Остеокальцин

Остеокальцин являє собою пептидний гормон, який знаходиться в кістках з різними функціями. Він значно бере участь в обміні кісток і служить маркером для різних захворювань кісток у крові. Але він також відіграє головну роль у метаболізмі вуглеводів і жирів.

Що таке остеокальцин?

Остеокальцин - пептидний гормон, який виробляється в остеобластах кісток або одонтобластах зубів. У складі позаклітинного кісткового матриксу він зв’язується з мінеральним гідроксиапатитом. Там це приблизно один-два відсотки.

Завдяки зв’язуванню з кальцієм мінералу остеокальцин гальмує незахищену мінералізацію кістки. Він кодується геном на хромосомі 1q25q31. У дослідженнях на мишах мутації цього гена призводили до посилення мінералізації кісток і, отже, до розвитку мармурової хвороби кісток. Це призвело до збільшення утворення кісток і, в той же час, підвищення крихкості. Синтез гормону залежить від кальцитріолу метаболіту вітаміну D (1,25 (OH) 2D3).

Зв'язування з кальцієм, у свою чергу, каталізується ферментом глутаміл карбоксилази. Вітамін К діє як кофактор. Остеокальцин виступає маркером кісткової структури. Його вже виділили із збережених кісток неандертальця. Він вимірюється в крові для діагностичних цілей.

Функція, ефект та завдання

Остеокальцин виконує кілька функцій в організмі. Це гормон, який синтезується лише в остеобластах кісток або одонтобластах зубів.

Там він істотно бере участь у метаболізмі кісток. Процеси нарощування кісток і руйнування кісток постійно відбуваються всередині скелетної системи. Якщо переважають процеси руйнування кісток, відбувається остеопороз. Хоча гормон не запобігає остеопорозу, він діє як важливий маркер певних захворювань кісток. У межах кістки її завдання полягає у обмеженні мінералізації кісток. Він зв’язується з гідроксиапатитом позаклітинного не колагенного кісткового матриксу. Кістки розвиваються нормально і отримують необхідну силу проти переломів. Матриця містить до двох відсотків. Для того, щоб мати можливість зв’язатися з атомами кальцію мінералу, залишки глутамілу, що містяться в остеокальцині, слід спочатку видалити за допомогою ферменту.

Цей фермент - глутаміл карбоксилаза, яка в свою чергу активується кофактором вітаміну К. За останніми висновками, остеокальцин також знижує рівень цукру в крові та знижує жир. Зниження цукру в крові відбувається двома способами. Остеокальцин стимулює синтез гормону інсуліну безпосередньо, стимулюючи "острівці Лангерганса" в підшлунковій залозі. Це також опосередковано підвищує ефективність інсуліну, стимулюючи гормон адипонектин. В останні роки було встановлено, що [[резистентність до інсуліну викликається зменшенням вироблення адипонектину.

Чим більше жиру зберігається в адипоцитах, тим нижчий синтез адипонектину. Це в свою чергу знижує ефективність інсуліну. Крім того, експерименти з тваринами показали, що остеокальцин підсилює спалювання жиру. У мишей з високим рівнем остеокальцину не розвивалося ожиріння або діабет. На основі цього дослідження можливі майбутні підходи до ефективнішої боротьби з ожирінням та діабетом II типу за допомогою остеокальцину.

Освіта, виникнення, властивості та оптимальні значення

Як було сказано раніше, остеокальцин синтезується в остеобластах кісток і в одонтобластах зубів. Його виробнича швидкість залежить від вітаміну К і стимулюється вітаміном D. Після його утворення він в основному включається як компонент у позаклітинний кістковий матрикс. Тільки там він стабільний.

У вільній формі він має лише короткий період напіввиведення. Наприклад, у плазмі крові вона наполовину розщеплюється протеазами, які вона містить протягом чотирьох хвилин. Він вивільняється під час обороту кісток і потрапляє в кров. Вимірені концентрації в крові та сечі дають інформацію про метаболічну активність кісток і тому є хорошим маркером для певних захворювань кісток.

Хвороби та розлади

Рівень остеокальцину в крові та сечі залежить від багатьох факторів. Взагалі вони характеризують швидкість обороту кісток. Під час обороту кісток кістки постійно руйнуються і перебудовуються.

Коли переважають процеси руйнування кісток, тривалість кісткової тканини зменшується в довгостроковій перспективі, а крихкість збільшується. Звичайно, виділяється більше речовин, які беруть участь у формуванні кісток. Сюди також відноситься остеокальцин. Високі значення в крові завжди означають посилення процесів розпаду. Занадто високий рівень остеокальцину в крові виявляється при остеопорозі з високою швидкістю обміну речовин, гіперпаратиреозі, кісткових метастазах при злоякісних новоутвореннях, хворобі Педжета, остеомаляції, гіпертиреозі або нирковій недостатності. Низький рівень остеокальцину виникає при тривалій терапії кортикостероїдами, остеопорозі з низьким рухом кісток, ревматоїдним артритом або гіпопаратиреозом. Зокрема, остеопороз може бути викликаний багатьма різними причинами. Тому оборот кісток може бути високим або низьким.

У всіх формах остеопорозу є спільне те, що втрата кісток переважає над кістковою структурою. Гормональні порушення, засновані на надактивному гормоні паращитовидної залози, викликають різке підвищення рівня остеокальцину в крові. Гормон паращитовидної залози регулює рівень кальцію в крові, руйнуючи кістки. І навпаки, занадто низькі концентрації паратиреоїдних гормонів також призводять до низьких значень остеокальцину в крові. В умовах хвороби Педжета в скелетній системі відбуваються нерегулярні процеси ремоделювання, що також призводить до підвищення концентрації остеокальцину.

Звичайно, при загальному збільшенні швидкості метаболізму в умовах надактивної щитовидної залози оборотність кісток збільшується зі збільшенням рівня остеокальцину. Терапія кортизоном уповільнює рух кісток. Значення крові характерні для певних захворювань. Однак визначення остеокальцину дає лише один результат у контексті загальної діагностики.