Este documento trata sobre los estudios bioquímicos en osteoporosis. Explica los marcadores bioquímicos más importantes para el estudio del metabolismo mineral y el remodelado óseo, incluyendo la calcemia, calciuria, fosfatemia, fosfaturia, magnesemia, 25OH vitamina D sérica y PTH sérica. Describe los métodos de medición de estos marcadores y los posibles errores analíticos.

1. ESTUDIOS
BIOQUÍMICOS EN
OSTEOPOROSIS
Dr. William Acosta
Prof. Agregada Dra. Beatriz Mendoza

2. Puntos a tratar
Bioquímicabásica en el estudio
metabolismo mineral
Marcadores bioquímicos de
remodelamiento óseo

3. Bioquímica básica en el
estudio metabolismo
mineral

4.  Calcemia
 Proteinograma
 Calciuria electroforetico
 Creatinemia
 Fosfatemia
 Hemograma
 Fosfaturia  Ac. para enfermedad
 Magnesemia celiaca
 TSH
 PTH Sérica
 25OH D sérica

5. Calcio – el elemento –
Calcio intracelular: 99%
Calcio extracelular
◦ Difusible
 Calcio ionico: 40%
 Calcio en complejos (bicarbonato o citrato): 10%
◦ No difusible
 Unido a proteínas (albúmina y globulinas): 50%

6. Calcemia total – medición –
Recolección:tubo seco. Suero.
Muestra no válida:
◦ Hemolizada
◦ Turbia (dislipemia)
◦ Tiempo desde extracción mayor a 2h
Técnica: colorimetría (espectrofotometría)
◦ Ca + cresolftaleína en medio alcalino complejo
violeta
◦ Intensidad color proporcional a cantidad de Ca
Límite medible: 16mg/dL

7. Calcemia total – errores analíticos –
Tiempoentre extracción y análisis
Aumentado:
◦ Sales de calcio (posible contaminación del agua
destilada)
◦ Bilirrubina
◦ Heparina de calcio
Disminuido
◦ Transfusiones sanguíneas masivas
◦ Fluoruros, oxalato, sulfato.
Concentración de albúmina

8. Calcemia total – características de la prueba –

9. Calcio iónico – medición –
Recolección: tubo heparinado (sodio o
litio), anaerobiosis. Sangre entera.
Muestra no válida:
◦ Hemolizada
◦ Torniquete
◦ Tiempo desde extracción mayor a 30’ (2h a
4ºC)
Técnica: Potenciometría con electrodo
ión selectivo
Informe: corregido a pH 7.40

10. Calcio iónico – errores analíticos –
Tiempo entre extracción y análisis (4h)
Factores que afecten el pH (contacto con aire)
Factores que alteren la quelación: anticoagulante
(tipo y cantidad)
Aumento:
◦ Ejercicio moderado (0,11mmol/L)
Disminución:
◦ Ingesta de alimentos (proteínas, bicarbonato, fósforo)
◦ Ritmo circadiano (hasta 10%)
Variabilidad:
◦ repetibilidad 1.7%, reproducibilidad 2,2%

11. Calciuria – medición –
Muestra: orina 24 horas
Mismo método de medición que
calcemia
◦ Dilución previa con SF
◦ Ácido nítrico 50% (10mL)
Errores
◦ Recolección: variabilidad 20%
◦ IMC (19 – 35 Kg/m2)
◦ Fármacos de eliminación renal

12. Calciuria – medición –
Orina: volumen mínimo 1000 – 1500
mL (1mL / kg / h)
Valores normales:
◦ Dependiente del peso
◦ 1 – 4 mg/Kg
Alternativa: orina de 2da hora

13. Fósforo – el elemento –
Fósforo intracelular: hueso, músculo,
vísceras
◦ Fosfato inorgánico + lípidos y proteínas
Fósforo extracelular
◦ Fosfato inorgánico
◦ Monofosfato o fosfato diácido
◦ Amortiguador del sistema urinario
◦ Enlazado a proteínas (15%)

14. Fosfatemia – medición –
Muestra: suero (tubo seco)
Estable durante 10 días
Muestra no válida
◦ Hemolizada
◦ Turbia (dislipemia severa)
Método: espectrofotometría
Límite medible: 15 mg/dL

15. Fosfaturia – medición –
Muestra: orina 24 horas
Mismo procedimiento de medición que
fosfatemia
◦ Diluir 1:10
Varía con el pH urinario, infección, turbidez
◦ Orina alcalina HCl
Errores
◦ recolección: variabilidad 20%
◦ Fármacos de eliminación renal

