osteokalcín

osteokalcín je peptidový hormón nachádzajúci sa v kostiach s rôznymi funkciami. Významne sa podieľa na metabolizme kostí a slúži ako ukazovateľ rôznych kostných ochorení v krvi. Ale tiež hrá hlavnú úlohu v metabolizme uhľohydrátov a tukov.

Čo je osteokalcín?

Osteokalcín je peptidový hormón, ktorý sa vytvára v osteoblastoch kostí alebo v odontoblastoch zubov. Ako súčasť extracelulárnej kostnej matrice sa viaže na minerálny hydroxyapatit. Tam je to asi jedno až dve percentá.

V dôsledku väzby na vápnik minerálu, osteokalcín inhibuje neinhibovanú mineralizáciu kosti. Je kódovaný génom na chromozóme 1q25q31. V štúdiách na myšiach viedli mutácie v tomto géne k zvýšenej mineralizácii kostí, a tým k rozvoju ochorenia mramorovej kosti. To malo za následok zvýšenú tvorbu kostí a súčasne zvýšenú krehkosť. Syntéza hormónu závisí od metabolitu vitamínu D kalcitriolu (1,25 (OH) 2D3).

Väzba na vápnik je zasa katalyzovaná enzýmom glutamylkarboxyláza. Vitamín K pôsobí ako kofaktor. Osteokalcín pôsobí ako marker štruktúry kostí. Už bol izolovaný od prežívajúcich neandertálskych kostí. Na diagnostické účely sa meria v krvi.

Funkcia, účinok a úlohy

Osteokalcín plní v organizme niekoľko funkcií. Je to hormón, ktorý sa syntetizuje iba v osteoblastoch kostí alebo v odontoblastoch zubov.

Tam sa významne podieľa na metabolizme kostí. V kostrovom systéme neustále prebiehajú procesy vytvárania kostí a odbúravania kostí. Ak prevládajú procesy degradácie kostí, vyskytuje sa to, čo sa nazýva osteoporóza. Aj keď hormón nezabraňuje osteoporóze, pôsobí ako dôležitý ukazovateľ určitých ochorení kostí. Jeho úlohou je v rámci kosti obmedziť mineralizáciu kostí. Viaže sa na hydroxyapatit extracelulárnej nekogénnej kostnej matrice. Kosti sa vyvíjajú normálne a dostávajú potrebnú pevnosť proti zlomeninám. Matica obsahuje až dve percentá. Aby sa viazali na atómy vápnika minerálu, musia sa glutamylové zvyšky obsiahnuté v osteokalcíne najprv odstrániť pomocou enzýmu.

Týmto enzýmom je glutamylkarboxyláza, ktorá je zase aktivovaná kofaktorom vitamínu K. Podľa najnovších zistení osteokalcín tiež znižuje hladinu cukru v krvi a redukuje tuk. Zníženie hladiny cukru v krvi nastáva dvoma spôsobmi. Osteokalcín stimuluje syntézu hormonálneho inzulínu priamo stimuláciou ostrovčekov Langerhansových ostrovčekov v pankrease. Tiež nepriamo zvyšuje účinnosť inzulínu stimuláciou hormónu adiponektínu. V posledných rokoch sa zistilo, že [[inzulínová rezistencia je spôsobená zníženou produkciou adiponektínu.

Čím viac tuku je uložené v adipocytoch, tým nižšia je syntéza adiponektínu. To zase znižuje účinnosť inzulínu. Experimenty na zvieratách okrem toho preukázali, že osteokalcín podporuje spaľovanie tukov. U myší s vysokou hladinou osteokalcínu sa nevyvinula obezita alebo diabetes. Na základe tohto výskumu by sa mohli objaviť budúce prístupy, ktoré by účinnejšie bojovali proti obezite a cukrovke typu II pomocou osteokalcínu.

Vzdelávanie, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty

Ako už bolo uvedené, osteokalcín sa syntetizuje v osteoblastoch kostí av odontoblastoch zubov. Jeho produkčná rýchlosť závisí od vitamínu K a je stimulovaná vitamínom D. Po jeho vzniku je potom začlenený hlavne ako zložka do extracelulárnej kostnej matrice. Iba je stabilný.

Vo voľnej forme má iba krátky polčas. Napríklad v krvnej plazme je polovica rozložená proteázami, ktoré obsahuje, do štyroch minút. Uvoľňuje sa počas premeny kostí a dostáva sa do krvi. Namerané koncentrácie v krvi a moči poskytujú informácie o metabolickej aktivite kostí, a preto sú dobrým ukazovateľom určitých chorôb kostí.

Choroby a poruchy

Hladiny osteokalcínu v krvi a moči závisia od mnohých faktorov. Všeobecne charakterizujú rýchlosť premeny kostí. Počas premeny kostí sú kosti neustále rozložené a prestavované.

Keď prevládajú procesy degradácie kostí, hustota kostí dlhodobo klesá a krehkosť sa zvyšuje. Samozrejme sa uvoľňuje viac látok, ktoré sa podieľajú na tvorbe kostí. Patria sem aj osteokalcín. Vysoké hodnoty v krvi vždy znamenajú zvýšené procesy rozkladu. Príliš vysoké hladiny osteokalcínu v krvi sa nachádzajú pri osteoporóze s vysokou metabolickou rýchlosťou, hyperparatyreóze, kostných metastázach pri malignitách, Pagetovej chorobe, osteomalacii, hypertyreóze alebo obličkovej nedostatočnosti. Nízke hladiny osteokalcínu sa vyskytujú pri dlhodobej liečbe kortizónom, osteoporóze s nízkym obratom kostí, reumatoidnej artritíde alebo hypoparatyreóze. Najmä osteoporóza môže byť spôsobená mnohými rôznymi príčinami. Preto môže byť kostný obrat vysoký alebo nízky.

Všetky formy osteoporózy majú spoločné to, že strata kosti prevláda nad štruktúrou kosti. Hormonálne poruchy založené na hyperaktívnom paratyroidnom hormóne spôsobujú prudké zvýšenie hladín osteokalcínu v krvi. Parathormón hormón reguluje hladinu vápnika v krvi odbúravaním kostí. Naopak, príliš nízka koncentrácia parathormónu tiež vedie k nízkym hodnotám osteokalcínu v krvi. V súvislosti s Pagetovou chorobou sa v kostrovom systéme vyskytujú nepravidelné procesy remodelácie, čo tiež vedie k zvýšeným koncentráciám osteokalcínu.

Samozrejme, so všeobecne zvýšenými rýchlosťami metabolizmu v súvislosti s hyperaktívnou štítnou žľazou sa kostný obrat zvyšuje so zvýšenými hladinami osteokalcínu. Kortizónová terapia spomaľuje premenu kostí. Krvné hodnoty sú typické pre určité choroby. Stanovenie osteokalcínu však poskytuje len jeden výsledok v kontexte celkovej diagnózy.