Osteocalcin

Osteocalcin adalah hormon peptida yang terdapat pada tulang dengan pelbagai fungsi. Ia terlibat secara signifikan dalam metabolisme tulang dan berfungsi sebagai penanda pelbagai penyakit tulang dalam darah. Tetapi ia juga memainkan peranan utama dalam metabolisme karbohidrat dan lemak.

Apa itu osteocalcin?

Osteocalcin adalah hormon peptida yang dihasilkan dalam osteoblas tulang atau odontoblas gigi. Sebagai sebahagian daripada matriks tulang ekstraselular, ia mengikat mineral hidroksiapatit. Terdapat kira-kira satu hingga dua peratus.

Kerana pengikatan dengan kalsium mineral, osteocalcin menghalang mineralisasi tulang yang tidak dihambat. Ia dikodkan oleh gen pada kromosom 1q25q31. Dalam kajian pada tikus, mutasi pada gen ini menyebabkan peningkatan mineralisasi tulang dan seterusnya perkembangan penyakit tulang marmar. Ini mengakibatkan peningkatan pembentukan tulang dan, pada masa yang sama, kerapuhan meningkat. Sintesis hormon bergantung pada metabolit vitamin D calcitriol (1,25 (OH) 2D3).

Pengikatan kalsium seterusnya dikatalisis oleh enzim glutamil karboksilase. Vitamin K bertindak sebagai kofaktor. Osteocalcin bertindak sebagai penanda struktur tulang. Ia telah diasingkan dari tulang Neanderthal yang masih hidup. Ia diukur dalam darah untuk tujuan diagnostik.

Fungsi, kesan & tugas

Osteocalcin memenuhi beberapa fungsi dalam organisma. Ia adalah hormon yang hanya disintesis dalam osteoblas tulang atau odontoblas gigi.

Di sana ia secara signifikan terlibat dalam metabolisme tulang. Proses pembinaan tulang dan penguraian tulang selalu berlaku dalam sistem rangka. Sekiranya proses penguraian tulang berlaku, apa yang dikenali sebagai osteoporosis berlaku. Walaupun hormon tidak mencegah osteoporosis, ia berfungsi sebagai penanda penting bagi penyakit tulang tertentu. Di dalam tulang, tugasnya adalah untuk membatasi mineralisasi tulang. Ia mengikat hidroksiapatit matriks tulang bukan kolagen ekstraselular. Tulang tumbuh normal dan diberi kekuatan yang diperlukan untuk melawan patah tulang. Matriks mengandungi hingga dua peratus. Untuk dapat mengikat atom kalsium mineral, residu glutamil yang terkandung dalam osteocalcin mesti dikeluarkan terlebih dahulu dengan bantuan enzim.

Enzim ini adalah glutamil karboksilase, yang seterusnya diaktifkan dengan kofaktor vitamin K. Menurut penemuan terbaru, osteocalcin juga menurunkan gula darah dan mengurangkan lemak. Penurunan gula darah berlaku dalam dua cara. Osteocalcin merangsang sintesis hormon insulin secara langsung dengan merangsang pulau Langerhans di pankreas. Ia juga secara tidak langsung meningkatkan keberkesanan insulin dengan merangsang hormon adiponektin. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini didapati bahawa [[resistensi insulin disebabkan oleh pengurangan pengeluaran adiponektin.

Semakin banyak lemak disimpan di dalam adiposit, semakin rendah sintesis adiponektin. Ini seterusnya mengurangkan keberkesanan insulin. Di samping itu, eksperimen haiwan telah menunjukkan bahawa osteocalcin meningkatkan pembakaran lemak. Tikus dengan kadar osteocalcin yang tinggi tidak mengalami obesiti atau diabetes. Berdasarkan kajian ini, pendekatan masa depan dapat muncul untuk memerangi obesiti dan diabetes tipe II dengan lebih berkesan dengan bantuan osteocalcin.

Pendidikan, kejadian, sifat & nilai optimum

Seperti yang disebutkan sebelumnya, osteocalcin disintesis pada osteoblas tulang dan odontoblas gigi. Kadar pengeluarannya bergantung pada vitamin K dan dirangsang oleh vitamin D. Setelah pembentukannya, ia kemudiannya dimasukkan sebagai komponen dalam matriks tulang ekstraselular. Hanya ada yang stabil.

Dalam bentuk percuma hanya mempunyai jangka hayat yang pendek. Dalam plasma darah, misalnya, separuh dipecah oleh protease yang dikandungnya dalam masa empat minit. Ia dilepaskan semasa pergantian tulang dan masuk ke dalam darah. Kepekatan yang diukur dalam darah dan air kencing memberikan maklumat mengenai aktiviti metabolik tulang dan oleh itu menjadi penanda yang baik untuk penyakit tulang tertentu.

Penyakit & Gangguan

Tahap osteocalcin dalam darah dan air kencing bergantung kepada banyak faktor. Secara umum, mereka mencirikan kadar pergantian tulang. Semasa pergantian tulang, tulang sentiasa dipecah dan dibina semula.

Apabila proses penguraian tulang mendominasi, kepadatan tulang menurun dalam jangka panjang dan kerapuhan meningkat. Sudah tentu, lebih banyak bahan dibebaskan yang terlibat dalam pembentukan tulang. Ini juga merangkumi osteocalcin. Nilai tinggi dalam darah selalu bermaksud peningkatan proses pemecahan. Tahap osteocalcin yang terlalu tinggi dalam darah dijumpai pada osteoporosis dengan kadar metabolisme yang tinggi, hiperparatiroidisme, metastasis tulang pada keganasan, penyakit Paget, osteomalacia, hipertiroidisme atau kekurangan buah pinggang. Tahap osteocalcin yang rendah berlaku dengan terapi kortison yang berpanjangan, osteoporosis dengan pergantian tulang yang rendah, artritis reumatoid atau hypoparathyroidism. Osteoporosis khususnya boleh disebabkan oleh pelbagai sebab. Oleh itu, pergantian tulang boleh menjadi tinggi atau rendah.

Apa yang dimiliki oleh semua bentuk osteoporosis adalah bahawa kehilangan tulang mendominasi struktur tulang. Gangguan hormon berdasarkan hormon paratiroid yang terlalu aktif menyebabkan kadar osteocalcin dalam darah meningkat dengan mendadak. Hormon paratiroid mengatur tahap kalsium dalam darah dengan memecahkan tulang. Sebaliknya, kepekatan hormon paratiroid yang terlalu rendah juga menyebabkan nilai osteocalcin rendah dalam darah. Dalam konteks penyakit Paget, proses pembentukan semula yang tidak teratur berlaku dalam sistem kerangka, yang juga menyebabkan peningkatan kepekatan osteocalcin.

Sudah tentu, dengan kadar metabolisme yang meningkat secara umum dalam konteks tiroid yang terlalu aktif, pergantian tulang meningkat dengan peningkatan kadar osteocalcin. Terapi kortison memperlahankan pergantian tulang. Nilai darah khas untuk penyakit tertentu. Walau bagaimanapun, penentuan osteocalcin memberikan hanya satu hasil dalam konteks diagnosis keseluruhan.