16. Creatinina – la molécula –
Producto de degradación de la creatina
◦ Músculo
◦ Sangre: libre y unida a fosfato (PCrea)
Concentración depende de la masa
muscular
Filtrable a nivel renal
◦ Relación directa: función renal – filtración
Valores normales interpretar calcemia
y calciuria

17. Creatininemia – medición –
Recolección: tubo seco, suero, estable
por 24 hs a 2 – 8º C.
Interferencias de medición:
◦ Hiperbilirrubinemia
◦ Hb (hemólisis)
Técnica: espectrofotometría
Linealidad: hasta 15 mg/dL (en mayores:
dilución 2:1 con SF)

18. Magnesio – el elemento –
Segundo catión intracelular
Co factor enzimático
◦ Síntesis de ATP
◦ Transcripción de ADN, traducción ARN
Ubicación
◦ Huesos 60%
◦ Músculo 20%
◦ Tejidos 20%
◦ Sangre <1%
Eliminación renal

19. Magnesemia – medición –
Muestra: suero o plasma.
Estable por 10 días.
Interferencias de medición:
◦ Hemólisis
◦ Turbidez del plasma
Técnica: espectrofotometría

20. Vitamina D

22. Vitamina D – medición –
Recolección: tubo seco – suero, heparina –
sangre total.
Metabolitos medibles
◦ 25 vitamina D3
◦ 1, 25 vitamina D3 (no se recomienda su medición
rutinaria)
Esteroide hidrofóbico
Afinidad a DBP en relación a concentración
Relación entre unidades:
◦ 1 ng/mL = 2,5 nmol/L; 1 µg= 40 UI

23. Problemas Relativos a la Medida de
25OH vit D Sérica
Resultados variables por métodos
variables
◦ Ensayos competitivos automatizados:
baratos, rápidos: más disponibles
◦ Ensayos más precisos son más laboriosos
pero más precisos: HPLC y
espectrometría de masas.
Cuidados al procesar la muestra:
temperatura, tiempo desde la recolección.
23

24. Correlación entre los valores obtenidos de la
medida de 25OH vit D por el método de
referencia (HPLC/ms) vs método automatizado
100
80
LC-MS/MS ng/mL
60
40
N= 122
R= 0,77
20
0
0 20 40 60 80 100
Roche ECLIA ng/mL
24

25. Shah et al. Nutr J. 2011;10:46.

26. Valores de 25OH vit D medidos en 4
laboratorios distintos
Binkley, N. et al. J Clin Endocrinol Metab 2008;93:1804-1808

27. 25OHD LC-MS/MS ng/mL
ja
10
20
30
40
50
60
70
0
n
20
Fe 10
v
20
M 1
ar 0
2
Ab 010
ril
20
M
ai 10
o
Ju 20
nh 10
o
J u 201
lh 0
o
Ag 2
os 010
to
20
Se 10
t2
01
O
ut 0
2
N 010
ov
2
D 010
ez
20
10
50.000 muestras de rutina diagnóstica
Niveles de 25 OH vit D medidos por HPLC / MS en
27

28. ¿Cuál es el valor de referencia para 25
OH vit D?
Consenso
◦ Deficiencia: <20 ng/mL
◦ Insuficiencia: 20 - 30 ng/mL
Referencias laboratoriales más empleadas
◦ 20 a 60 ng/mL (50 a 150 nmol/L)
Síntomas y signos de intoxicación
◦ Valores superiores a 150 ng/mL (375 nmol/L)
28

29. Valores de 25OH vit D y su relación con los
niveles de PTH
100 Limite inferior da normalidade
para 25OHD
275
250
80
225
200
25OHD nmol/L
60 175
PTH ng/L
150
40 125
100
Limite superior
75 da normalidade
20 50 para PTH
25
0 0
0 25 50 75 100 125 150 175
Ambulatoriais Institucionalizados 25 OHD nmol/L
Saraiva GL et al. Arq Bras Endocrinol Metab 51:437-442, 2007

30. ¿Cuál es el valor de referencia para 25
OH vit D?
Vitamina D en relación a PTH
◦ 30 a 40 ng/mL (75 a 100 nmol/L)
◦ Varía con la edad
Sugerencia deseable: 32 a 100 ng/mL (80 a
250 nmol/L)
◦ Absorción intestinal de calcio ideal
◦ Niveles de PTH normales
30

