Общая характеристика
Основной неколлагеновый белок костной и зубной ткани. Синтезируется остеобластами и одонтобластами, отражает метаболическую активность остеобластов костной ткани. На синтез остеокальцина прямое влияние оказывают кальцитонин, паратиреоидный гормон. Процесс синтезирования зависит от витамина К, С и регулируется витамином Д3. Часть синтезированного остеокальцина, не включенная в костный матрикс, выводится почками, поэтому его уровень в крови зависит от функционального состояния почек. Уровень остеокальцина в крови может меняться в зависимости от характера метаболических нарушений в кости и подвержен большим суточным колебаниям. Наиболее целесообразно определять остеокальцин одновременно с b-Cross Laps, дезоксипиридинолином с целью определения скорости костного метаболизма (высокий или низкий), что даст возможность выбрать препарат для патогенетического лечения.
Нормы остеокальцина
Примерно 95% здорового взрослого населения имеют в своей крови уровень остеокальцина в пределах нормального диапазона 11 – 48 нг/мл. Но эти показатели характерны взрослым людям в возрасте от 30 до 50 лет.
В период интенсивного роста детей и их полового созревания значения остеокальцина значительно вырастают в пределах 77 – 269 нг/мл. А при старении значения этого белка серьезно уменьшаются и находятся в пределах 14 – 46 нг/мл.
Выработка остеокальцина подвержена циркадным ритмам и меняется в течение суток, достигая своего пика ранним утром и своей низшей точки в полдень.()
ГОРМОНАЛЬНОЕ ВЛИЯНИЕ ОСТЕОКАЛЬЦИНА НА ОБМЕН ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S8756328215002355)
Показания для назначения
1. Как дополнение к диагностике заболеваний, связанных с повышенным обменом в кости: болезнь Педжета, остеомаляция, остеопороз, остеосаркома, метастатический рак предстательной железы или грудной железы с остеобластическим образованием кости, первичный гиперпаратиреоз, почечная остеодистрофия. 2. Мониторинг и оценка эффективности антирезорбтивной терапии (в т. год. гормональная заместительная терапия, применение бисфосфонатов). 3. В педиатрии дополнительный тест при диагностике рахита.
Действие и эффекты остеокальцина
Остеокальцин помогает строить крепкие кости
Остеокальцин отвечает за захват и связывание кальция в костной ткани, что придает костям их прочность и гибкость. Для того, чтобы этот процесс начался, сначала остеокальцин должен быть активирован с помощью витамина К.() Например, у мышей с низкими показателями остеокальцина были выявлены значительно менее крепкие кости, что приводило даже к их переломам.()
Однако, повышенные уровни остеокальцина – это не всегда признак прочности костей. У пожилых людей такой высокий уровень этого белка является, наоборот, показателем снижения плотности костей (особенно шейки бедра и позвоночника), что может привести к серьезным переломам. Подобный увеличенный уровень остеокальцина связан с многочисленными нарушениями в формировании костной ткани.(, , , , )
Остеокальцин регулирует уровни инсулина и глюкозы
Когда остеокальцин работает, как гормон, то он способен контролировать баланс между инсулином и глюкозой в организме.(И) В поджелудочной железе этот белок увеличивает выработку инсулина с помощью активации рецепторов GPRC6A. Это увеличивает производство бета-клеток в поджелудочной железе, которые, затем начинают больше производить, хранить и выпускать инсулин.(, )
Остеокальцин также воздействует на мышцы и другие ткани, чтобы помочь сохранить баланс уровня глюкозы. Это достигается путем увеличения производства адипонектина в жировых клетках (адипоцитах). Адипонектин, в свою очередь, увеличивает поглощение глюкозы в жировых и мышечных клетках. ()
