osteokalcin je hormon peptida koji se nalazi u kostima s različitim funkcijama. Značajno je uključen u metabolizam kostiju i služi kao marker za razne koštane bolesti u krvi. Ali ona također igra veliku ulogu u metabolizmu ugljikohidrata i masti.
Što je osteokalcin?
Osteokalcin je peptidni hormon koji se proizvodi u osteoblastima kostiju ili odontoblastima zuba. Kao dio ekstracelularnog koštanog matriksa veže se na mineral hidroksiapatit. Tamo je oko jedan do dva posto.
Zbog vezanja minerala kalcij, osteokalcin inhibira neinhibiranu mineralizaciju kostiju. Kodiran je genom na kromosomu 1q25q31. U istraživanjima na miševima, mutacije u ovom genu dovele su do povećane mineralizacije kostiju i tako do razvoja mramorne koštane bolesti. To je rezultiralo povećanom tvorbom kostiju i istodobno povećanom krhkošću. Sinteza hormona ovisi o metabolitu vitamina D kalcitriolu (1,25 (OH) 2D3).
Vezanje na kalcij zauzvrat katalizira enzim glutamil karboksilaza. Vitamin K djeluje kao kofaktor. Osteokalcin djeluje kao marker koštane strukture. Već je izoliran od preživjelih neandertalskih kostiju. Mjeri se u krvi za dijagnostičke svrhe.
Funkcija, efekt i zadaće
Osteokalcin ispunjava nekoliko funkcija u organizmu. To je hormon koji se sintetizira samo u osteoblastima kostiju ili odontoblastima zuba.
Tamo značajno sudjeluje u metabolizmu kostiju. U skeletnom sustavu neprestano se odvijaju procesi izgradnje kostiju i razgradnje kostiju. Ako prevladavaju procesi razgradnje kostiju, javlja se osteoporoza. Iako hormon ne sprečava osteoporozu, on djeluje kao važan marker za određene bolesti kostiju. Unutar kostiju njegov je zadatak ograničiti mineralizaciju kostiju. Veže se na hidroksiapatit vanćelijskog nekolagenastog koštanog matriksa. Kosti se normalno razvijaju i daju im potrebnu snagu protiv lomova. Matrica sadrži do dva posto. Da bi se mogli vezati na kalcijeve atome minerala, glutamilni ostaci sadržani u osteokalcinu najprije se moraju ukloniti uz pomoć enzima.
Ovaj enzim je glutamil karboksilaza koja se zauzvrat aktivira kofaktornim vitaminom K. Prema posljednjim saznanjima, osteokalcin također snižava šećer u krvi i smanjuje masnoću. Do snižavanja šećera u krvi dolazi na dva načina. Osteokalcin stimulira sintezu hormonskog inzulina izravno stimulirajući otočiće Langerhansa u gušterači. Također neizravno povećava učinkovitost inzulina stimuliranjem hormona adiponektina. Posljednjih godina otkriveno je da [[inzulinsku rezistenciju uzrokuje smanjena proizvodnja adiponektina.
Što se više masti skladišti u adipocitima, to je niža sinteza adiponektina. To zauzvrat smanjuje učinkovitost inzulina. Osim toga, pokusi na životinjama pokazali su da osteokalcin pojačava sagorijevanje masti. Miševi s visokom razinom osteokalcina nisu razvili pretilost ili dijabetes. Na temelju ovog istraživanja mogli bi se pojaviti budući pristupi za učinkovitiju borbu protiv pretilosti i dijabetesa tipa II uz pomoć osteokalcina.
Obrazovanje, pojava, svojstva i optimalne vrijednosti
Kao što je ranije spomenuto, osteokalcin se sintetizira u osteoblastima kostiju i u odontoblastima zuba. Njegova brzina proizvodnje ovisi o vitaminu K, a stimulira ga vitamin D. Nakon formiranja on se uglavnom ugrađuje kao komponenta u izvanćelijski koštani matriks. Samo tamo je stabilna.
U slobodnom obliku ima samo kratak poluživot. Na primjer, u krvnoj plazmi ona se razgradi na polovinu proteazama koje sadrži u roku od četiri minute. Oslobađa se tijekom nakupljanja kostiju i ulazi u krv. Izmjerene koncentracije u krvi i urinu daju podatke o metaboličkoj aktivnosti kostiju i stoga su dobar marker za određene koštane bolesti.
Bolesti i poremećaji
Razine osteokalcina u krvi i urinu ovise o mnogim čimbenicima. Općenito, oni karakteriziraju brzinu prometa kostiju. Tijekom prometa kostiju kosti se neprestano razgrađuju i obnavljaju.
Kada prevladavaju procesi razgradnje kosti, dugoročno se smanjuje gustoća kostiju i povećava se krhkost. Naravno, oslobađa se više tvari koje sudjeluju u stvaranju kostiju. To uključuje i osteokalcin. Visoke vrijednosti u krvi uvijek znače povećane procese raspada. Previsoka razina osteokalcina u krvi pronađena je kod osteoporoze s velikom metaboličkom stopom, hiperparatiroidizma, koštanih metastaza u malignim bolestima, Pagetove bolesti, osteomalacije, hipertireoze ili bubrežne insuficijencije. Niske razine osteokalcina javljaju se s produljenom kortikosteroidnom terapijom, osteoporoza sa slabim prometom kostiju, reumatoidni artritis ili hipoparatiroidizam. Osteoporoza posebno može biti uzrokovana mnogim različitim uzrocima. Dakle, promet kostiju može biti visok ili nizak.
Sve zajedničke oblike osteoporoze imaju da gubitak kostiju prevladava nad koštanom strukturom. Hormonski poremećaji temeljeni na preaktivnom paratireoidnom hormonu uzrokuju nagli porast razine osteokalcina u krvi. Paratiroidni hormon regulira razinu kalcija u krvi razbijanjem kostiju. Suprotno tome, preniske koncentracije paratiroidnih hormona dovode i do niskih vrijednosti osteokalcina u krvi. U kontekstu Pagetove bolesti, u skeletnom sustavu događaju se nepravilni procesi remodeliranja, što također dovodi do povećanih koncentracija osteokalcina.
Naravno, s općenito povećanim metaboličkim stopama u kontekstu preaktivne štitnjače, promet kostiju raste s povećanom razinom osteokalcina. Kortizonska terapija usporava promet kostiju. Vrijednosti u krvi su tipične za određene bolesti. Međutim, određivanje osteokalcina daje samo jedan rezultat u kontekstu cjelokupne dijagnoze.
