Остеокалцин, протеин в костите
Костта е орган, на който отдавна се приписват функции в подвижността и съхранението на калций [1]. Няколко от неговите протеини са отговорни за неговата активност, включително остеокалцин (OC), който се използва като биомаркер на костната минерализация. И все пак проучванията върху животни показват важна връзка между OC и метаболизма на глюкозата. По този начин те предполагат съществуването при хората на координирана регулация от ендокринен характер на костния и енергийния метаболизъм [2] (→).
(→) Вижте синтеза на C.B. Confavreux и M. Ferron, m/s n ° 1, януари 2008 г., страница 21
Тази хипотеза се подкрепя по-специално от високите енергийни изисквания, необходими на костите за нейното функциониране [3]. През последното десетилетие няколко проучвания са изследвали тази връзка между OC и метаболизма на глюкозата при хората.
Остеокалцин, протеин в костите
OC, първоначално наречен BGP за костен GLA (богат на гама-карбоксиглутаминова киселина] протеин), е един от най-разпространените неколагенови протеини в костите. Това е пептид, съставен от 49 аминокиселини, синтезирани и секретирани от остеобласти, клетките, отговорни за формирането на костите чрез минерализация на матрицата [4]. Остеобластите синтезират няколко други матрични протеини, включително фибронектин, остеопонтин, остеонектин и сиалопротеин, чиито роли все още не са напълно изяснени [5] (→).
(→) Виж Синтеза на П. Мари, m/s n ° 12, декември 2001 г., страница 1252
Синтез, карбоксилиране и декарбоксилиране на остеокалцин. Синтезът на остеокалцин се активира от 1,25-дихидрокси-витамин D3, който се свързва с рецептора за витамин D в остеобластите. Пре-про-остеокалцинът се синтезира. Това е последвано от стъпка на протеолиза за освобождаване на пропептида и образуване на простеокалцин, който от своя страна се карбоксилира в ендоплазмения ретикулум от гама-глутамил карбоксилаза и витамин К епоксид редуктаза. Този етап позволява образуването на карбоксилиран остеокалцин, чиито киселинни групи се свързват с костния калций със силен афинитет. Остеокалцинът може да бъде декарбоксилиран, за да образува субкарбоксилиран остеокалцин, който се освобождава от костната матрица в кръвния поток. VDR: рецептор за витамин D; VKOR: витамин К епоксид редуктаза; GGCK: гама-глутамил карбоксилаза; OC: остеокалцин; OC-sc: суб-карбоксилиран остеокалцин; Са: калций.
Ролята на OC в костното ремоделиране остава противоречива, особено след като е установено, че делецията на гена при мишки има малък ефект върху костния фенотип [7]. За разлика от това, циркулиращият OC проявява други функции, които не са свързани с костната хомеостаза. Наистина може да има положително въздействие върху производството на тестостерон и плодовитостта при мъжете, като въздейства върху клетките на тестисите [8, 9]. Също така оказва положително влияние върху развитието на когнитивните функции и централната нервна система, по време на ембриогенеза чрез преминаване през плацентарната бариера, както и в зряла възраст чрез преминаване на кръвно-мозъчната бариера [10].
Изследванията на OC и въглехидратния метаболизъм показват, че той допълнително повишава чувствителността към инсулин в прицелните органи. OC всъщност стимулира усвояването на глюкозата от мускулите, увеличава производството на адипонектин от мастната тъкан и намалява натрупването на липиди и възпалението в черния дроб. Той също така насърчава секрецията на инсулин от панкреаса [11 - 14] (Фигура 2) .