Osteokalcyna

Osteokalcyna to hormon peptydowy występujący w kościach o różnych funkcjach. Ma znaczący udział w metabolizmie kości i służy jako marker różnych chorób kości we krwi. Ale odgrywa również ważną rolę w metabolizmie węglowodanów i tłuszczów.

Co to jest osteokalcyna?

Osteokalcyna to hormon peptydowy, który jest produkowany w osteoblastach kości lub w odontoblastach zębów. Jako część zewnątrzkomórkowej macierzy kostnej wiąże się z mineralnym hydroksyapatytem. Tam jest od jednego do dwóch procent.

Ze względu na wiązanie się z wapniem tego minerału, osteokalcyna hamuje niezhamowaną mineralizację kości. Jest kodowany przez gen na chromosomie 1q25q31. W badaniach na myszach mutacje w tym genie doprowadziły do ​​zwiększonej mineralizacji kości, a tym samym do rozwoju choroby marmurkowej kości. Spowodowało to zwiększone tworzenie kości, a jednocześnie zwiększoną kruchość. Synteza tego hormonu zależy od metabolitu witaminy D kalcytriolu (1,25 (OH) 2D3).

Wiązanie z wapniem jest z kolei katalizowane przez enzym karboksylazę glutamylową. Witamina K działa jako kofaktor. Osteokalcyna pełni rolę markera budowy kości. Został już wyizolowany z zachowanych kości neandertalczyka. Jest mierzony we krwi w celach diagnostycznych.

Funkcja, efekt i zadania

Osteokalcyna pełni w organizmie kilka funkcji. Jest to hormon, który jest syntetyzowany tylko w osteoblastach kości lub w odontoblastach zębów.

Tam ma znaczący udział w metabolizmie kości. W układzie kostnym nieustannie zachodzą procesy budowy i degradacji kości. Jeśli przeważają procesy degradacji kości, pojawia się tak zwana osteoporoza. Chociaż hormon ten nie zapobiega osteoporozie, działa jako ważny marker niektórych chorób kości. W obrębie kości jej zadaniem jest ograniczanie mineralizacji kości. Wiąże się z hydroksyapatytem w zewnątrzkomórkowej niekolagenowej macierzy kostnej. Kości rozwijają się normalnie i otrzymują niezbędną wytrzymałość na złamania. Macierz zawiera do dwóch procent. Aby móc związać się z atomami wapnia minerału, resztę glutamylową zawartą w osteokalcynie należy najpierw usunąć za pomocą enzymu.

Enzym ten to karboksylaza glutamylowa, która z kolei jest aktywowana kofaktorem witaminy K. Według najnowszych ustaleń osteokalcyna obniża także poziom cukru we krwi i redukuje tkankę tłuszczową. Obniżenie poziomu cukru we krwi zachodzi na dwa sposoby. Osteokalcyna bezpośrednio stymuluje syntezę hormonu insuliny poprzez stymulację wysepek Langerhansa w trzustce. Pośrednio zwiększa również skuteczność działania insuliny poprzez stymulację hormonu adiponektyny. W ostatnich latach stwierdzono, że [[insulinooporność jest spowodowana zmniejszoną produkcją adiponektyny.

Im więcej tłuszczu jest przechowywane w adipocytach, tym niższa jest synteza adiponektyny. To z kolei zmniejsza skuteczność insuliny. Ponadto eksperymenty na zwierzętach wykazały, że osteokalcyna przyspiesza spalanie tłuszczu. Myszy z wysokim poziomem osteokalcyny nie rozwinęły otyłości ani cukrzycy. Na podstawie tych badań mogą pojawić się przyszłe podejścia do skuteczniejszego zwalczania otyłości i cukrzycy typu II przy pomocy osteokalcyny.

Edukacja, występowanie, właściwości i optymalne wartości

Jak wspomniano wcześniej, osteokalcyna jest syntetyzowana w osteoblastach kości oraz w odontoblastach zębów. Szybkość jej produkcji zależy od witaminy K i jest stymulowana przez witaminę D. Po jej utworzeniu jest następnie włączana głównie jako składnik do zewnątrzkomórkowej macierzy kostnej. Tylko tam jest stabilnie.

W postaci wolnej ma tylko krótki okres półtrwania. Na przykład w osoczu krwi jest w połowie rozkładany przez zawarte w nim proteazy w ciągu czterech minut. Uwalniany jest podczas przemiany kostnej i dostaje się do krwi. Zmierzone stężenia we krwi i moczu dostarczają informacji o aktywności metabolicznej kości i dlatego są dobrym markerem niektórych chorób kości.

Choroby i zaburzenia

Poziom osteokalcyny we krwi i moczu zależy od wielu czynników. Na ogół charakteryzują szybkość obrotu kostnego. Podczas przemiany kostnej kości są nieustannie łamane i odbudowywane.

Kiedy dominują procesy degradacji kości, gęstość kości zmniejsza się w dłuższej perspektywie, a kruchość wzrasta. Oczywiście uwalnia się więcej substancji, które biorą udział w tworzeniu kości. Dotyczy to również osteokalcyny. Wysokie wartości we krwi zawsze oznaczają wzmożone procesy rozpadu. Zbyt wysokie stężenie osteokalcyny we krwi stwierdza się w osteoporozie z wysokim tempem metabolizmu, nadczynności przytarczyc, przerzutach do kości w nowotworach złośliwych, chorobie Pageta, osteomalacji, nadczynności tarczycy lub niewydolności nerek. Niski poziom osteokalcyny występuje podczas długotrwałej terapii kortykosteroidami, osteoporozy z niskim obrotem kostnym, reumatoidalnym zapaleniem stawów lub niedoczynnością przytarczyc. W szczególności osteoporoza może być spowodowana wieloma różnymi przyczynami. Dlatego obrót kostny może być wysoki lub niski.

Cechą wspólną wszystkich form osteoporozy jest to, że utrata masy kostnej przeważa nad strukturą kostną. Zaburzenia hormonalne związane z nadczynnością parathormonu powodują gwałtowny wzrost poziomu osteokalcyny we krwi. Hormon przytarczyc reguluje poziom wapnia we krwi, rozkładając kości. I odwrotnie, zbyt niskie stężenia parathormonu również prowadzą do niskich wartości osteokalcyny we krwi. W kontekście choroby Pageta w układzie kostnym zachodzą nieregularne procesy przebudowy, co również prowadzi do wzrostu stężenia osteokalcyny.

Oczywiście, przy ogólnie zwiększonym tempie metabolizmu w kontekście nadczynności tarczycy, obrót kostny wzrasta wraz ze wzrostem poziomu osteokalcyny. Terapia kortyzonem spowalnia obrót kostny. Wartości krwi są typowe dla niektórych chorób. Jednak oznaczenie osteokalcyny daje tylko jeden wynik w kontekście ogólnej diagnozy.