31. Niveles de 25(0H)D3 en una población joven
residente en Montevideo (estudio piloto)
35 individuos (12 hombres y 23 mujeres)
Edades entre 25 a 47 años, mediana 34
Sin patología, ni uso de medicación, que afectase al
hueso
Mujeres eumenorreicas y sin uso de ACO
Residentes en Montevideo (34º latitud sur)
Exámenes de laboratorio en marzo y setiembre
Mendoza B. Tendencias en Medicina 2001

32. Niveles de 25(0H)D3 en una población joven
residente en Montevideo (estudio piloto)
Deficiencia de 25(OH) D3 en invierno en población
adulta joven de 48.6 %
En setiembre :
◦ 7 sujetos (20)% hipovitaminosis severa
◦ 10 sujetos (28.6%) deficiencia moderada
◦ 51.4% presentó niveles suficientes
La exposición solar aumenta dichos valores
Mendoza B. Tendencias en Medicina 2001

33. 35 test de Fisher p=0.0004 32
30
post-INVIERNO
post-VERANO
25
17 18
20
Casos
15
10
3
5
0
<= 15 ng/ml > 15 ng/ml
Niveles de Vit. D
Mendoza B. Tendencias en Medicina 2001

34. Niveles de 25(0H)D3 en Uruguay
137 mujeres que consultaron Unidad de
Osteoporosis del Hospital de Clínicas (UNIOM)
103 (75.2 %) niveles inadecuados (< 30 ng/ml)
65 (47%) insuficiente
38 (27 %) deficiente
 Las mayores de 60 años mayor déficit que las
menores de 60 años
Mendoza B. Tendencias en Medicina 2001

35. Niveles de Vitamina D en 137 Mujeres
Uruguayas Posmenopáusicas
47,40%
50%
45%
27,70%
40% 24,80%
35%
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
< de 15 15 -30 > 30
25 OH D ng/m
Deficiencia Insuficiencia Suficiencia
Mendoza B. Osteporosis Internacional 2006. Abs. 704

36. PTH – la hormona –
Formaciòn: 115 – 90 – 84 aa
Receptores: paratiroides, riñones, células
C foliculares y hueso.
Vida media: 5 minutos
Fragmentos y hormona intacta:
proporciones variables
◦ PTH: 84 aa
◦ Amino PTH: 7 - 84

37. PTH – medición –
Recolección: tubo seco – suero, heparina /
EDTA – sangre total.
Interferencia
◦ Ac heterófilos: Inmunoglobulinas
Técnica: RIA e ICMA
◦ Método basado en anticuerpos
Alteración de resultados (por método)
◦ Aumenta: Uremia, ejercicio y glucosa
◦ Disminuye: embarazo, heparina y hemodiálisis.

38. PTH “total”

39. “Cuarta Generación” – inmunoensayos específicos
Lopez, et al. Clin Chem. 2010; 56 (2): 281 - 290

40. Factores que influyen en dosificación de
PTH
Distintos anticuerpos
Distintos fragmentos moleculares
Distintas cantidades de esos fragmentos.
Distintas formas moleculares (“amino”-PTH)
Tipo de muestra
Estabilidad de PTH
Variabilidad biológica
Dificultad en rango de referencia

41. Factores a tener en cuenta para el valor
de referencia
Concentración de vitamina D
◦ r2 : 0.14 – 0.20
Edad
Clearence de creatinina
Ingesta cálcica
IMC
Etnia
Tipo de muestra
Rejnmark, et al. Clin Endocrinol (Oxf). 2011; 74 (1): 37-43

42. MARCA Valor de Referencia del Valor de referencia con vit
proveedor D > 30 ng/ml, clearence >
60, calcio y P normal
ARCHITECT 15 – 68 16 – 65 NS
ACCESS 12 – 88 10 – 47
DIASO N-TACT 13 – 54 7.2 – 35.7
LIAISON 17 – 73 21.3 – 68.2 NS
VITROS 7.5 – 53.5 10.8 – 47.5 NS
ROCHE 15 – 65 13.7 – 50.2
SCATIBODIES 14 – 66 7.8 – 50
IMMUL 1000 11 – 67 5.4 – 57.1
DIASO 1-84 5.5 – 38.4 4.6 – 25.8
Nephrol Dial Transplant. 2012 (5):1950-6.

