Остеокалцинът

Остеокалцинът е пептиден хормон, който се намира в костите с различни функции. Той участва значително в метаболизма на костите и служи като маркер за различни костни заболявания в кръвта. Но той също играе основна роля в метаболизма на въглехидратите и мазнините.

Какво е остеокалцин?

Остеокалцинът е пептиден хормон, който се произвежда в остеобластите на костите или одонтобластите на зъбите. Като част от извънклетъчната костна матрица се свързва с минералния хидроксиапатит. Там тя е около един до два процента.

Благодарение на свързването с калция на минерала, остеокалцинът инхибира незадържаната минерализация на костта. Той е кодиран от ген на хромозома 1q25q31. В проучвания върху мишки, мутациите в този ген доведоха до повишена минерализация на костите и по този начин до развитие на мраморна костна болест. Това доведе до засилено образуване на кост и в същото време повишена крехкост. Синтезът на хормона зависи от витамин D метаболит калцитриол (1,25 (OH) 2D3).

Свързването с калция от своя страна се катализира от ензима глутамил карбоксилаза. Витамин К действа като кофактор. Остеокалцинът действа като маркер на костната структура. Той вече е изолиран от оцелели неандерталски кости. Измерва се в кръвта за диагностични цели.

Функция, ефект и задачи

Остеокалцинът изпълнява няколко функции в организма. Това е хормон, който се синтезира само в остеобластите на костите или одонтобластите на зъбите.

Там той участва значително в метаболизма на костите. Процесите на изграждане на кости и разграждане на костите непрекъснато протичат в скелетната система. Ако преобладават процесите на разграждане на костите, възниква онова, което е известно като остеопороза. Докато хормонът не предотвратява остеопорозата, той действа като важен маркер за определени костни заболявания. В рамките на костта неговата задача е да ограничава минерализацията на костите. Той се свързва с хидроксиапатита на извънклетъчната не колагенозна костна матрица. Костите се развиват нормално и им се дава необходимата сила срещу фрактури. Матрицата съдържа до два процента. За да може да се свърже с калциевите атоми на минерала, глутамиловите остатъци, съдържащи се в остеокалцина, трябва първо да бъдат отстранени с помощта на ензим.

Този ензим е глутамил карбоксилаза, която от своя страна се активира с кофакторния витамин К. Според последните открития, остеокалцинът също понижава кръвната захар и намалява мазнините. Понижаването на кръвната захар става по два начина. Остеокалцинът стимулира директно синтеза на хормона инсулин чрез стимулиране на островчетата на Лангерханс в панкреаса. Освен това косвено повишава ефективността на инсулина, като стимулира хормона адипонектин. През последните години беше установено, че [[инсулиновата резистентност се причинява от намаленото производство на адипонектин.

Колкото повече мазнини се съхраняват в адипоцитите, толкова по-ниска е синтезата на адипонектин. Това от своя страна намалява ефективността на инсулина. Освен това експериментите с животни показват, че остеокалцинът засилва изгарянето на мазнини. Мишките с високи нива на остеокалцин не развиват затлъстяване или диабет. Въз основа на това изследване могат да се появят бъдещи подходи за по-ефективна борба със затлъстяването и диабет тип II с помощта на остеокалцин.

Образование, възникване, свойства и оптимални стойности

Както бе споменато по-рано, остеокалцинът се синтезира в остеобластите на костите и в одонтобластите на зъбите. Производствената му стойност зависи от витамин К и се стимулира от витамин D. След неговото образуване той се включва главно като компонент в извънклетъчната костна матрица. Само там е стабилен.

В свободна форма той има само кратък полуживот. В кръвната плазма например тя се разгражда наполовина от протеазите, които съдържа в рамките на четири минути. Той се освобождава по време на костния оборот и попада в кръвта. Измерените концентрации в кръв и урина дават информация за метаболитната активност на костите и следователно са добър маркер за определени костни заболявания.

Болести и разстройства

Нивата на остеокалцин в кръвта и урината зависят от много фактори. Като цяло те характеризират скоростта на костна оборот. По време на оборота на костите костите постоянно се разграждат и възстановяват.

Когато преобладават процесите на разграждане на костите, костната плътност намалява в дългосрочен план и чупливостта се увеличава. Разбира се, се отделят повече вещества, които участват в образуването на костите. Това включва и остеокалцин. Високите стойности в кръвта винаги означават засилени процеси на разпадане. Твърде високи нива на остеокалцин в кръвта се откриват при остеопороза с висока метаболитна скорост, хиперпаратиреоидизъм, костни метастази при злокачествени заболявания, болест на Пейдж, остеомалация, хипертиреоидизъм или бъбречна недостатъчност. Ниските нива на остеокалцин се появяват при продължителна терапия с кортикостероиди, остеопороза с нисък оборот на костите, ревматоиден артрит или хипопаратиреоидизъм. По-специално остеопорозата може да бъде причинена от много различни причини. Следователно, костният оборот може да бъде голям или нисък.

Това, което всички форми на остеопороза имат общо е, че костната загуба преобладава над костната структура. Хормоналните нарушения, базирани на свръхактивен паратиреоиден хормон, причиняват рязко покачване на нивата на остеокалцин в кръвта. Паращитовидният хормон регулира нивото на калций в кръвта, като разгражда костите. Обратно, твърде ниските концентрации на паращитовидните хормони също водят до ниски стойности на остеокалцин в кръвта. В контекста на болестта на Педжет, в скелетната система протичат нередовни процеси на ремоделиране, което също води до повишени концентрации на остеокалцин.

Разбира се, при общо повишени скорости на метаболизма в условията на свръхактивна щитовидна жлеза, костният оборот се увеличава с повишени нива на остеокалцин. Кортизоновата терапия забавя костния оборот. Стойностите на кръвта са характерни за определени заболявания. Определянето на остеокалцина обаче дава само един резултат в контекста на цялостната диагноза.