Osteocalcin

Osteocalcin הוא הורמון פפטיד שנמצא בעצמות עם פונקציות שונות. זה מעורב באופן משמעותי במטבוליזם של העצם ומשמש כסמן למחלות עצם שונות בדם. אבל זה גם משחק תפקיד מרכזי במטבוליזם של פחמימות ושומנים.

מה זה אוסטיאוקלין?

Osteocalcin הוא הורמון פפטיד המיוצר באוסטאובלסטים של העצמות או באודונטבלסטים של השיניים. כחלק ממטריצת העצם החוץ תאית, הוא נקשר למינרל הידרוקסיאפטיט. שם זה בערך אחוז עד שניים.

בגלל הכריכה לסידן של המינרל, האוסטיאוקלצין מעכב את המינרליזציה הבלתי מעוכמת של העצם. הוא מקודד על ידי גן בכרומוזום 1q25q31. במחקרים שנערכו על עכברים, מוטציות בגן זה הובילו למינרליזציה מוגברת של העצמות וכך להתפתחות מחלת עצמות שיש. זה הביא להיווצרות מוגברת של העצמות ובאותה עת הגברת שבריריות. סינתזת ההורמון תלויה במטבוליט ויטמין D קלציטריול (1,25 (OH) 2D3).

הכריכה לסידן מנותזת בתורו על ידי האנזים גלוטמיל קרבוקסילאז. ויטמין K משמש כקופקטור. Osteocalcin פועל כסמן למבנה העצם. זה כבר מבודד מעצמות הניאנדרטלים ששרדו. הוא נמדד בדם למטרות אבחון.

פונקציה, אפקט ומשימות

Osteocalcin ממלא מספר פונקציות באורגניזם. זהו הורמון שמסונתז רק באוסטאובלסטים של העצמות או באודונטבלסטות של השיניים.

שם הוא מעורב באופן משמעותי במטבוליזם של העצם. תהליכי בניית עצם ומשפילי עצם מתרחשים כל העת בתוך מערכת השלד. אם התהליכים המשפילים בעצמות שולטים, מתרחש מה שמכונה אוסטאופורוזיס. ההורמון אמנם אינו מונע אוסטאופורוזיס, אולם הוא משמש כסמן חשוב למחלות עצם מסוימות. בתוך העצם, תפקידו להגביל את מינרליזציה של העצמות. זה נקשר להידרוקסיאפטיט של המטריקס העצמי החוץ-קולגן. העצמות מתפתחות כרגיל ומקבלות את הכוח הדרוש כנגד שברים. המטריצה ​​מכילה עד שני אחוזים. בכדי להיות מסוגלים להיקשר לאטומי הסידן של המינרל, יש להסיר תחילה את שאריות הגלוטאמיל הכלולים באוסטוקאליסין בעזרת אנזים.

אנזים זה הוא גלוטאמיל קרבוקסילאז, אשר בתורו מופעל באמצעות ויטמין K קופקטור. על פי הממצאים האחרונים, אוסטאוקלצין גם מוריד את רמת הסוכר בדם ומפחית שומן. הורדת הסוכר בדם מתרחשת בשני אופנים. Osteocalcin מגרה את הסינתזה של ההורמון אינסולין ישירות על ידי גירוי איים של לנגרנס בלבלב. זה גם מגדיל בעקיפין את יעילות האינסולין על ידי גירוי ההורמון אדיפונקטין. בשנים האחרונות נמצא כי [[עמידות לאינסולין נגרמת כתוצאה מייצור מופחת של אדיפונקטין.

ככל שנאגר יותר שומן באדיפוציטים, כך סינתזת האדיפונקטין נמוכה יותר. זה מצמצם את יעילות האינסולין. בנוסף, ניסויים בבעלי חיים הראו כי osteocalcin מגביר את שריפת השומן. עכברים עם רמות גבוהות של אוסטאוקלצין לא פיתחו השמנת יתר או סוכרת. בהתבסס על מחקר זה, גישות עתידיות יכולות להופיע כדי להילחם בהשמנת יתר ובסוכרת מסוג II בצורה יעילה יותר בעזרת אוסטאוקלצין.

חינוך, התרחשות, תכונות וערכים מיטביים

כאמור, אוסטיאוקלין מסונתז באוסטיאובלסטים של העצמות ובאודונטבלסטין של השיניים. קצב הייצור שלו תלוי בוויטמין K ומגורה על ידי ויטמין D. לאחר היווצרותו הוא משולב בעיקר כרכיב במטריקס העצם החוץ תאי. רק שם זה יציב.

בצורה חופשית יש לו מחצית חיים קצרה בלבד. בפלסמת הדם, למשל, הוא מפרק למחצה על ידי הפרוטאזות שהוא מכיל תוך ארבע דקות. הוא משתחרר במהלך מחזור עצמות ונכנס לדם. הריכוזים המדודים בדם ובשתן מספקים מידע על הפעילות המטבולית של העצמות ולכן הם סמן טוב למחלות עצם מסוימות.

מחלות והפרעות

רמות האוסטיאוקלין בדם ובשתן תלויים בגורמים רבים. באופן כללי, הם מאפיינים את שיעור מחזור העצמות. במהלך תחלופת העצמות, עצמות נשברות ללא הפסקה ונבנות מחדש.

כאשר התהליכים המשפילים את העצמות שולטים בעיקר, צפיפות העצם יורדת לטווח הארוך והשבריריות עולה. כמובן שמשתחררים יותר חומרים המעורבים ביצירת עצמות. זה כולל גם osteocalcin. ערכים גבוהים בדם תמיד משמעותם תהליכי פירוק מוגברים. רמות גבוהות מדי של osteocalcin בדם נמצאות באוסטיאופורוזיס עם קצב חילוף חומרים גבוה, יתר של בלוטת התריס, גרורות בעצמות בממאירות, מחלת פאג'ט, אוסטאומלציה, יתר בלוטת התריס או אי ספיקת כליות. רמות נמוכות של אוסטאוקאלין מתרחשות עם טיפול ממושך בקורטיזון, אוסטאופורוזיס עם תחלופת עצמות נמוכה, דלקת מפרקים שגרונית או תת-פעילות בלוטת התריס. אוסטאופורוזיס בפרט יכול להיגרם מסיבות רבות ושונות. לכן מחזור העצמות יכול להיות גבוה או נמוך.

המשותף לכל צורות האוסטיאופורוזיס הוא שאובדן העצם שולט בעיקר במבנה העצם. הפרעות הורמונליות המבוססות על הורמון יתר של בלוטת התריס גורמות לרמות האוסטוקאליסין בדם לעלות בחדות. הורמון הפרתירואידי מווסת את רמת הסידן בדם על ידי פירוק העצמות. לעומת זאת, ריכוזי הורמון פרתירואידי נמוך מדי מובילים גם לערכים נמוכים של אוסטאוקלצין בדם. בהקשר של מחלת פאג'ט, מתרחשים תהליכי שיפוץ לא סדירים במערכת השלד, מה שמביא גם לעלייה בריכוז האוסטוקאליסין.

כמובן שעם שיעורי חילוף החומרים בדרך כלל מוגברים בהקשר של בלוטת התריס פעילה יתר, מחזור העצמות גדל עם עלייה ברמת האוסטוקאליסין. טיפול בקורטיזון מאט את תחלופת העצמות. ערכי הדם אופייניים למחלות מסוימות. עם זאת, קביעת האוסטוקאליסין מספקת רק תוצאה אחת בהקשר של האבחנה הכוללת.