Остеокалцинът е пептиден хормон, открит в костите с различни функции. Той участва значително в метаболизма на костите и служи като маркер за различни костни заболявания в кръв. Той обаче играе основна роля и във въглехидратите или метаболизъм на мазнините.
Какво е остеокалцин?
Остеокалцинът е пептиден хормон, произведен в остеобластите на костите или одонтобластите на зъбите. Като част от извънклетъчния костен матрикс, той се свързва с минерала хидроксиапатит. Там той присъства приблизително от един до два процента. Поради свързването му с калций от минерала, остеокалцин инхибира неинхибираната минерализация на костите. Той се кодира от ген на хромозома 1q25q31. В проучвания върху мишки, мутации на това ген доведе до повишена минерализация на костите и по този начин до развитие на мраморна костна болест. Това доведе до повишено образуване на кости и съпътстващо повишена чупливост. Синтезът на хормона зависи от витамин D метаболит калцитриол (1,25 (OH) 2D3). Обвързване с калций от своя страна се катализира с помощта на ензима глутамил карбоксилаза. Витамин К действа като кофактор в този процес. Остеокалцинът действа като маркер за образуването на кости. Вече е изолиран от запазен неандерталец кости. За диагностични цели се измерва в кръв.
Функция, ефекти и роли
Остеокалцинът изпълнява няколко функции в организма. Това е хормон, който се синтезира само в остеобластите на кости или одонтобластите на зъбите. Там той участва значително в метаболизма на костите. В рамките на костната система непрекъснато протичат процеси на изграждане на костите и деградация на костите. Когато преобладават процесите на костна резорбция, остеопороза настъпва. Въпреки че хормонът не предотвратява остеопороза, той функционира като важен маркер за някои костни заболявания. В рамките на костта тя има за задача да ограничи минерализацията на кости. По този начин той се свързва с хидроксиапатита на извънклетъчния неколагенен костен матрикс. Костите се образуват нормално и получават необходимото сила срещу фрактури. Той присъства в матрицата до два процента. Въпреки това, за да се свържете с калций атоми на минерала, глутамиловите остатъци, съдържащи се в остеокалцин, първо трябва да бъдат отстранени с помощта на ензим. Този ензим е глутамил карбоксилаза, която от своя страна се активира от кофактора витамин К. Ензимът е известен още като остеокалцин. Според последните открития остеокалцинът също има кръв захар-понижаващ и намаляващ мазнините ефект. Понижаването на кръвна захар възниква по два начина. Остеокалцинът стимулира синтеза на хормона инсулин директно чрез стимулиране на „островчетата на Лангерханс“ на панкреаса. Освен това тя също се увеличава инсулин ефикасност индиректно чрез стимулиране на хормона адипонектин. През последните години беше установено, че [[инсулин резистентността се причинява от намалено производство на адипонектин. Колкото повече мазнини се съхраняват в адипоцитите, толкова по-нисък е синтезът на адипонектин. Това от своя страна намалява ефективността на инсулина. Освен това при проучвания върху животни е установено, че остеокалцинът повишава изгаряне на мазнините. Мишки с високи нива на остеокалцин не се развиват затлъстяване or диабет. Въз основа на това изследване могат да се появят бъдещи подходи за по-ефективна борба затлъстяване и тип II диабет с помощта на остеокалцин.
Образуване, поява, свойства и оптимални стойности
Както бе споменато по-горе, остеокалцинът се синтезира в остеобластите на костите и в одонтобластите на зъбите. Производителността му зависи от витамин К и се стимулира от витамин D. След образуването си той се включва главно като компонент в извънклетъчния костен матрикс. Само там е стабилно. В свободна форма има само кратък полуживот. В кръвната плазма например тя се разгражда наполовина в рамките на четири минути от съдържащите се там протеази. Той се освобождава по време на костния обмен и постъпва в кръвта в процеса. Измерените концентрации в кръвта и урината предоставят информация за метаболитната активност на костите и следователно са добър маркер за някои костни заболявания.
Болести и разстройства
Нивата на остеокалцин в кръвта и урината зависят от много фактори. Най-общо казано, те характеризират скоростта на костен обмен. По време на костния обмен костта постоянно се разгражда и възстановява. Ако преобладават костните резорбционни процеси, костната плътност намалява в дългосрочен план и крехкостта се увеличава. Естествено, това води и до повишено отделяне на вещества, които участват в образуването на костите. Това включва и остеокалцин. Високите нива в кръвта винаги означават засилени процеси на разграждане. Открити са твърде високи нива на остеокалцин в кръвта остеопороза с висока скорост на метаболизма, хиперпаратиреоидизъм, костен метастази при злокачествени заболявания, Болест на Пейдж, остеомалация, хипертиреоидизъм or бъбречна недостатъчност. Твърде ниските нива на остеокалцин се появяват при продължителни кортизон притежава, остеопороза с нисък костен обмен, ревматоиден артритили хипопаратиреоидизъм. По-специално остеопорозата може да бъде причинена от много различни неща. Следователно костният обмен може да бъде висок или нисък. Общо за всички форми на остеопороза е, че костната резорбция надвишава образуването на кост. Хормонални нарушения въз основа на свръхактивността на паратормона причиняват рязко покачване на нивата на остеокалцин в кръвта. Паратиреоиден хормон регулира нивата на калций в кръвта чрез разграждане на костите. И обратно, твърде ниско паратиреоиден хормон концентрации също олово до ниски нива на остеокалцин в кръвта. В Болест на Пейдж, в костната система възникват нередовни процеси на ремоделиране, което също води до повишени концентрации на остеокалцин. Разбира се, с общо повишени метаболитни нива в контекста на хипертиреоидизъм, костният обмен също се увеличава с повишени нива на остеокалцин. кортизон притежава забавя костния обмен. Кръвните стойности са типични за определени заболявания. Определянето на остеокалцин обаче предоставя само една находка като част от цялостната диагноза.