Низкий уровень остеокальцина может ухудшить способность организма использовать инсулин для управления содержанием глюкозы. ()
Остеокальцин стимулирует выработку тестостерона
Остеокальцин связан с мужской репродуктивной функцией. Когда он действует как гормон в крови, то взаимодействует с клетками яичек через рецепторы GPRC6A. Такое взаимодействие стимулирует увеличение выработки тестостерона.()
Содержание в крови остеокальцина, как правило, растёт в период полового созревания мальчиков, в то время, как его низкие уровни связаны с замедлением или задержкой полового созревания. Однако, поскольку уровни остеокальцина могут сильно варьироваться от человека к человеку, эти показатели не обязательно являются надежным маркером полового развития у конкретного человека.()
Остеокальцин улучшает силу мышц
Остеокальцин оказывает прямое влияние на прочность мышц, особенно рук и ног. Сигналы в мышечной ткани, получаемые от остеокальцина, помогают мышцам адаптироваться к физической нагрузке. В совокупности эти возможности помогают остеокальцину предотвращать снижение переносимости физической нагрузки с возрастом.()
Известно, что достаточные уровни этого белка положительно связаны с мышечной силой у женщин в возрасте от 70 лет и старше, что уменьшает риски падения и переломов. Более высокие показатели остеокальцина также связаны с ростом мышечной массы и с предотвращением потери массы мышц с возрастом.()
Остеокальцин улучшает работу мозга
Остеокальцин способствует увеличению производства нейромедиаторов – дофамина, норадреналина, серотонина в мозге (опыты были на мышах). Эти нейромедиаторы играют важную роль в мотивации, обучении и памяти.()
В одном исследовании принимали участие 44 человека с низким уровнем остеокальцина. У всех них были диагностированы негативные изменения в микроструктуре мозга (в гипоталамусе, таламусе и в подкорковом белом веществе). Такие изменения могут привести к снижению эффективности работы мозга.()
В другом исследовании с участием 117 женщин в возрасте 71-78 лет было выявлено, что когнитивные функции мозга улучшались, когда уровень остеокальцина в мозге возрастал.(И) Другие исследования на мышах показали на нарушения в обучении и памяти при снижении показателей остеокальцина.()
СХЕМА ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ КЛЕТКАМИ КОСТНОЙ ТКАНИ, СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ, ЖИРОВОЙ ТКАНИ И ОБМЕНОМ ВЕЩЕСТВ (https://www.elsevier.es/en-revista-endocrinologia-nutricion-english-edition–412-articulo-cardiovascular-disease-bone-metabolism-S2173509311000080)
Интерпретация:
- Первичный и вторичный гиперпаратиреоз, болезнь Педжета, вторичная остеосаркома, период заживления переломов костей, почечная остеодистрофия, хроническая почечная недостаточность, опухоли и метастазы в кости, диффузный токсический зоб, быстрый рост у подростков
- Гиперкортицизм (болезнь и синдром Иценко — Кушинга), терапия глюкокортикоидными гормонами, гипопаратиреоз, первичный билиарный цирроз, беременность, дефицит соматотропина, рахит у детей раннего возраста
Образец результата (PDF)
Высокий уровень остеокальцина
Повышенный уровень остеокальцина может показывать на остеопороз
Повышенный уровень остеокальцина в крови был связан с пониженной минеральной плотностью костной ткани (низкой костной массы) и остеопорозом. Такие выводы были получены в 4-х исследованиях с общем количестве 417 участников-женщин в постменопаузе. () Анализы по определению уровня остеокальцина в крови могут быть использованы для диагностики и мониторинга состояния больных с остеопорозом. Это может быть сделано с обычным сканированием минеральной плотности костной ткани.
