osteokalcín je peptidový hormón nachádzajúci sa v kostiach s rôznymi funkciami. Je významne zapojený do kostného metabolizmu a slúži ako marker rôznych chorôb kostí v kostnej dreni krv. Veľkú úlohu však zohráva aj v uhľohydrátoch resp metabolizmus tukov.
Čo je to osteokalcín?
osteokalcín je peptidový hormón produkovaný v osteoblastoch kostí alebo v odontoblastoch zubov. Ako súčasť extracelulárnej kostnej matrice sa viaže na minerál hydroxyapatit. Tam je zastúpený približne v jednom až dvoch percentách. Z dôvodu jeho väzby na vápnik minerálu, osteokalcín inhibuje neinhibovanú mineralizáciu kostí. Je kódovaný a gen na chromozóme 1q25q31. V štúdiách na myšiach, mutácie tohto gen viedlo k zvýšenej mineralizácii kostí a tým k rozvoju ochorenie mramorových kostí. To malo za následok zvýšenú tvorbu kostí so súčasnou zvýšenou krehkosťou. Syntéza hormónu závisí od vitamín D metabolit kalcitriol (1,25 (OH) 2D3). Viazanie na vápnik je zase katalyzovaný pomocou enzýmu glutamylkarboxylázy. Vitamín K v tomto procese funguje ako kofaktor. Osteokalcín pôsobí ako marker tvorby kostí. Už bol izolovaný od zachovaného neandertálca kosti. Na diagnostické účely sa meria v krv.
Funkcia, efekty a úlohy
Osteokalcín plní v organizme niekoľko funkcií. Je to hormón, ktorý sa syntetizuje iba v osteoblastoch kosti alebo odontoblasty zubov. Tam sa významne podieľa na kostnom metabolizme. V rámci kostrového systému neustále prebiehajú procesy budovania a degradácie kostí. Keď prevládajú procesy resorpcie kostí, osteoporóza vyskytuje. Aj keď hormón nezabráni osteoporóza, funguje ako dôležitý marker pre určité ochorenia kostí. Úlohou kosti je obmedziť mineralizáciu kosti. Pri tom sa viaže na hydroxyapatit extracelulárnej nekolagénnej kostnej matrice. Kosti sa tvoria normálne a získavajú potrebné pevnosť proti zlomeninám. V matrici je prítomný až do dvoch percent. Aby sa však mohlo viazať na vápnik atómy minerálu, musia byť glutamylové zvyšky obsiahnuté v osteokalcíne najskôr odstránené pomocou enzýmu. Týmto enzýmom je glutamylkarboxyláza, ktorá je zase aktivovaná kofaktorom vitamín K. Enzým je tiež známy ako osteokalcín. Podľa najnovších zistení má osteokalcín aj a krv cukor- účinok znižujúci a znižujúci obsah tuku. Zníženie krvný cukor sa vyskytuje dvoma spôsobmi. Osteokalcín stimuluje syntézu hormónu inzulín priamo stimuláciou „Langerhansových ostrovčekov“ pankreasu. Ďalej sa tiež zvyšuje inzulín účinnosť nepriamo stimuláciou hormónu adiponektínu. V posledných rokoch sa zistilo, že [[inzulín rezistencia je spôsobená zníženou tvorbou adiponektínu. Čím viac tuku sa uloží do adipocytov, tým nižšia je syntéza adiponektínu. To zase znižuje účinnosť inzulínu. Okrem toho sa v štúdiách na zvieratách tiež zistilo, že zvyšuje osteokalcín spaľovanie tukov. Myši s vysokou hladinou osteokalcínu sa nevyvinuli obezita or cukrovka. Na základe tohto výskumu sa môžu objaviť budúce prístupy k efektívnejšiemu boju obezita a typu II cukrovka pomocou osteokalcínu.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimálne hodnoty
Ako bolo uvedené vyššie, osteokalcín sa syntetizuje v osteoblastoch kostí a v odontoblastoch zubov. Jeho rýchlosť výroby závisí od vitamín K a je stimulovaný vitamín D. Po svojom vzniku sa potom začleňuje hlavne ako zložka do extracelulárnej kostnej matrice. Iba tam je stabilný. Vo voľnej forme má iba krátky polčas rozpadu. Napríklad v krvnej plazme sa proteázy štiepia v priebehu štyroch minút na polovicu. Uvoľňuje sa počas kostného obratu a vstupuje do krvi v tomto procese. Namerané koncentrácie v krvi a moči poskytujú informácie o metabolickej aktivite kostí, a preto sú dobrým markerom pre určité ochorenia kostí.
Choroby a poruchy
Hladiny osteokalcínu v krvi a moči závisia od mnohých faktorov. Všeobecne charakterizujú rýchlosť kostného obratu. Počas kostného obratu sa kosť neustále rozkladá a obnovuje. Ak prevládajú procesy resorpcie kostí, hustota kostí z dlhodobého hľadiska klesá a krehkosť sa zvyšuje. To prirodzene vedie aj k zvýšenému uvoľňovaniu látok, ktoré sa podieľajú na tvorbe kostí. Patrí sem aj osteokalcín. Vysoké hladiny v krvi vždy znamenajú zvýšené degradačné procesy. Príliš vysoké hladiny osteokalcínu v krvi sa nachádzajú v osteoporóza s vysokou rýchlosťou metabolizmu, hyperparatyroidizmus, kosť metastázy pri zhubných nádoroch, Pagetova choroba, osteomalácia, hypertyreóza or renálna insuficiencia. Príliš nízke hladiny osteokalcínu sa vyskytujú pri dlhodobom podávaní kortizón terapie, osteoporóza s nízkym kostným obratom, reumatoidná artritídaalebo hypoparatyreoidizmus. Najmä osteoporóza môže byť spôsobená mnohými rôznymi vecami. Preto môže byť kostný obrat vysoký alebo nízky. Spoločné pre všetkých formy osteoporózy spočíva v tom, že resorpcia kostí prevažuje nad tvorbou kostí. Poruchy hormónov na základe nadmernej aktivity parathormónu spôsobuje prudké zvýšenie hladín osteokalcínu v krvi. Parathormón reguluje hladinu vápnika v krvi rozkladom kostí. Naopak, príliš nízka paratyroidný hormón koncentrácie tiež viesť na nízke hladiny osteokalcínu v krvi. V Pagetova choroba, v kostrovom systéme sa vyskytujú nepravidelné procesy remodelácie, čo tiež vedie k zvýšeniu koncentrácií osteokalcínu. Samozrejme, s všeobecne zvýšenými rýchlosťami metabolizmu v kontexte hypertyreóza, kostný obrat sa tiež zvyšuje so zvýšenou hladinou osteokalcínu. kortizón terapie spomaľuje kostný obrat. Krvné hodnoty sú typické pre určité choroby. Stanovenie osteokalcínu však poskytuje iba jeden nález ako súčasť celkovej diagnózy.
