Osteokalcīns

Osteokalcīns ir peptīdu hormons, kas atrodams kaulos ar dažādām funkcijām. Tas ir ievērojami iesaistīts kaulu metabolismā un kalpo kā marķieris dažādām kaulu slimībām asinīs. Bet tam ir arī liela loma ogļhidrātu un tauku metabolismā.

Kas ir osteokalcīns?

Osteokalcīns ir peptīdu hormons, ko ražo kaulu osteoblastos vai zobu odontoblastos. Kā daļa no ārpusšūnu kaulu matricas tas saistās ar minerālu hidroksiapatītu. Tur tas ir apmēram viens līdz divi procenti.

Sakarā ar saistīšanos ar minerālvielu kalciju, osteokalcīns kavē kaulu neapturētu mineralizāciju. To kodē gēns hromosomā 1q25q31. Pētījumos ar pelēm šī gēna mutācijas palielināja kaulu mineralizāciju un līdz ar to arī marmora kaulu slimības attīstību. Tā rezultātā palielinājās kaulu veidošanās un tajā pašā laikā palielinājās trauslums. Hormona sintēze ir atkarīga no D vitamīna metabolīta kalcitriola (1,25 (OH) 2D3).

Saistīšanos ar kalciju savukārt katalizē enzīms glutamilkarboksilāze. K vitamīns darbojas kā kofaktors. Osteokalcīns darbojas kā kaulu struktūras marķieris. Tas jau ir izolēts no izdzīvojušajiem neandertāliešu kauliem. Diagnostikas nolūkos to mēra asinīs.

Funkcija, efekts un uzdevumi

Osteokalcīns organismā pilda vairākas funkcijas. Tas ir hormons, kas tiek sintezēts tikai kaulu osteoblastos vai zobu odontoblastos.

Tur tas ir ievērojami iesaistīts kaulu metabolismā. Skeleta sistēmā pastāvīgi notiek kaulu veidošanās un kaulu noārdīšanas procesi. Ja dominē kaulu noārdīšanas procesi, notiek tā sauktā osteoporoze. Kaut arī hormons neaizkavē osteoporozi, tas darbojas kā nozīmīgs marķieris noteiktām kaulu slimībām. Kaula iekšienē tās uzdevums ir ierobežot kaulu mineralizāciju. Tas saistās ar ārpusšūnu kollagenozās kaulu matricas hidroksiapatītu. Kauli attīstās normāli, un tiem tiek piešķirta nepieciešamā izturība pret lūzumiem. Matricā ir līdz diviem procentiem. Lai varētu saistīties ar minerāla kalcija atomiem, glutamila atliekas, kas atrodas osteokalcīnā, vispirms jānoņem ar enzīma palīdzību.

Šis ferments ir glutamilkarboksilāze, kas savukārt tiek aktivizēta ar kofaktoru K vitamīnu. Saskaņā ar jaunākajiem atklājumiem, osteokalcīns arī pazemina cukura līmeni asinīs un samazina tauku daudzumu. Cukura līmeņa pazemināšanās asinīs notiek divējādi. Osteokalcīns stimulē hormona insulīna sintēzi tieši, stimulējot Langerhans saliņas aizkuņģa dziedzerī. Tas arī netieši palielina insulīna efektivitāti, stimulējot hormonu adiponektīnu. Pēdējos gados ir atklāts, ka [[rezistenci pret insulīnu izraisa samazināta adiponektīna ražošana.

Jo vairāk tauku tiek uzkrāti adipocītos, jo zemāka ir adiponektīna sintēze. Tas, savukārt, samazina insulīna efektivitāti. Turklāt eksperimenti ar dzīvniekiem parādīja, ka osteokalcīns veicina tauku sadedzināšanu. Pelēm ar augstu osteokalcīna līmeni neveidojās aptaukošanās vai diabēts. Balstoties uz šo pētījumu, varētu rasties nākotnes pieejas, lai efektīvāk ar osteokalcīna palīdzību cīnītos ar aptaukošanos un II tipa diabētu.

Izglītība, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības

Kā minēts iepriekš, osteokalcīns tiek sintezēts kaulu osteoblastos un zobu odontoblastos. Tā ražošanas ātrums ir atkarīgs no K vitamīna, un to stimulē D vitamīns. Pēc veidošanās to galvenokārt iekļauj ārpusšūnu kaulu matricā. Tikai tur tas ir stabils.

Brīvā formā tam ir tikai īss pusperiods. Piemēram, asins plazmā četru minūšu laikā to daļēji sadala proteāzes, ko tā satur. Tas izdalās kaulu aprites laikā un nonāk asinīs. Izmērītās koncentrācijas asinīs un urīnā sniedz informāciju par kaulu metabolisma aktivitāti un tāpēc ir labs marķieris dažām kaulu slimībām.

Slimības un traucējumi

Osteokalcīna līmenis asinīs un urīnā ir atkarīgs no daudziem faktoriem. Kopumā tie raksturo kaulu aprites ātrumu. Kaulu aprites laikā kauli tiek nepārtraukti sadalīti un atjaunoti.

Kad dominē kaulu noārdīšanas procesi, kaulu blīvums ilgtermiņā samazinās un trauslums palielinās. Protams, izdalās vairāk vielu, kas ir iesaistītas kaulu veidošanā. Tas ietver arī osteokalcīnu. Augstas vērtības asinīs vienmēr nozīmē pastiprinātu sabrukšanas procesu. Pārāk augsts osteokalcīna līmenis asinīs tiek atklāts osteoporozes gadījumā ar augstu metabolisma ātrumu, hiperparatireoidismu, ļaundabīgu audzēju metastāzēm kauliņos, Pedžeta slimību, osteomalāciju, hipertireoze vai nieru mazspēju. Zems osteokalcīna līmenis rodas ilgstošas ​​kortikosteroīdu terapijas gadījumā, osteoporozes gadījumā ar nelielu kaulu apriti, reimatoīdā artrīta vai hipoparatireoidisma gadījumā. Īpaši osteoporozi var izraisīt dažādi iemesli. Tāpēc kaulu apgrozījums var būt augsts vai zems.

Visām osteoporozes formām ir kopīgs fakts, ka kaulu zudums pārsvarā pārsniedz kaulu struktūru. Hormonālie traucējumi, kuru pamatā ir hiperaktīvs paratīroidhormons, strauji paaugstina osteokalcīna līmeni asinīs. Paratheidīta hormons regulē kalcija līmeni asinīs, sadalot kaulus. Un pretēji, pārāk zema paratheidīta hormona koncentrācija izraisa arī zemu osteokalcīna līmeni asinīs. Pedžeta slimības kontekstā skeleta sistēmā notiek neregulāri pārveidošanās procesi, kas arī izraisa paaugstinātu osteokalcīna koncentrāciju.

Protams, ar paaugstinātu vielmaiņas ātrumu hiperaktīva vairogdziedzera apstākļos kaulu apgrozījums palielinās, palielinoties osteokalcīna līmenim. Kortizona terapija palēnina kaulu apriti. Asins vērtības ir raksturīgas noteiktām slimībām. Tomēr osteokalcīna noteikšana nodrošina tikai vienu rezultātu vispārējās diagnozes kontekstā.