Другие исследования показали, что высокое содержание остеокальцина в крови является показателем потери костной массы, а у пожилых людей – показателем снижения плотности костей и повышения риска переломов. Исследования на животных предполагают, что это происходит из-за реабсорбции костной ткани (разрушения костей в результате переноса минеральных веществ в кровь), что сопровождается усиленным выходом остеокальцина в кровь.()
Витамин K, витамин D и добавки кальция понижают уровень остеокальцина в крови и увеличивают костную плотность в исследовании с участием 78 женщин в постменопаузе.()
Высокий уровень остеокальцина связан с диабетом при беременности
Исследование с участием 130 беременных женщин указало на связь между высоким содержанием остеокальцина в крови и риском увеличения инсулинорезистентности во время беременности, что может привести к развитию состояния, так называемого гестационного диабета (временная форма диабета, связанная с беременностью и родами).()
Уровень остеокальцина в крови были более высокими на протяжении всей беременности у 48 женщин с гестационным диабетом по сравнению с другими 48 здоровыми беременными.()
Повышенные показатели остеокальцина связаны с плотностью груди у женщин
Диагностированное ожирение у женщин в период постменопаузы вместе с повышенным уровнем содержания остеокальцина в крови показывали большую вероятность повышенной плотности груди. Подобное увеличение плотности груди представляет собой существенный фактор риска для развития рака молочной железы. Эта зависимость была выявлена в исследовании с участием 239 женщин в пременопаузе и постменопаузе в возрасте 40-60 лет.()
Высокий уровень остеокальцина может указывать на анемию
Уровень остеокальцина может повлиять на формирование красных кровяных клеток, которые переносят кислород в крови. В исследовании, с участием 939 пожилых мужчин в возрасте 72-79 лет, было показано на высокий уровень остеокальцина, который связали с низким числом красных кровяных телец. Однако, механизм этой взаимосвязи пока еще не известен.()
ЭНДОКРИННАЯ РОЛЬ ОСТЕОКАЛЬЦИНА (https://joe.endocrinology-journals.org/content/225/1/R1/F1.expansion.html)
Остеокальцин
Остеокальцин
— маркёр метаболизма костной ткани. Это основной витамин К-зависимый неколлагеновый белок костного матрикса, связывающий кальций и гидроксиапатиты. Он высвобождается остеобластами в процессе остеосинтеза и частично поступает в кровоток.
Метаболизм остеокальцина
Остеокальцин вырабатывается остеобластами и одонтобластами костной ткани. Основная часть синтезированного белка входит в состав внеклеточного матрикса костной ткани, который затем минерализуется с образованием новой кости, а оставшаяся часть попадает в кровоток. При резорбции костной ткани под воздействием остеокластов остеокальцин высвобождается из костного матрикса и попадает в кровь в виде неиммунных фрагментов. Они выводятся почками в виде метаболитов гамма-карбоксиглутаминовой кислоты (Gla), поэтому уровень остеокальцина в крови зависит от функционального состояния почек.
Уровень остеокальцина в крови
Уровень остеокальцина в крови отражает метаболическую активность остеобластов костной ткани, поскольку остеокальцин крови — результат нового синтеза, а не освобождения его при резорбции кости. Предполагается участие остеокальцина в регуляции процесса резорбции. При высоких уровнях остеокальцина высока и резорбция кости. Это показатель уровня костного метаболизма в целом, а также возможный прогностический индикатор усиления заболевания костей.
Более 90% синтезируемого остеобластами остеокальцина у молодых и около 70% у взрослых людей включается в костный матрикс, а остальная часть попадает в кровоток. Эта доля ОК может меняться в зависимости от характера метаболических нарушений в кости. Выводится ОК из кровотока почками (посредством клубочковой фильтрации и деградации в почечных канальцах), поэтому его уровень в крови зависит от функционального состояния почек. Уровень ОК в крови подвержен большим суточным колебаниям.
Пределы определения: 0,5 нг/мл–1500 нг/мл.
Показания:
- диагностика остеопороза;
- мониторинг антирезорбтивной терапии у больных с остеопорозом;
- гиперкальцемический синдром;
Подготовка
Кровь рекомендуется сдавать утром, в период с 8 до 12 часов. Взятие крови производится натощак или спустя 6–8 часов голодания. Допускается употребление воды без газа и сахара. Накануне сдачи исследования следует избегать пищевых перегрузок.
Интерпретация результатов
Единицы измерения: нг/мл.
Повышение уровня остеокальцина:
- постменопаузальный остеопороз;
- остеомаляция;
- первичный и вторичный гиперпаратиреоз;
- болезнь Педжета;
- почечная остеодистрофия;
- опухоли, метастазы в кости;
- диффузный токсический зоб;
- быстрый рост у подростков;
- хроническая почечная недостаточность.
Внимание!
При выраженном снижении клубочковой фильтрации, в частности, при хронической почечной недостаточности, уровень ОК в крови может быть завышенным. Наличие в кровотоке фрагментов ОК вследствие либо частичного его разрушения в сосудистом русле под воздействием циркулирующих протеаз, либо вследствие его разрушения в процессе резорбции кости также может приводить к завышенным значениям при определении ОК.
Понижение уровня остеокальцина:
- гиперкортицизм (болезнь и синдром Иценко-Кушинга);
- терапия глюкокортикоидными гормонами;
- гипопаратиреоз;
- первичный билиарный цирроз;
- беременность;
- дефицит соматотропина.