Human prokollagen type I (PINP)
پروکلاژن Typ I N-Propeptide (PINP)
70درصد از استخوان انسان از مواد معدنی، بخصوص فسفات کلسيم و هيدروکسی آپاتيت (Hydroxyapatite) و حدود 30 درصد بقيه آن از ماتريکس آلی تشکيل يافته است. پروکلاژن تيپ I با بيش از 90 درصد مهّم ترين پروتئين ساختمانی ( اوستئوکالسين حدود 10درصد) از ماتريکس آلی استخوان را تشکيل ميدهد.
ايجاد استخوان (formation) و جذب استخوان (resorption) :
ايجاد و جذب استخوان پيوند تنگاتنگی با يکديگر داشته و تنظيم آن وابسته به بخش سلولی استخوان ( اوستئوبلاستها، اوستئوکلاستها و اوستئوسيتها) ميباشد. اوستئو بلاستها بعنوان يک و يا چند لايه سلولی در سطح استخوان جای داشته و وظيفه ايجاد ماتريکس استخوان را بعهده دارند. اوستئوکلاستها تجزيه استخوان را از راه جذب آن و توسط آنزيمهای ليزوزيمی امکانپذيز ميسازند. اين تغيير و تبديلات توسط سلولهای استخوان بطور مستقيم( پاراتورمون و ويتامين D) و يا غير مستقيم توسط فاکتورها و مدياتورهای مختلف ( نظير هورمون رشد، هورمونهای غده تيروئيد و IGF-1) صورت ميگيرد.
کلاژن تيپ I بخش اصلی ماتريکس آلی استخوان، تنها مختص استخوان نيست. البته بايد توجه داشت که ميزان آن در بافتهای ديگر ناچيز و قابل اغماض است.
کلاژن تيپ I مهّم ترين عامل خواص مکانيکی استخوان نظير استحکام و قابليت ارتجاع محسوب ميشود. بالا بودن فعاليت متابوليکی استخوان نيز تأييدی بر توان انطباق استخوان در رابطه با فشارهای مکانيکی بشمار ميرود. بعبارت ديگر استخوان در جريان يک واکنش ديناميکی مستمر يا „Bone Remodeling Cycle“ قرار دارد که در آن ايجاد استخوان (bone formation) از يکطرف و تجزيه و جذب (bone resorption) از طرف ديگر با توازون قابل توجهی صورت ميگيرد.
اهميّت مارکرهای بيوشيميائی استخوان:
قبل از آنکه بتوان تجزيه وجذب استخوان و خاصه عدم توازون در ايجاد و جذب آنرا توسط روشهای تشخيصی تصويربرداری (راديولوژی) مورد بررسی قرار داد، ميتوان با توجه به تغييرات پاتولوژيکی در فعاليت متابوليسم استخوان و يا بعبارت ديگر مارکرهای بيوشيميائی با آن پی برد. بسياری از مارکرهای مدرن استخوان بخش و اجزائی از کلاژن تيپ I را تشکيل داده که يا در جريان ايجاد استخوان و يا جذب آن آزاد و به جريان خون واريز ميشوند. کلاژن تيپ I از زنجيره های پلی پپتيدی موسوم به Triple-Helix تشکيل شده است. طی سنتز کلاژن تيپ I زنجيره های پلی پپتيدی تيپ α1 و α2 توسط اوستئوبلاستها آزاد ميشوند.پس از هيدروکسيلاسيون پرولين و ليزين از دو زنجيره α1 و يک زنجيره α2 يک پروتئين با ساختمان موسوم به Helix ايجاد ميشود که بخش انتهائی تک بعدی و يا خطی (linear) است. ترکيب مذبور را پروکلاژن (prokollagen) مي نامند. پس از تجزيه آنزيمی فراگمنتهای مربوطه در دو انتهای N-terminal و C-terminal ، تروپوکلاژن (tropokollagen) ايجاد ميگردد. فراگمنتهای پپتيدی جدا شده را prokollagen typ I N-propeptide(PINP) و يا prokollagen typ I C-propeptide(PICP) مينامند. پس از ايجاد پل، سرانجام از تروپوکلاژن، کلاژن تيپ I حاصل ميگردد.
PINP و PICP وارد جريان خون شده و ميتوان آنرا در سرم و يا پلاسما اندازه گيری نمود. بر اساس نتايج حاصل از پژوهشهای انجام شده ميتوان گفت که PINP از پايداری بيشتری از PICP برخوردار بوده ، ضمن آنکه ارزش تشخيصی آن نيز بهتر است.PINP بدو فرم تری مر (trimer) و مونو مر (monomer) ظاهر ميشود ساختمان تری مر تنها توسط ترکيب غير کوئووالان حفظ ميشود که پايداری آن در مقابل حرارت کم و در درجه حرارت 37 درجه سانتیگراد به مونو مرهای مربوطه تجزيه ميگردد. متد اندازگيری PINP انتخاب شده در آزمايشگاه ما قادر به تشخيص هر دو فرم تری مر و مونو مر ميباشد.
ارزش تشخيصی PINP:
ارتباط نزديک PINP با سرعت ايجاد استخوان سبب شده است که از اين مارکر در مراقبت و کنترل بيماريهایي که با فعال شدن ايجاد استخوان همراه هستند( نظير هيپرپاراتيروئيديسم، بيماری پاژه، پوک استخوانی پس از يائسگی) استفاده شود. در بيماران مبتلا به تومورهای بدخيم، بخصوص کارسينوم پروستات و کارسينوم سينه افزايش PINP دلالت بر متاستاز استخوان دارد. مورد استفاده ديگر PINP کنترل روند درمان ضد جذب استخوان (anti-resorptive therapy) ( نظير Bisphosphonate ) است.
نمونه مورد آزمايش: سرم و يا EDTA – پلاسما (حدود 0,5 ميلی ليتر)
پايداری: 24 ساعت در حرارت 15-25 درجه سانتیگراد و 5 روز در حرارت 2-8 درجه سانتیگراد.
انجام آزمايش: هر روز
مراجع:
1-Ringe JD, Osteporose Pathogenese, Diagnostik und Therapiemölichkeiten, de Gruyter-Verlag, Berlin 1991
2- Brandt J et al., The N- and C-terminal propeptides of human procollagen type I(PINPand PICP): molecular
3- heterogenecity and assay technology, Bone Markers, Editor R. Eastell, 2001