osteocalcin

osteocalcin är ett peptidhormon som finns i ben med olika funktioner. Det är betydligt involverat i benmetabolismen och fungerar som en markör för olika bensjukdomar i blodet. Men det spelar också en viktig roll i metabolismen av kolhydrater och fetter.

Vad är osteocalcin?

Osteocalcin är ett peptidhormon som produceras i benens osteoblaster eller tändernas odontoblaster. Som en del av den extracellulära benmatrisen binder den till mineralen hydroxyapatit. Där är det cirka en till två procent.

På grund av bindningen till mineralets kalcium hämmar osteocalcin den oinhibiterade mineraliseringen av benet. Den kodas av en gen på kromosom 1q25q31. I studier på möss ledde mutationer i denna gen till ökad mineralisering av benen och därmed till utvecklingen av marmorbensjukdom. Detta resulterade i ökad benbildning och samtidigt ökad skörhet. Syntesen av hormonet beror på vitamin D-metaboliten calcitriol (1,25 (OH) 2D3).

Bindningen till kalcium katalyseras i sin tur av enzymet glutamylkarboxylas. K-vitamin fungerar som en kofaktor. Osteocalcin fungerar som en markör för benstrukturen. Det har redan isolerats från överlevande neandertalben. Det mäts i blodet för diagnostiska ändamål.

Funktion, effekt och uppgifter

Osteocalcin uppfyller flera funktioner i organismen. Det är ett hormon som endast syntetiseras i benens osteoblaster eller tändernas odontoblaster.

Där är det betydligt involverat i benmetabolismen. Benbyggande och bennedbrytande processer pågår ständigt inom skelettet. Om de bennedbrytande processerna dominerar, inträffar det som kallas osteoporos. Medan hormonet inte förhindrar osteoporos, fungerar det som en viktig markör för vissa bensjukdomar. Inom benet är dess uppgift att begränsa mineraliseringen av benen. Det binder till hydroxyapatiten i den extracellulära icke-kollagena benmatrisen. Benen utvecklas normalt och ges den nödvändiga styrkan mot sprickor. Matrisen innehåller upp till två procent. För att kunna binda till mineralens kalciumatomer måste glutamylresterna i osteocalcin först tas bort med hjälp av ett enzym.

Detta enzym är glutamylkarboxylas, som i sin tur aktiveras med kofaktor vitamin K. Enligt de senaste resultaten, sänker osteocalcin också blodsockret och minskar fettet. Blodsockersänkningen sker på två sätt. Osteocalcin stimulerar syntesen av hormonet insulin direkt genom att stimulera Langerhans öar i bukspottkörteln. Det ökar också indirekt effektiviteten av insulin genom att stimulera hormonet adiponectin. Under de senaste åren har det visat sig att [[insulinresistens orsakas av en minskad produktion av adiponectin.

Ju mer fett lagras i adipocyterna, desto lägre är adiponektinsyntesen. Detta i sin tur minskar insulinets effektivitet. Djurförsök har dessutom visat att osteocalcin ökar fettförbränningen. Möss med höga nivåer av osteocalcin utvecklade inte fetma eller diabetes. Baserat på denna forskning kan framtida tillvägagångssätt dyka upp för att bekämpa fetma och typ II-diabetes mer effektivt med hjälp av osteocalcin.

Utbildning, förekomst, egenskaper och optimala värden

Som nämnts tidigare syntetiseras osteocalcin i osteoblasterna i benen och i odontoblasterna i tänderna. Dess produktionshastighet beror på vitamin K och stimuleras av vitamin D. Efter bildandet införlivas det sedan huvudsakligen som en komponent i den extracellulära benmatrisen. Endast där är det stabilt.

I fri form har den bara en kort halveringstid. I till exempel blodplasma bryts den till hälften av de proteaser som den innehåller inom fyra minuter. Det släpps under benomsättningen och får i blodet. De uppmätta koncentrationerna i blod och urin ger information om benens metaboliska aktivitet och är därför en bra markör för vissa bensjukdomar.

Sjukdomar och störningar

Nivåerna av osteocalcin i blod och urin beror på många faktorer. I allmänhet kännetecknar de benomsättningshastigheten. Under benomsättningen bryts benen upp och byggs upp igen.

När de bennedbrytande processerna dominerar minskar bentätheten på lång sikt och ömheten ökar. Naturligtvis släpps fler ämnen som är involverade i benbildning. Detta inkluderar också osteocalcin. Höga värden i blodet betyder alltid ökade nedbrytningsprocesser. För höga osteocalcinnivåer i blodet förekommer i osteoporos med hög metabolism, hyperparatyreoidism, benmetastaser i maligniteter, Pagets sjukdom, osteomalacia, hypertyreoidism eller njurinsufficiens. Låga osteocalcinnivåer uppstår vid långvarig kortisonterapi, osteoporos med låg benomsättning, reumatoid artrit eller hypoparathyreoidism. Osteoporos i synnerhet kan orsakas av många olika orsaker. Därför kan benomsättningen vara hög eller låg.

Det som alla former av osteoporos har gemensamt är att benförlust dominerar över benstrukturen. Hormonella störningar baserade på ett överaktivt paratyreoideahormon orsakar osteokalcinnivåerna i blodet att stiga kraftigt. Parathyroidhormonet reglerar kalciumnivån i blodet genom att bryta ner benen. Omvänt leder för låga koncentrationer av parathyroidhormon också till låga osteocalcinvärden i blodet. I samband med Pagets sjukdom inträffar oregelbundna ombyggnadsprocesser i skelettet, vilket också leder till ökade osteokalcinkoncentrationer.

Med generellt ökade metaboliska hastigheter i samband med en överaktiv sköldkörtel ökar naturligtvis benomsättningen med ökade osteocalcinnivåer. Kortisonterapi minskar benomsättningen. Blodvärdena är typiska för vissa sjukdomar. Emellertid ger bestämningen av osteocalcin endast ett resultat i samband med den totala diagnosen.