Osteokalcin: delovanje in bolezni

Osteokalcin je peptidni hormon, ki ga najdemo v kosti z različnimi funkcijami. Pomembno sodeluje pri presnovi kosti in služi kot označevalec različnih bolezni kosti v kri. Ima pa glavno vlogo tudi pri ogljikovih hidratih oz presnova maščob.

Kaj je osteokalcin?

Osteokalcin je peptidni hormon, ki se proizvaja v osteoblastih kosti ali odontoblastih zob. Kot del zunajceličnega kostnega matriksa se veže na mineral hidroksiapatit. Tam je prisoten v približno enem do dveh odstotkih. Zaradi njegove vezave na kalcij minerala, osteokalcin zavira nemoteno mineralizacijo kosti. Kodiran je z gen na kromosomu 1q25q31. V študijah na miših, mutacije tega gen je privedlo do povečane mineralizacije kosti in s tem do razvoja bolezen marmornatih kosti. To je povzročilo povečano tvorbo kosti s sočasno povečano krhkostjo. Sinteza hormona je odvisna od vitamin D metabolit kalcitriol (1,25 (OH) 2D3). Vezava na kalcij je nato kataliziran s pomočjo encima glutamil karboksilaze. Vitamin K v tem procesu deluje kot kofaktor. Osteokalcin deluje kot označevalec tvorbe kosti. Že je bil izoliran iz ohranjenega neandertalca kosti. Za diagnostične namene se meri v kri.

Funkcija, učinki in vloge

Osteokalcin ima več funkcij v organizmu. Je hormon, ki se sintetizira le v osteoblastih kosti ali odontoblasti zob. Tam je bistveno vključen v presnovo kosti. V skeletnem sistemu neprestano potekajo procesi gradnje in razgradnje kosti. Kadar prevladujejo procesi resorpcije kosti, osteoporoza pojavi. Čeprav hormon ne preprečuje osteoporoza, deluje kot pomemben označevalec nekaterih bolezni kosti. Znotraj kosti ima nalogo omejiti mineralizacijo kosti. Pri tem se veže na hidroksiapatit zunajceličnega nekolagenega kostnega matriksa. Kosti se normalno oblikujejo in dobijo potrebno moč proti zlomom. V matrici je prisoten do dva odstotka. Vendar, da bi se vezal na kalcij atomi minerala, je treba najprej s pomočjo encima odstraniti ostanke glutamila, ki jih vsebuje osteokalcin. Ta encim je glutamil karboksilaza, ki jo nato aktivira kofaktor vitamin K. Encim je znan tudi kot osteokalcin. Po zadnjih ugotovitvah ima osteokalcin tudi kri sladkorja-zmanjševanje in zmanjševanje maščob. Znižanje krvni sladkor se pojavlja na dva načina. Osteokalcin spodbuja sintezo hormona insulina neposredno s stimulacijo "Langerhansovih otočkov" trebušne slinavke. Poleg tega se tudi poveča insulina učinkovitost posredno s stimulacijo hormona adiponektina. V zadnjih letih je bilo ugotovljeno, da [[insulina odpornost povzroča zmanjšana proizvodnja adiponektina. Več maščobe je shranjenih v adipocitih, nižja je sinteza adiponektina. To pa zmanjša učinkovitost insulina. Poleg tega je bilo v študijah na živalih tudi ugotovljeno, da osteokalcin poveča izgorevanje maščob. Miši z visoko koncentracijo osteokalcina se niso razvile debelost or sladkorna bolezen. Na podlagi te raziskave se lahko pojavijo prihodnji pristopi za učinkovitejši boj debelost in tip II sladkorna bolezen s pomočjo osteokalcina.

Nastanek, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Kot smo že omenili, se osteokalcin sintetizira v osteoblastih kosti in v odontoblastih zob. Njegova stopnja proizvodnje je odvisna od vitamin K in ga stimulira vitamin D. Po nastanku se nato vključi predvsem kot komponenta v zunajcelični kostni matriks. Le tam je stabilno. V prosti obliki ima le kratek razpolovni čas. Na primer, v krvni plazmi se v štirih minutah razgradi za polovico s tam zadržanimi proteazami. Sprosti se med preoblikovanjem kosti in pri tem vstopi v kri. Izmerjene koncentracije v krvi in ​​urinu dajejo informacije o presnovni aktivnosti kosti in so zato dober pokazatelj nekaterih bolezni kosti.

Bolezni in motnje

Raven osteokalcina v krvi in ​​urinu je odvisna od številnih dejavnikov. Zelo splošno opisujejo stopnjo predelave kosti. Med prenovo kosti se kost nenehno razgrajuje in obnavlja. Če prevladujejo procesi resorpcije kosti, kostna gostota dolgoročno zmanjšuje in krhkost narašča. Seveda to povzroči tudi večje sproščanje snovi, ki sodelujejo pri tvorbi kosti. Sem spada tudi osteokalcin. Visoke koncentracije v krvi vedno pomenijo povečane procese razgradnje. Najvišjo koncentracijo osteokalcina v krvi najdemo v osteoporoza z visoko stopnjo presnove, hiperparatiroidizem, kost metastaze pri malignih boleznih, Pagetova bolezen, osteomalacija, hipertiroidizem or ledvična insuficienca. Prenizke ravni osteokalcina se pojavijo pri dolgotrajnem kortizon terapija, osteoporoza z nizko predelavo kosti, revmatoidna artritisali hipoparatiroidizem. Zlasti osteoporozo lahko povzroči veliko različnih stvari. Zato je preoblikovanje kosti lahko veliko ali majhno. Skupno vsem oblike osteoporoze je, da resorpcija kosti odtehta tvorbo kosti. Hormonske motnje na podlagi prekomerne aktivnosti parathormona povzroči, da se raven osteokalcina v krvi močno poveča. Paratiroidni hormon uravnava raven kalcija v krvi z razgradnjo kosti. Nasprotno pa prenizko obščitnični hormon koncentracije vodi do nizke ravni osteokalcina v krvi. V Pagetova bolezen, v skeletnem sistemu se pojavijo neredni procesi preoblikovanja, kar vodi tudi do povečanih koncentracij osteokalcina. Seveda s splošno povečano hitrostjo presnove v kontekstu hipertiroidizem, kostni promet se poveča tudi s povečanjem ravni osteokalcina. Kortizon terapija upočasni preoblikovanje kosti. Vrednosti v krvi so značilne za nekatere bolezni. Vendar pa določitev osteokalcina ponuja le eno ugotovitev kot del celotne diagnoze.