osteokalsiini- on peptidihormoni, jota löytyy luista, jolla on erilaisia toimintoja. Se osallistuu merkittävästi luun aineenvaihduntaan ja toimii merkkinä monille veren luusairauksille. Mutta sillä on myös merkittävä rooli hiilihydraattien ja rasvojen aineenvaihdunnassa.
Mikä on osteokalsiini?
Osteokalsiini on peptidihormoni, jota tuotetaan luiden osteoblasteissa tai hampaiden odontoblasteissa. Osana solunulkoista luumatriksia se sitoutuu mineraali-hydroksiapatiitiin. Siellä se on noin yksi tai kaksi prosenttia.
Koska mineraali sitoutuu mineraalin kalsiumiin, osteokalsiini estää luun esteetöntä mineralisaatiota. Sitä koodaa geeni kromosomissa 1q25q31. Hiiretutkimuksissa tämän geenin mutaatiot johtivat luiden lisääntyneeseen mineralisaatioon ja siten marmorisen luutaudin kehittymiseen. Tämä johti lisääntyneeseen luunmuodostukseen ja samalla lisääntyneeseen haurauteen. Hormonin synteesi riippuu D-vitamiinin metaboliitista kalsitriolista (1,25 (OH) 2D3).
Glutamyylikarboksylaasi-entsyymi puolestaan katalysoi sitoutumista kalsiumiin. K-vitamiini toimii kofaktorina. Osteokalsiini toimii luun rakenteen markkerina. Se on jo eristetty hengissä pysyvistä neandertallasista luista. Se mitataan veressä diagnostisia tarkoituksia varten.
Toiminto, vaikutukset ja tehtävät
Osteokalsiini täyttää organismissa useita toimintoja. Se on hormoni, jota syntetisoidaan vain luiden osteoblasteissa tai hampaiden odontoblasteissa.
Siellä se on merkittävästi mukana luun aineenvaihdunnassa. Luustoa ja luuta hajottavia prosesseja tapahtuu jatkuvasti luujärjestelmässä. Jos luita hajottavat prosessit ovat vallitsevia, tapahtuu ns. Osteoporoosia. Vaikka hormoni ei estä osteoporoosia, se toimii tärkeänä merkkinä tietyille luusairauksille. Luun sisällä sen tehtävä on rajoittaa luiden mineralisaatiota. Se sitoutuu solunulkoisen ei-kollageenisen luumatriisin hydroksiapatiitiin. Luut kehittyvät normaalisti ja niille annetaan tarvittava lujuus murtumia vastaan. Matriisi sisältää jopa kaksi prosenttia. Osteokalsiinin sisältämät glutamyylitähteet on ensin poistettava entsyymin avulla voidakseen sitoutua mineraalin kalsiumatomiin.
Tämä entsyymi on glutamyylikarboksylaasi, joka puolestaan aktivoidaan kofaktorin K-vitamiinilla. Uusimpien havaintojen mukaan myös osteokalsiini alentaa verensokeria ja vähentää rasvaa. Verensokerin alentaminen tapahtuu kahdella tavalla. Osteokalsiini stimuloi hormoniinsuliinin synteesiä suoraan stimuloimalla Langerhansin saarekkeita haimassa. Se lisää epäsuorasti myös insuliinin tehokkuutta stimuloimalla adiponektiinihormonia. Viime vuosina on havaittu, että [[insuliiniresistenssi johtuu adiponektiinin vähentyneestä tuotannosta.
Mitä enemmän rasvaa varastoituu rasvasoluihin, sitä matalampi on adiponektiinisynteesi. Tämä puolestaan heikentää insuliinin tehokkuutta. Lisäksi eläinkokeet ovat osoittaneet, että osteokalsiini lisää rasvanpolttoa. Hiirillä, joilla on korkea osteokalsiinitaso, ei kehittynyt lihavuutta tai diabetesta. Tämän tutkimuksen perusteella voi tulla tulevaisuuden lähestymistapoja liikalihavuuden ja tyypin II diabeteksen torjumiseksi tehokkaammin osteokalsiinin avulla.
Koulutus, esiintyminen, ominaisuudet ja optimaaliset arvot
Kuten aikaisemmin mainittiin, osteokalsiini syntetisoidaan luiden osteoblasteissa ja hampaiden odontoblasteissa. Sen tuotantonopeus riippuu K-vitamiinista ja sitä stimuloi D-vitamiini. Muodostuksen jälkeen se sisällytetään sitten pääasiassa komponentiksi solunulkoiseen luumatriksiin. Vain siinä se on vakaa.
Vapaassa muodossa sen puoliintumisaika on vain lyhyt. Esimerkiksi veriplasmassa se hajoaa puolittain sen sisältämien proteaasien vaikutuksesta neljän minuutin kuluessa. Se vapautuu luunvaihdunnan aikana ja pääsee vereen. Veressä ja virtsassa mitatut pitoisuudet antavat tietoa luiden metabolisesta aktiivisuudesta ja ovat siksi hyvä merkki tietyille luusairauksille.
Sairaudet ja häiriöt
Veren ja virtsan osteokalsiinitasot riippuvat monista tekijöistä. Yleensä ne kuvaavat luun vaihtuvuutta. Luunvaihdon aikana luut hajoavat ja rakentuvat jatkuvasti.
Kun luuta hajottavat prosessit ovat vallitsevia, luun tiheys vähenee pitkällä tähtäimellä ja hauraus kasvaa. Tietenkin vapautuu enemmän aineita, jotka osallistuvat luunmuodostukseen. Tähän sisältyy myös osteokalsiini. Veren korkeat arvot tarkoittavat aina lisääntynyttä hajoamisprosessia. Liian korkeita veren osteokalsiinitasoja havaitaan osteoporoosissa, jolla on korkea metabolinen nopeus, hyperparatyreoosi, pahanlaatuisten luiden etäpesäkkeet, Pagetin tauti, osteomalacia, hypertyreoosi tai munuaisten vajaatoiminta. Matalat osteokalsiinitasot esiintyvät pitkittyneellä kortikosteroidihoidolla, osteoporoosilla, jolla on alhainen luunvaihdunta, nivelreumalla tai hypoparatyreoosilla. Erityisesti osteoporoosi voi johtua monista eri syistä. Siksi luun vaihtuvuus voi olla suuri tai matala.
Kaikilla osteoporoosin muodoilla on yhteistä se, että luukato on pääosin luun rakennetta. Yliaktiiviseen lisäkilpirauhashormoniin perustuvat hormonaaliset häiriöt aiheuttavat veren osteokalsiinitasojen nousun voimakkaasti. Lisäkilpirauhashormoni säätelee veren kalsiumtasoa hajottamalla luut. Toisaalta liian matala lisäkilpirauhashormonipitoisuus johtaa myös alhaisiin veren osteokalsiiniarvoihin. Pagetin taudin yhteydessä luujärjestelmässä tapahtuu epäsäännöllisiä uudistumisprosesseja, mikä johtaa myös lisääntyneisiin osteokalsiinipitoisuuksiin.
Tietysti, kun metabolianopeudet ovat yleensä lisääntyneet kilpirauhasen liikatoiminnan yhteydessä, luun vaihtuvuus kasvaa, kun osteokalsiinitasot nousevat. Kortisonihoito hidastaa luun kiertoa. Veriarvot ovat tyypillisiä tietyille sairauksille. Osteokalsiinin määritys antaa kuitenkin vain yhden tuloksen kokonaisdiagnoosin yhteydessä.