1CP<50 ng/ml Группа P1CP=50-350 ng/ml P1CP<50 ng/ml Группа

Группа контроля         контроля         Основная группа         контроля

При формировании костной ткани соотношение OPG/RANKL при P1CP<50 ng/ml в группе контроля было выше в 2,7 раз чем в основной группе.

Заключение.

Ремоделирование костной ткани зависит от состояния фосфорно-кальциевого обмена, паратиреоидного гормона, витамина Д, гормона роста, кальцитонина, тиреоидных гормонов, глюкокортикоидов и др. В целом, все эффекты на состояние метаболизма костной ткани реализуются через основные регуляторные системы остеобластогенеза (канонический wnt-сигнальный путь) и остеокластогенеза (RANKL/RANK/OPG). Изменения экспрессии молекул-регуляторов остеобластогенеза и остеокластогенеза с возрастом и вследствие негативного влияния других факторов приводят к снижению прочности кости, что может проявляться снижением костной массы, МПКТ и/или нарушением внутренней микроархитектоники и как следствие переломами при минимальной травме. Остеопороз, связанный с беременностью и лактацией (ОБЛ) и как правило, компрессионные переломы позвонков, является редкой формой остеопороза, так как до сих пор нет данных о частоте данного заболевания. Связано это с тем, что переломы позвонков случаются либо в последнем триместре беременности, либо после родов. Как правило в этом периоде женщины не обследуются, потому что основные методы диагностики включают облучение, которого избегают в связи с рентген облучением плода и после родов в связи с уходом за новорожденным. Вместе с тем, патогенез до сих пор неясен. До недавнего времени практически не существовало данных о качестве жизни и отдаленных клинических исходах пациентов с ОБЛ.

В целом, все эффекты на состояние метаболизма костной ткани реализуются через основные регуляторные системы остеобластогенеза (канонический wnt-сигнальный путь) и остеокластогенеза (RANKL/RANK/OPG). Изменения экспрессии молекул-регуляторов остеобластогенеза и остеокластогенеза с возрастом и вследствие негативного влияния других факторов приводят к снижению прочности кости, что может проявляться снижением костной массы, МПКТ и/или нарушением внутренней микроархитектоники и как следствие переломами при минимальной травме. Потеря костной массы зависит от системы RANK-RANKL-OPG, которая является основной регуляторной системой индукции, активации и выживания дифференцировки остеокластов. В основной группе уровень остеопротегерина (OPG) составил 0,78 пг/мл, в контрольной группе 1,74 пг/мл (Р=0,005). Уровень RANKL в основной группе составил 232,4 пг/мл, контрольной 80,13±49,3 пг/мл (Р=0,05). Соотношение остеопротегерина к RANKL в основной группе достоверно был ниже, чем в контрольной (Р=0,01). Двукратное уменьшение OPG в основной группе и снижение количества остеобластов на гистоморфометрии позвонков, а также увеличение в этой группе RANKL позволяет нам предположить, что в патогенетическом аспекте причиной развития остеопороза и переломов у женщин во время беременности или лактации является проблема на уровне остеобластогенеза. Необходимо учитывать, что за синтез OPG, который выполняет роль ловушки для RANKL отвечают остеобласты. В нашем исследовании не только наблюдалось снижение OPG, по сравнению со здоровыми женщинами, но и в семь раз соотношение OPG/RANKL в основной группе было достоверно ниже. Поэтому увеличение RANKL в основной группе запускало активацию остеоклатогенеза, но первично все же на наш взгляд проблема заключалась либо в снижении дифференцировки остеобластов, либо в снижении их активности. Генетические исследования показали, что полиморфизмы Wnt10B оказывают влияние на снижение уровня костной массы и риск развития остеопороза. Wnt10b, по-видимому, является модулятором регенерации кости и гомеостаза. Дефицит β-катенина приводит к остановке развития остеобластов на ранней стадии в мезенхимальных остеобластических предшественниках и нарушению созревания и минерализации остеобластов. Есть доказательства, что мезенхимальные стволовые клетки у пациентов с остеопорозом имеют нарушение функции и это повреждение связано с сигнализацией BMP. У пациентов с дефицитом OPG наблюдается остеопороз с чрезмерным количеством остеокластов. В условиях остеопороза RANKL повышается, что связано со снижением OPG. Кроме того, некоторые цитокины повышаются при остеопорозе, и в частности, TNF-α, IL-1, IL-4 и IL-6.

Нормальный физиологический процесс костного ремоделирования кости включает в себя баланс между резорбцией кости и костным формированием. При остеопорозе этот процесс становится несбалансированным, что приводит к постепенным потерям костной массы и плотности из-за усиленной костной резорбции и/или недостаточного костного формирования.