остеокальцина

остеокальцина представляет собой пептидный гормон, обнаруженный в костях и выполняющий различные функции. Он в значительной степени участвует в метаболизме костей и служит маркером различных заболеваний костей в крови. Но он также играет важную роль в метаболизме углеводов и жиров.

Что такое остеокальцин?

Остеокальцин - это пептидный гормон, который вырабатывается остеобластами костей или одонтобластами зубов. Как часть внеклеточного костного матрикса, он связывается с минералом гидроксиапатитом. Там примерно один-два процента.

Из-за связывания с кальцием минерала остеокальцин подавляет неконтролируемую минерализацию кости. Он кодируется геном на хромосоме 1q25q31. В исследованиях на мышах мутации в этом гене привели к повышенной минерализации костей и, как следствие, к развитию болезни мраморных костей. Это привело к усилению костеобразования и, в то же время, к повышенной хрупкости. Синтез гормона зависит от метаболита витамина D кальцитриола (1,25 (OH) 2D3).

Связывание с кальцием, в свою очередь, катализируется ферментом глутамилкарбоксилазой. Витамин К действует как кофактор. Остеокальцин действует как маркер костной структуры. Он уже был выделен из уцелевших костей неандертальцев. Он измеряется в крови в диагностических целях.

Функция, эффект и задачи

Остеокальцин выполняет в организме несколько функций. Это гормон, который синтезируется только в остеобластах костей или одонтобластах зубов.

Там он значительно участвует в метаболизме костей. В скелетной системе постоянно происходят процессы костеобразования и разрушения костей. Если преобладают процессы разрушения костей, возникает так называемый остеопороз. Хотя гормон не предотвращает остеопороз, он действует как важный маркер некоторых заболеваний костей. Внутри кости его задача - ограничить минерализацию костей. Он связывается с гидроксиапатитом внеклеточного неколлагенового костного матрикса. Кости развиваются нормально и обладают необходимой прочностью против переломов. В матрице содержится до двух процентов. Чтобы иметь возможность связываться с атомами кальция минерала, остатки глутамила, содержащиеся в остеокальцине, должны быть сначала удалены с помощью фермента.

Этот фермент - глутамилкарбоксилаза, которая, в свою очередь, активируется кофактором витамина К. Согласно последним данным, остеокальцин также снижает уровень сахара в крови и уменьшает жир. Снижение уровня сахара в крови происходит двумя способами. Остеокальцин напрямую стимулирует синтез гормона инсулина, стимулируя островки Лангерганса в поджелудочной железе. Он также косвенно увеличивает эффективность инсулина, стимулируя выработку гормона адипонектина. В последние годы было обнаружено, что резистентность к инсулину вызывается снижением выработки адипонектина.

Чем больше жира хранится в адипоцитах, тем ниже синтез адипонектина. Это, в свою очередь, снижает эффективность инсулина. Кроме того, эксперименты на животных показали, что остеокальцин способствует сжиганию жира. У мышей с высоким уровнем остеокальцина не развилось ожирение или диабет. На основе этого исследования могут появиться будущие подходы к более эффективной борьбе с ожирением и диабетом II типа с помощью остеокальцина.

Образование, возникновение, свойства и оптимальные значения

Как упоминалось ранее, остеокальцин синтезируется в остеобластах костей и одонтобластах зубов. Скорость его выработки зависит от витамина К и стимулируется витамином D. После образования он в основном включается в качестве компонента внеклеточного костного матрикса. Только там он стабильный.

В свободном виде он имеет короткий период полураспада. Например, в плазме крови он наполовину расщепляется протеазами, которые он содержит, в течение четырех минут. Он выделяется во время обновления костей и попадает в кровь. Измеренные концентрации в крови и моче предоставляют информацию о метаболической активности костей и, следовательно, являются хорошим маркером некоторых заболеваний костей.

Заболевания и расстройства

Уровни остеокальцина в крови и моче зависят от многих факторов. В целом они характеризуют скорость обновления костной ткани. Во время обновления костей кости постоянно ломаются и восстанавливаются.

Когда преобладают процессы разрушения костей, плотность кости в долгосрочной перспективе снижается, а хрупкость увеличивается. Конечно, выделяется больше веществ, участвующих в формировании костей. Сюда также входит остеокальцин. Высокие значения в крови всегда означают усиление процессов распада. Слишком высокие уровни остеокальцина в крови обнаруживаются при остеопорозе с высоким уровнем метаболизма, гиперпаратиреозе, метастазах в кости при злокачественных новообразованиях, болезни Педжета, остеомаляции, гипертиреозе или почечной недостаточности. Низкие уровни остеокальцина возникают при длительной терапии кортикостероидами, остеопорозе с низким метаболизмом костной ткани, ревматоидном артрите или гипопаратиреозе. В частности, остеопороз может быть вызван множеством разных причин. Следовательно, метаболизм кости может быть высоким или низким.

Что общего у всех форм остеопороза, так это то, что потеря костной массы преобладает над структурой кости. Гормональные нарушения, связанные с гиперактивным паратиреоидным гормоном, вызывают резкое повышение уровня остеокальцина в крови. Гормон паращитовидной железы регулирует уровень кальция в крови, разрушая кости. И наоборот, слишком низкие концентрации паратироидного гормона также приводят к низким уровням остеокальцина в крови. В контексте болезни Педжета в скелетной системе происходят нерегулярные процессы ремоделирования, что также приводит к увеличению концентрации остеокальцина.

Конечно, при общем повышении скорости метаболизма в контексте сверхактивной щитовидной железы метаболизм в костях увеличивается с повышением уровня остеокальцина. Терапия кортизоном замедляет метаболизм костей. Показатели крови характерны для определенных заболеваний. Однако определение остеокальцина дает только один результат в контексте общего диагноза.