Osteokalcin je peptidový hormon nacházející se v kostech s různými funkcemi. Podílí se významně na kostním metabolismu a slouží jako marker pro různá onemocnění kostí v krev. Hraje však také hlavní roli v sacharidů nebo metabolismus tuků.
Co je osteokalcin?
Osteokalcin je peptidový hormon produkovaný v osteoblastech kosti nebo v odontoblastech zubů. Jako součást extracelulární kostní matrice se váže na minerál hydroxyapatit. Tam je přítomna přibližně v jednom až dvou procentech. Vzhledem k jeho vazbě na vápník minerálu, osteokalcin inhibuje neinhibovanou mineralizaci kostí. Je kódován a gen na chromozomu 1q25q31. Ve studiích na myších, mutace tohoto gen vedlo ke zvýšené mineralizaci kosti a tím k rozvoji onemocnění mramorových kostí. To mělo za následek zvýšenou tvorbu kostí se současnou zvýšenou křehkostí. Syntéza hormonu závisí na vitamin D metabolit kalcitriol (1,25 (OH) 2D3). Vazba na vápník je zase katalyzován pomocí enzymu glutamylkarboxylázy. Vitamín K v tomto procesu působí jako kofaktor. Osteokalcin působí jako marker tvorby kostí. Již byl izolován od zachovaného neandertálce kosti. Pro diagnostické účely se měří v krev.
Funkce, efekty a role
Osteokalcin plní v organismu několik funkcí. Je to hormon, který se syntetizuje pouze v osteoblastech kosti nebo odontoblasty zubů. Zde se významně podílí na metabolismu kostí. V kostním systému neustále probíhají procesy budování a degradace kostí. Když převládají procesy resorpce kostí, osteoporóza dojde. Ačkoli hormon nezabrání osteoporóza, funguje jako důležitý marker pro některá onemocnění kostí. V kosti má za úkol omezit mineralizaci kosti. Přitom se váže na hydroxyapatit extracelulární nekolagenní kostní matrice. Kosti se tvoří normálně a získávají potřebné pevnost proti zlomeninám. V matrici je přítomen až dvě procenta. Aby však bylo možné vázat na vápník atomy minerálu, musí být glutamylové zbytky obsažené v osteokalcinu nejprve odstraněny pomocí enzymu. Tímto enzymem je glutamylkarboxyláza, která je zase aktivována kofaktorem vitamin K. Enzym je také známý jako osteokalcin. Podle nejnovějších poznatků má osteokalcin také a krev cukr- účinek snižování a snižování tuku. Snížení krevní cukr dochází dvěma způsoby. Osteokalcin stimuluje syntézu hormonu inzulín přímo stimulací „Langerhansových ostrůvků“ slinivky břišní. Kromě toho se také zvyšuje inzulín účinnost nepřímo stimulací hormonu adiponektinu. V posledních letech bylo zjištěno, že [[inzulín rezistence je způsobena sníženou produkcí adiponektinu. Čím více tuku je uloženo v adipocytech, tím nižší je syntéza adiponektinu. To zase snižuje účinnost inzulínu. Kromě toho bylo ve studiích na zvířatech také zjištěno, že zvyšuje osteokalcin spalování tuků. Myši s vysokou hladinou osteokalcinu se nevyvíjely obezita or cukrovka. Na základě tohoto výzkumu se mohou objevit budoucí přístupy k efektivnějšímu boji obezita a typu II cukrovka pomocí osteokalcinu.
Vznik, výskyt, vlastnosti a optimální hodnoty
Jak bylo uvedeno výše, osteokalcin je syntetizován v osteoblastech kostí a v odontoblastech zubů. Rychlost jeho výroby závisí na vitamin K a je stimulován vitamin D. Po svém vzniku se potom začleňuje hlavně jako složka do extracelulární kostní matrice. Pouze tam je stabilní. Ve volné formě má jen krátký poločas. Například v krevní plazmě je proteázy, které jsou tam obsaženy, během čtyř minut rozložen na polovinu. Uvolňuje se během kostního obratu a vstupuje do krve v tomto procesu. Naměřené koncentrace v krvi a moči poskytují informace o metabolické aktivitě kostí, a jsou proto dobrým ukazatelem určitých onemocnění kostí.
Nemoci a poruchy
Hladiny osteokalcinu v krvi a moči závisí na mnoha faktorech. Obecně řečeno, charakterizují rychlost kostního obratu. Během kostního obratu se kosti neustále rozpadají a přestavují. Pokud převládají procesy resorpce kostí, hustota kostí dlouhodobě klesá a křehkost se zvyšuje. To přirozeně také vede ke zvýšenému uvolňování látek, které se podílejí na tvorbě kostí. Patří sem také osteokalcin. Vysoké hladiny v krvi vždy znamenají zvýšené procesy degradace. Příliš vysoké hladiny osteokalcinu v krvi se nacházejí v osteoporóza s vysokou rychlostí metabolismu, hyperparatyreóza, kost metastáz v malignitách, Pagetova nemoc, osteomalacie, hyperthyroidismus or renální nedostatečnost. Příliš nízké hladiny osteokalcinu se vyskytují s prodlouženým kortizon terapie, osteoporóza s nízkou kostní přeměnou, revmatoidní artritidanebo hypoparatyreóza. Zejména osteoporóza může být způsobena mnoha různými věcmi. Proto může být kostní obrat vysoký nebo nízký. Společné pro všechny formy osteoporózy je to, že kostní resorpce převažuje nad tvorbou kostí. Poruchy hormonů na základě nadměrné aktivity parathormonu způsobí, že hladiny osteokalcinu v krvi prudce vzrostou. Parathormony reguluje hladinu vápníku v krvi štěpením kostí. Naopak příliš nízká parathormonu koncentrace také vést na nízké hladiny osteokalcinu v krvi. v Pagetova nemocdochází v kostním systému k nepravidelným procesům remodelace, což také vede ke zvýšeným koncentracím osteokalcinu. Samozřejmě, s obecně zvýšenými rychlostmi metabolismu v kontextu hyperthyroidismus, kostní obrat se také zvyšuje se zvýšenou hladinou osteokalcinu. Kortizon terapie zpomaluje kostní obrat. Krevní hodnoty jsou typické pro některá onemocnění. Stanovení osteokalcinu však poskytuje pouze jeden nález jako součást celkové diagnózy.
