Osteocalcine is een peptidehormoon dat in bot wordt aangetroffen met verschillende functies. Het is significant betrokken bij het botmetabolisme en dient als marker voor verschillende botziekten in de bloed Het speelt echter ook een grote rol bij koolhydraten of Vet metabolisme.
Wat is osteocalcine?
Osteocalcine is een peptidehormoon dat wordt geproduceerd in de osteoblasten van botten of de odontoblasten van tanden. Als onderdeel van de extracellulaire botmatrix bindt het zich aan het mineraal hydroxyapatiet. Daar is het in ongeveer één tot twee procent aanwezig. Vanwege zijn binding met de calcium van het mineraal, osteocalcine remt de ongeremde mineralisatie van bot. Het is gecodeerd door een gen op chromosoom 1q25q31. In studies bij muizen, mutaties hiervan gen leidde tot verhoogde mineralisatie van bot en dus tot de ontwikkeling van marmeren botziekte Dit resulteerde in verhoogde botvorming met gelijktijdige verhoogde broosheid. Synthese van het hormoon is afhankelijk van de vitamine D metaboliet calcitriol (1,25 (OH) 2D3). Bindend aan calcium wordt op zijn beurt gekatalyseerd met behulp van het enzym glutamylcarboxylase. Vitamine K fungeert als cofactor in dit proces. Osteocalcine werkt als een marker voor botvorming. Het is al geïsoleerd van de bewaarde Neanderthaler botten Voor diagnostische doeleinden wordt het gemeten in bloed.
Functie, effecten en rollen
Osteocalcine vervult verschillende functies in het organisme. Het is een hormoon dat alleen wordt aangemaakt in de osteoblasten van botten of de odontoblasten van tanden. Daar is het significant betrokken bij het botmetabolisme. Binnen het skelet vinden continu botopbouwende en botafbrekende processen plaats. Wanneer botresorptieprocessen de overhand hebben, osteoporose treedt op. Hoewel het hormoon niet voorkomt osteoporose, fungeert het als een belangrijke marker voor bepaalde botziekten. In het bot heeft het de taak om de mineralisatie van de botten Daarbij bindt het zich aan het hydroxyapatiet van de extracellulaire niet-collagene botmatrix. De botten vormen normaal en verkrijgen het nodige sterkte tegen breuken. Het is tot twee procent in de matrix aanwezig. Om echter te binden aan het calcium atomen van het mineraal, moeten de glutamylresten in osteocalcine eerst worden verwijderd met behulp van een enzym. Dit enzym is glutamylcarboxylase, dat op zijn beurt wordt geactiveerd door de cofactor vitamine K Het enzym staat ook bekend als osteocalcine. Volgens de laatste bevindingen heeft osteocalcine ook een bloed suiker-verlagend en vetverlagend effect. Het verlagen van bloed suiker komt op twee manieren voor. Osteocalcine stimuleert de synthese van het hormoon insuline rechtstreeks door de "eilandjes van Langerhans" van de alvleesklier te stimuleren. Bovendien neemt het ook toe insuline werkzaamheid indirect door het hormoon adiponectine te stimuleren. In de afgelopen jaren is vastgesteld dat [[insuline resistentie wordt veroorzaakt door een verminderde productie van adiponectine. Hoe meer vet er in de adipocyten wordt opgeslagen, hoe lager de adiponectinesynthese. Dit vermindert op zijn beurt de effectiviteit van insuline. Daarnaast is in dierstudies ook gevonden dat osteocalcine een boost geeft vet verbranden Muizen met hoge osteocalcinespiegels ontwikkelden zich niet zwaarlijvigheid or suikerziekte Op basis van dit onderzoek kunnen toekomstige benaderingen ontstaan om effectiever te bestrijden zwaarlijvigheid en type II suikerziekte met behulp van osteocalcine.
Vorming, voorkomen, eigenschappen en optimale waarden
Zoals hierboven vermeld, wordt osteocalcine gesynthetiseerd in de osteoblasten van botten en in de odontoblasten van tanden. De productiesnelheid is afhankelijk van vitamine K en wordt gestimuleerd door vitamine D Na zijn vorming wordt het dan voornamelijk als component in de extracellulaire botmatrix opgenomen. Alleen daar is het stabiel. In vrije vorm heeft het slechts een korte halfwaardetijd. In bloedplasma wordt het bijvoorbeeld binnen vier minuten gehalveerd door de daarin aanwezige proteasen. Het komt vrij tijdens de botomzetting en komt tijdens het proces in het bloed terecht. De gemeten concentraties in bloed en urine geven informatie over de metabolische activiteit van de botten en zijn daarmee een goede marker voor bepaalde botziekten.
Ziekten en aandoeningen
De hoeveelheid osteocalcine in bloed en urine is afhankelijk van veel factoren. In zeer algemene termen karakteriseren ze de snelheid van botvernieuwing. Tijdens botvernieuwing wordt bot voortdurend afgebroken en opnieuw opgebouwd. Als botresorptieprocessen de overhand hebben, botdichtheid neemt af op de lange termijn en de broosheid neemt toe. Dit resulteert natuurlijk ook in een verhoogde afgifte van stoffen die betrokken zijn bij botvorming. Dit omvat ook osteocalcine. Hoge concentraties in het bloed betekenen altijd verhoogde afbraakprocessen. Te hoge osteocalcinespiegels in het bloed worden aangetroffen in osteoporose met een hoge stofwisseling, hyperparathyroïdie, bot metastasen bij maligniteiten, de ziekte van Pagetosteomalacie, hyperthyreoïdie or nierinsufficiëntie Osteocalcinespiegels die te laag zijn, treden op bij langdurig cortisone therapie, osteoporose met lage botomzetting, reumatoïde artritisof hypoparathyreoïdie. Vooral osteoporose kan door veel verschillende dingen worden veroorzaakt. Daarom kan de botomzetting hoog of laag zijn. Gemeenschappelijk voor iedereen vormen van osteoporose is dat botresorptie zwaarder weegt dan botvorming. Hormoonaandoeningen op basis van een overactiviteit van het parathormoon, veroorzaken een sterke stijging van de osteocalcinespiegels in het bloed. Hormoon van de bijschildklieren reguleert het calciumgehalte in het bloed door bot af te breken. Omgekeerd te laag hormoon van de bijschildklieren concentraties ook leiden tot lage osteocalcinespiegels in het bloed. In de ziekte van Pagettreden er onregelmatige remodelleringsprocessen op in het skeletstelsel, wat ook leidt tot verhoogde osteocalcine-concentraties. Natuurlijk, met in het algemeen verhoogde stofwisselingssnelheden in de context van hyperthyreoïdie, de botomzetting neemt ook toe met verhoogde osteocalcinespiegels. cortisone therapie vertraagt de botomzetting. De bloedwaarden zijn typerend voor bepaalde ziekten. De osteocalcine-bepaling levert echter slechts één bevinding op als onderdeel van de algemene diagnose.
