Osteokalcinas yra peptidinis hormonas, randamas įvairiose funkcijose esančiuose kauluose. Jis reikšmingai dalyvauja kaulų apykaitoje ir yra įvairių kaulų ligų žymeklis kraujyje. Tačiau jis taip pat vaidina svarbų vaidmenį angliavandenių ir riebalų metabolizme.
Kas yra osteokalcinas?
Osteokalcinas yra peptidinis hormonas, gaminamas kaulų osteoblastuose arba dantų odontoblastuose. Kaip tarpląstelinio kaulo matricos dalis, jis jungiasi su mineraliniu hidroksiapatitu. Ten jis sudaro apie vieną ar du procentus.
Dėl jungimosi su mineralo kalciu, osteokalcinas slopina neribotą kaulų mineralizaciją. Jį koduoja genas, esantis 1q25q31 chromosomoje. Tyrimais su pelėmis dėl šio geno mutacijų padidėjo kaulų mineralizacija ir taip išsivystė marmurinių kaulų liga. Dėl to padidėjo kaulų formavimasis ir tuo pačiu padidėjo trapumas. Hormono sintezė priklauso nuo vitamino D metabolito kalcitriolio (1,25 (OH) 2D3).
Ryšį su kalciu savo ruožtu katalizuoja fermentas glutamilkarboksilazė. Vitaminas K veikia kaip kofaktorius. Osteokalcinas veikia kaip kaulų struktūros žymeklis. Jis jau buvo išskirtas iš išlikusių neandertaliečių kaulų. Diagnostikos tikslais jis matuojamas kraujyje.
Funkcija, poveikis ir užduotys
Osteokalcinas organizme atlieka keletą funkcijų. Tai yra hormonas, kuris sintetinamas tik kaulų osteoblastuose arba dantų odontoblastuose.
Ten jis yra labai svarbus kaulų metabolizmui. Skeleto sistemoje nuolat vyksta kaulai ir kaulai. Jei vyrauja kaulai ardantys procesai, įvyksta tai, kas vadinama osteoporoze. Nors hormonas neužkerta kelio osteoporozei, jis veikia kaip svarbus tam tikrų kaulų ligų žymeklis. Kaulo viduje jo užduotis yra apriboti kaulų mineralizaciją. Jis jungiasi su tarpląstelinio ne kolagenozinio kaulo matricos hidroksiapatitu. Kaulai vystosi normaliai ir jiems suteikiama reikiama jėga nuo lūžių. Matricoje yra iki dviejų procentų. Tam, kad būtų galima prisijungti prie mineralo kalcio atomų, osteokalcino glutamilo liekanos pirmiausia turi būti pašalintos fermento pagalba.
Šis fermentas yra glutamilo karboksilazė, kuri, savo ruožtu, yra aktyvinama kartu su vitaminu K. Remiantis naujausiomis išvadomis, osteokalcinas taip pat mažina cukraus kiekį kraujyje ir mažina riebalus. Cukraus kiekio kraujyje mažinimas vyksta dviem būdais. Osteokalcinas stimuliuoja hormono insulino sintezę tiesiogiai, stimuliuodamas Langerhanso saleles kasoje. Tai taip pat netiesiogiai padidina insulino efektyvumą, stimuliuodamas hormoną adiponektiną. Pastaraisiais metais buvo nustatyta, kad [[atsparumą insulinui sukelia sumažėjusi adiponektino gamyba.
Kuo daugiau riebalų kaupiama adipocituose, tuo mažesnė adiponektino sintezė. Tai savo ruožtu sumažina insulino efektyvumą. Be to, eksperimentai su gyvūnais parodė, kad osteokalcinas skatina riebalų deginimą. Pelėms, turinčioms daug osteokalcino, neišsivystė nei nutukimas, nei diabetas. Remiantis šiais tyrimais, galėtų būti imtasi būdų, kaip efektyviau kovoti su nutukimu ir II tipo diabetu, naudojant osteokalciną.
Išsilavinimas, atsiradimas, savybės ir optimalios vertės
Kaip minėta anksčiau, osteokalcinas yra sintetinamas kaulų osteoblastuose ir dantų odontoblastuose. Jo gamybos greitis priklauso nuo vitamino K, o jį stimuliuoja vitaminas D. Po formavimo jis daugiausia įtraukiamas į tarpląstelinio kaulo matricos komponentą. Tik ten jis stabilus.
Laisvos formos jo pusinės eliminacijos laikas yra tik trumpas. Pavyzdžiui, kraujo plazmoje jis per keturias minutes suskaidomas per jame esančias proteazes. Jis išsiskiria kaulų apykaitos metu ir patenka į kraują. Išmatuotos koncentracijos kraujyje ir šlapime suteikia informacijos apie kaulų metabolinį aktyvumą, todėl yra geras tam tikrų kaulų ligų žymeklis.
Ligos ir sutrikimai
Osteokalcino kiekis kraujyje ir šlapime priklauso nuo daugelio veiksnių. Apskritai jie apibūdina kaulų apykaitos greitį. Kaulų apykaitos metu kaulai yra nuolat skaidomi ir atstatomi.
Kai vyrauja kaulus ardantys procesai, ilgainiui kaulų tankis mažėja, o trapumas didėja. Žinoma, išsiskiria daugiau medžiagų, kurios dalyvauja kaulų formavime. Tai taip pat apima osteokalciną. Didelės vertės kraujyje visada reiškia padidėjusį skilimo procesą. Per didelis osteokalcino kiekis kraujyje nustatomas esant osteoporozei, kurios metabolizmas yra didelis, hiperparatiroidizmui, kaulų metastazėms piktybiniuose navikuose, Paget'o ligai, osteomaliacijai, hipertireozei ar inkstų nepakankamumui gydyti. Žemas osteokalcino kiekis pasireiškia ilgai gydant kortikosteroidais, osteoporoze, kai kaulų apykaita maža, reumatoidiniu artritu ar hipoparatiroidizmu. Visų pirma, osteoporozę gali sukelti daugybė skirtingų priežasčių. Todėl kaulų apykaita gali būti didelė arba maža.
Visoms osteoporozės formoms būdinga tai, kad kaulų struktūros praradimas vyrauja. Dėl hormonų sutrikimų, kurių pagrindą sudaro hiperaktyvus prieskydinis hormonas, staigiai padidėja osteokalcino kiekis kraujyje. Parathormonas reguliuoja kalcio kiekį kraujyje, skaidydamas kaulus. Priešingai, per maža parathormono koncentracija taip pat lemia žemą osteokalcino kiekį kraujyje. Paget'o ligos metu griaučių sistemoje vyksta netaisyklingi remodeliavimosi procesai, dėl kurių taip pat padidėja osteokalcino koncentracija.
Žinoma, esant padidėjusiam metabolizmui, kai skydliaukė hiperaktyvi, kaulų apykaita padidėja padidėjus osteokalcino kiekiui. Kortizono terapija sulėtina kaulų apykaitą. Kraujo rodikliai būdingi tam tikroms ligoms. Tačiau osteokalcino nustatymas suteikia tik vieną rezultatą bendros diagnozės kontekste.
