Osteokalcīns ir kaulos atrodams peptīdu hormons ar dažādām funkcijām. Tas ir ievērojami iesaistīts kaulu metabolismā un kalpo kā marķieris dažādām kaulu slimībām asinis. Tomēr tam ir arī liela nozīme ogļhidrātu vai tauku vielmaiņa.
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 aptuveni vienā līdz divos procentos. Sakarā ar tā saistību ar kalcijs minerālu, osteokalcīns nomāc neierobežotu kaulu mineralizāciju. To kodē a gēns 1q25q31 hromosomā. Pētījumos ar pelēm tā mutācijas gēns izraisīja pastiprinātu kaulu mineralizāciju un līdz ar to marmora kaulu slimība. Tā rezultātā palielinājās kaulu veidošanās ar vienlaikus palielinātu trauslumu. Hormona sintēze ir atkarīga no D vitamīns metabolīts kalcitriols (1,25 (OH) 2D3). Saistīšanās ar kalcijs savukārt tiek katalizēts ar fermenta glutamilkarboksilāzes palīdzību. K vitamīna darbojas kā kofaktors šajā procesā. Osteokalcīns darbojas kā kaulu veidošanās marķieris. Tas jau ir izolēts no saglabātā neandertālieša kauli. Diagnostikas nolūkos to mēra asinis.
Funkcija, efekti un lomas
Osteokalcīns organismā pilda vairākas funkcijas. Tas ir hormons, kas tiek sintezēts tikai kauli vai zobu odontoblasti. Tur tas ir ievērojami iesaistīts kaulu metabolismā. Skeleta sistēmā pastāvīgi notiek kaulu veidošanas un kaulu noārdīšanas procesi. Kad dominē kaulu rezorbcijas procesi, osteoporoze notiek. Kaut arī hormons to neaizkavē osteoporoze, tas darbojas kā svarīgs marķieris dažām kaulu slimībām. Kaulā tā uzdevums ir ierobežot kauli. To darot, tas saistās ar ārpusšūnu nekolagēnās kaulu matricas hidroksilapatītu. Kauli veidojas normāli un iegūst nepieciešamo spēks pret lūzumiem. Tas matricā ir līdz diviem procentiem. Tomēr, lai saistītos ar kalcijs Minerāla atomi vispirms ar fermenta palīdzību jānoņem osteokalcīnā esošie glutamila atlikumi. Šis ferments ir glutamilkarboksilāze, kuru savukārt aktivizē kofaktors K vitamīns. Fermentu sauc arī par osteokalcīnu. Saskaņā ar jaunākajiem atklājumiem, osteokalcīnam ir arī a asinis cukurs- pazeminoša un tauku samazinoša iedarbība. Nolaist cukurs asinīs notiek divos veidos. Osteokalcīns stimulē hormona sintēzi insulīna tieši stimulējot aizkuņģa dziedzera “saliņas Langerhans”. Turklāt tas arī palielinās insulīna efektivitāte netieši, stimulējot hormonu adiponektīnu. Pēdējos gados ir konstatēts, ka [[insulīna rezistenci izraisa samazināta adiponektīna ražošana. Jo vairāk tauku tiek uzkrāts adipocītos, jo zemāka ir adiponektīna sintēze. Tas savukārt samazina insulīna efektivitāti. Turklāt pētījumos ar dzīvniekiem ir arī konstatēts, ka osteokalcīns palielina tauku dedzināšana. Peles ar augstu osteokalcīna līmeni neattīstījās aptaukošanās or diabēts. Pamatojoties uz šo pētījumu, var rasties nākotnes pieejas efektīvākai cīņai aptaukošanās un II tips diabēts ar osteokalcīna palīdzību.
Veidošanās, sastopamība, īpašības un optimālās vērtības
Kā minēts iepriekš, osteokalcīns tiek sintezēts kaulu osteoblastos un zobu odontoblastos. Tās ražošanas ātrums ir atkarīgs no K vitamīns un to stimulē D vitamīns. Pēc veidošanās tas galvenokārt tiek iekļauts ārpusšūnu kaulu matricā. Tikai tur tas ir stabils. Brīvā formā tam ir tikai īss pusperiods. Piemēram, asins plazmā četru minūšu laikā tas tiek sadalīts uz pusi ar tur esošajām proteāzēm. Tas izdalās kaulu aprites laikā un procesā nonāk asinīs. Izmērītās koncentrācijas asinīs un urīnā sniedz informāciju par kaulu vielmaiņas aktivitāti un tāpēc ir labs marķieris dažām kaulu slimībām.
Slimības un traucējumi
Osteokalcīna līmenis asinīs un urīnā ir atkarīgs no daudziem faktoriem. Ļoti vispārīgi tie raksturo kaulu aprites ātrumu. Kaulu aprites laikā kauls pastāvīgi tiek sadalīts un atjaunots. Ja dominē kaulu rezorbcijas procesi, kaulu blīvums ilgtermiņā samazinās, un trauslums palielinās. Protams, tas arī palielina to vielu izdalīšanos, kuras piedalās kaulu veidošanā. Tas ietver arī osteokalcīnu. Augsts līmenis asinīs vienmēr nozīmē paaugstinātu degradācijas procesu. Pārāk augsts osteokalcīna līmenis asinīs ir atrodams osteoporoze ar augstu vielmaiņas ātrumu, hiperparatireoidisms, kauls metastāzes ļaundabīgos audzējos, Pedžeta slimība, osteomalācija, hipertiroīdisms or nieru mazspēja. Pārāk zems osteokalcīna līmenis rodas ilgstoši kortizons terapija, osteoporoze ar zemu kaulu apriti, reimatoīdais artrītsvai hipoparatireoze. Īpaši osteoporozi var izraisīt daudzas dažādas lietas. Tāpēc kaulu apgrozība var būt augsta vai zema. Visiem kopīgs osteoporozes formas kaulu rezorbcija atsver kaulu veidošanos. Hormonu traucējumi pamatojoties uz parathormona pārmērīgu aktivitāti, osteokalcīna līmenis asinīs strauji paaugstinās. Paratheoidālais hormons regulē kalcija līmeni asinīs, noārdot kaulu. Un otrādi - par zemu paratheidālais hormons koncentrācijas arī vadīt līdz zemam osteokalcīna līmenim asinīs. In Pedžeta slimība, kaulu sistēmā notiek neregulāri pārveidošanās procesi, kas arī palielina osteokalcīna koncentrāciju. Protams, parasti palielinoties vielmaiņas ātrumam hipertiroīdisms, palielinoties osteokalcīna līmenim, palielinās arī kaulu apgrozījums. Kortizons terapija palēnina kaulu apriti. Asins vērtības ir raksturīgas noteiktām slimībām. Tomēr osteokalcīna noteikšana sniedz tikai vienu atradumu kā daļu no kopējās diagnozes.