43. Estandarización de resultados de PTH:
Prioridades
Corto plazo Largo plazo
 Difundir problemas a  Estandarización
endocrinólogos  Definir un método de
 Definir tipo de muestra referencia
 Recomendar límites ensayo-  Definir población para
específicos rango de referencia
 Establecer los objetivos
de calidad en cuanto a
sesgos, imprecisión, etc.
Sturgeon, et al. Nephrol Dial Transplant (2011) 26: 3440–3445

44. ¿Ventajas en el uso de PTH 3ª ?
Tienen sensibilidad equivalente en detección
de hiperparatiroidismo primario
Las curvas ROC para predecir alto o bajo
turnover en pre dialisis y dialisis son iguales.
Detectan “amino PTH”.
Sturgeon, et al. Nephrol Dial Transplant (2011) 26: 3440–3445

45. MARCADORES BIOQUÍMICOS DE
REMODELAMIENTO ÓSEO

46. Ciclo de Remodelamiento Oseo
46

47. Balance Oseo
Resorción = Formación
47

48. Balance Oseo
Resorción ≠ Formación
48

49. Resorción Osea
OSTEOCLASTOS
◦ Células multinucleadas
◦ Resorben hueso
◦ Receptores de membrana para
hormonas y otras sustancias
49

50. Marcadores de Resorción Osea
FUNCION OSTEOCLASTICA
◦ TRAP (Fosfatasa ácido tartrato resistente)
MATRIZ OSEA. Productos de degradación y
derivados del colageno tipo I
◦ Hidroxiprolina y Galactosamina
◦ Piridinolinas ( Dpd, Pyd, NTx, Crosslaps, ICTP)
50

51. Formación Osea
OSTEOBLASTOS
◦ Formación de la matríz ósea
◦ Liberación de enzimas (isoenzimas)

52. Marcadores de Formación Osea
FUNCION OSTEOBLASTICA
◦ Isoenzima ósea de la Fosfatasa Alcalina
◦ Osteocalcina o Proteína GLA (OC)
◦ Péptidos del procolageno tipo I (PICP, PINP)
52

53. HIDROXIPROLINA
Difícil de medir
Especificidad limitada
Influenciada por dieta
Marcador más antiguo

54. PIRIDINOLINAS
Piridinolina y Deoxipiridinolina: son marcadores
más especificos, siendo DPD la más específica de
las dos.
PD y DPD unen las porciones rectas a las
helicoidales N y C ( Telopeptidos ).
Se dosifican en orina.

55. NTX y CTX
Telopéptido N del colágeno óseo tipo I (NTX)
Telopéptido C (CTX)
Fragmentos del enlace cruzado del colágeno I
liberados durante la degradación ósea.
Mayormente se miden en orina
Corregir de acuerdo a función renal.
Tienen variación diurna importante.

56. FOSFATASA ALCALINA ESPECIFICA
OSEA
Puede tener alguna reacción cruzada con la
isoenzima hepática.
Se mide en sangre.
Variabilidad diurna minima.
Actualmente poco usada, salvo que se tenga
la fracción realmente especifica.

57. OSTEOCALCINA
Proteina no colágena abundante en la matriz
ósea.
Vit K dependiente.
Circula intacta o fragmentada (cuidado en la
interpretación).
Variación diurna.

58. PROCOLAGENO 1 (C1CP)
Tiene fracciones N y C.
Los niveles séricos reflejan sintesis de
colágeno.
Se miden en suero.
Variación diurna mínima

59. Lee J. Current Recommendations for Laboratory Testing and Use of Bone Turnover Markers in
Management of Osteoporosis. Ann Lab Med 2012;32:105-112

60. Black D, et al. The effect of 3 versus 6 years of zoledronic acid treatment of osteoporosis: a randomized
extension to the HORIZON-Pivotal Fracture Trial (PFT). J Bone Miner Res. 2012; 27 (2): 243-54.

61. Terreni A., et al. Biochemical markers in the follow-up of the osteoporotic patients. Clin Cases Miner Bone
Metab. 2012 May;9(2):80-4.

62. APLICACIONES CLINICAS
NO diagnostican osteoporosis
No útiles de rutina
Miden disbalance de recambio óseo
◦ fármaco de elección según farmacodinámica
Monitorización del tratamiento.
◦ Estudios clinicos controlados: Alendronato,
Risedronato, Calcitonina, TRH, Raloxifeno y Tibolona:
Marcadores disminuyeron importantemente.

63. GRACIAS