Osteokalcin

Osteokalcin je hormon peptid, ki ga najdemo v kosteh z različnimi funkcijami. Pomembno sodeluje pri presnovi kosti in služi kot marker za različne kostne bolezni v krvi. Ima pa tudi pomembno vlogo pri presnovi ogljikovih hidratov in maščob.

Kaj je osteokalcin?

Osteokalcin je peptidni hormon, ki nastaja v osteoblastih kosti ali odontoblastih zob. Kot del zunajceličnega kostnega matriksa se veže na mineralni hidroksiapatit. Tam je približno en do dva odstotka.

Zaradi vezave na kalcij minerala osteokalcin zavira neinhibicirano mineralizacijo kosti. Kodira ga gen na kromosomu 1q25q31. V raziskavah na miših so mutacije tega gena privedle do povečane mineralizacije kosti in s tem do razvoja bolezni marmornate kosti. To je povzročilo povečano tvorbo kosti in hkrati povečano krhkost. Sinteza hormona je odvisna od presnovka vitamina D kalcitriola (1,25 (OH) 2D3).

Vezava na kalcij je katalizirana z encimom glutamil karboksilazo. Vitamin K deluje kot kofaktor. Osteokalcin deluje kot marker strukture kosti. Iz preživelih neandertalskih kosti je že izolirana. V krvi se meri za diagnostične namene.

Funkcija, učinek in naloge

Osteokalcin izpolnjuje več funkcij v organizmu. Gre za hormon, ki se sintetizira le v osteoblastih kosti ali odontoblastih zob.

Tam bistveno sodeluje pri presnovi kosti. V skeletnem sistemu se nenehno odvijajo procesi gradnje kosti in razgradnje kosti. Če prevladujejo procesi razgradnje kosti, pride do osteoporoze. Kljub temu, da hormon ne preprečuje osteoporoze, vendar deluje kot pomemben marker za nekatere kostne bolezni. Znotraj kosti je njegova naloga omejevanje mineralizacije kosti. Veže se na hidroksiapatit zunajceličnega nekolagena kostnega matriksa. Kosti se normalno razvijejo in dobijo potrebno moč proti zlomov. Matrica vsebuje do dva odstotka. Da se lahko vežemo na kalcijeve atome minerala, je treba najprej odstraniti glutamilne ostanke, ki jih vsebuje osteokalcin, s pomočjo encima.

Ta encim je glutamil karboksilaza, ki pa se aktivira s kofaktornim vitaminom K. Po zadnjih ugotovitvah osteokalcin znižuje tudi krvni sladkor in znižuje maščobe. Znižanje krvnega sladkorja pride na dva načina. Osteokalcin spodbuja sintezo hormonskega insulina neposredno s stimulacijo otočkov Langerhans v trebušni slinavki. Prav tako posredno povečuje učinkovitost inzulina s spodbujanjem hormona adiponektina. V zadnjih letih je bilo ugotovljeno, da [[odpornost na inzulin povzroča zmanjšana proizvodnja adiponektina.

Več maščob je shranjenih v adipocitih, slabša je sinteza adiponektina. To pa posledično zmanjšuje učinkovitost insulina. Poleg tega so poskusi na živalih pokazali, da osteokalcin povečuje izgorevanje maščob. Miške z visoko koncentracijo osteokalcina niso razvile debelosti ali diabetesa. Na podlagi te raziskave bi se lahko pojavili prihodnji pristopi k učinkovitejšemu boju proti debelosti in diabetesu tipa II s pomočjo osteokalcina.

Izobraževanje, pojav, lastnosti in optimalne vrednosti

Kot smo že omenili, se osteokalcin sintetizira v osteoblastih kosti in v odontoblastih zob. Njegova hitrost proizvodnje je odvisna od vitamina K, spodbuja ga vitamin D. Po nastanku ga nato vgrajujemo predvsem kot sestavni del v zunajcelični kostni matriks. Samo tam je stabilna.

V prosti obliki ima le kratek razpolovni čas. V krvni plazmi se na primer polovico razgradi zaradi proteaz, ki jih vsebuje v štirih minutah. Sprošča se med obtokom kosti in pride v kri. Izmerjene koncentracije v krvi in ​​urinu zagotavljajo informacije o presnovni aktivnosti kosti in so zato dober marker za nekatere kostne bolezni.

Bolezni in motnje

Ravni osteokalcina v krvi in ​​urinu so odvisne od številnih dejavnikov. Na splošno so značilne hitrosti kostnega prometa. Med preoblikovanjem kosti se kosti nenehno porušijo in obnovijo.

Ko prevladujejo procesi razgradnje kosti, se kostna gostota dolgoročno zmanjša, krhkost pa se poveča. Seveda se sprošča več snovi, ki sodelujejo pri tvorbi kosti. Sem spada tudi osteokalcin. Visoke vrednosti v krvi vedno pomenijo povečane procese razpada. Previsoka raven osteokalcina v krvi najdemo pri osteoporozi z visoko hitrostjo presnove, hiperparatiroidizmu, kostnih metastaz pri malignih boleznih, Pagetovi bolezni, osteomalaciji, hipertiroidizmu ali ledvični insuficienci. Nizka raven osteokalcina se pojavi pri dolgotrajnem zdravljenju s kortikosteroidi, osteoporozi z nizkim obtokom kosti, revmatoidnim artritisom ali hipoparatiroidizmom. Zlasti osteoporozo lahko povzročijo številni različni vzroki. Zato je kostni promet lahko visok ali nizek.

Vse oblike osteoporoze imajo skupno to, da izguba kosti prevladuje nad strukturo kosti. Hormonske motnje, ki temeljijo na preaktivnem paratiroidnem hormonu, povzročajo, da se raven osteokalcina v krvi močno poveča. Paratiroidni hormon uravnava raven kalcija v krvi z razgradnjo kosti. Nasprotno pa prenizke koncentracije paratiroidnih hormonov vodijo tudi do nizkih vrednosti osteokalcina v krvi. V okviru Pagetove bolezni se v skeletnem sistemu pojavljajo neredni procesi remodeliranja, kar vodi tudi do povečane koncentracije osteokalcina.

Seveda se ob povečani stopnji presnove v primeru prekomerno aktivne ščitnice poveča kostni promet s povečano koncentracijo osteokalcina. Terapija s kortizonom upočasni pretok kosti. Vrednosti krvi so značilne za nekatere bolezni. Vendar določitev osteokalcina zagotavlja le en rezultat v okviru celotne diagnoze.