Osteoporoza to przewlekła choroba metaboliczna, charakteryzująca się postępującym ubytkiem masy kostnej i dezorganizacją struktury przestrzennej kości. Zmiany chorobowe są skutkiem działania szeregu czynników, w tym dziedzicznych. Prawidłowy proces przebudowy kości (ang. bone remodeling) jest wynikiem równowagi pomiędzy osteoklastogenezą i osteoblastogenezą, dwoma podstawowymi procesami, których przebieg kontroluje szereg białek. Proliferacja i różnicowanie osteoklastów przebiega w obecności białek: PU.1, MITF, M-CSF, c-Src, PI-3K, c-Fms, RANK, NFATc1, NFkB i cFos/Fra-1. Aktywowanie fazy resorpcji podczas ciągłej przebudowy kości uzależnione jest od bezpośredniego kontaktu osteoblastów i osteoklastów, w którym pośredniczą m.in. receptory RANK z powierzchni osteoklastów i ligandy RANKL – cytokiny wydzielane przez osteoblasty. Szlak sygnalizacji Wnt i związane z nim białka LRP-5, LRP-6 oraz koreceptory białek Wnt są także zaangażowane w regulację funkcji osteoblastów. Już ponad trzy dziesięciolecia trwa poszukiwanie i identyfikacja genów/alleli predysponujących do fenotypu osteoporozy. Trzy najczęściej badane geny to: VDR, COLIA1 i ER. Wszystkie analizowane geny przyporządkowano do czterech grup czynników biologicznych: cytokin, czynników wzrostowych, białkowych składników macierzy kości oraz hormonów kalcytropowych i ich receptorów. Kolagen typu I to białko fibrylarne, główny składnik macierzy kości, VDR – cytoplazmatyczny receptor witaminy D regulujący ekspresję docelowych genów i podobnie jak ER – receptor estrogenowy, odpowiadający za utrzymanie homeostazy kości. Pomimo nieustalonych jeszcze szczegółowo oddziaływań pomiędzy poszczególnymi allelami genu LRP-5 i ekspresją i/lub funkcją transmembranowego białka LRP-5, sugeruje się ich możliwy wpływ na zmiany wartości parametru BMD oraz stopień ryzyka wystąpienia fenotypu osteoporozy. Z patofizjologią osteoporozy związane są, oprócz polimorficznych postaci genu TGFb-1, także mutacje cytokin prozapalnych IL-1 i IL-6, których synteza związana jest m.in. z poziomem estrogenów u kobiet. Analizowane zmiany struktury pierwszorzędowej genetycznych wyznaczników osteoporozy to m.in. polimorficzne miejsca restrykcyjne BsmI, ApaI, EcoRV, FokI i TaqI genu VDR i ich związek z wartością BMD szyjki kości udowej oraz kośćca całego szkieletu. Szczególne zainteresowanie badaczy budzi polimorfizm Sp1 genu COLIA1, który według niektórych jest wyznacznikiem zmian struktury przestrzennej kości. Inne, badane warianty alleliczne genów-kandydatów związanych z fenotypem osteoporozy są podatne na trawienie enzymami BstI, PvuII i XbaI w genie ER?; polimorficzne miejsce restrykcyjne PvuII genu CD38, a także mutacje genów OSCAR i RUNX2. Pomimo szeregu prowadzonych dotychczas badań nad genetycznym podłożem osteoporozy pojawiło się wiele rozbieżnych wyników. Badania uwzględniające wiele czynników wpływających na fenotyp choroby doprowadzą zapewne do zidentyfikowania molekularnego wyznacznika użytecznego w diagnostyce i leczeniu osteoporozy.