Остеокальцин - новый гормон костной ткани

Подготовил профессор Аблаев Н.Р.

Третичная структура остеокальцина

Первичная структура остеокальцина

Первичная структура остеокальцина

После секреции из остеобластов специфические остатки глу карбоксилируются витамин К –зависимым ферментом в g-карбоксиглутаминовую кислоту (Gla); человеческий Gla содержит 3 таких остатка . После отщепления пропептида и секреции большая часть нативного остеокальцинавовлекается в процесс минерализации костного матрикса

Карбоксилирование остатков аминокислоты глу в белках – это сложный многосту-пенчатый процесс. Он хорошо изучен. Данный процесс происходит только с участием витаминов группы К

Суточные дозы витамина К

Са++

Сердце ДанкоГла

Интегрированная физиологическая модель (адаптировано по Confavreux et al.)

Gravenstein K S et al. JCEM 2011;96:E884-E890

Продукция и секреция адипонек-тина очень высоки в тощем организ-ме, но резко падают при ожирении

Гормон лептин снижает в норме аппетит, он блокирует также секрецию остеокальцина. На схеме показано, что остеокальцин повышает продукцию и секрецию инсулина, он также повышает чувствительность мышц и жировой ткани к инсулину ( за счёт адипонектина)

ОС – стимулятор П/Ж

Цитоплазматический домен

Внедрение адипонектина в мед практику поможет разре-шить многие проблемы при СД 2 типа

Гормон жировой ткани адипонектинстимулирует синтез рецепторов инсулина и ГЛУТ-4, повышает чувствительность клеток к инсулину

Хромодулин

Упрощенная схема функционирования оси кость – панкреас.

Razzaque M S Nephrol. Dial. Transplant. 2011;26:42-45

Упрощенная схема функционирования оси кость –панкреасИнсулин взаимодействует с остеобластами через рецепторы инсулина (IR), при этом вырабатывается остеокальцин , - некарбоксилированнаяформа остеокальцина, возможно, путем резорбции костной ткани и снижения рН окружающей среды происходит поступление в кровь остеокальцина. Далее остеокальцин взаимодействует с бета-клетками поджелудочной железы, влияя на энергетический обмен. Молекулярный механизм данного процесса в деталях ещё не изучен. Выделяемый жировыми клетками гормон лептин может действовать как ингибиторный сигнал на активность остеокальцина. Gla- остеокальцин занимается кальцификацией кости(

Всё это в нас происходит?

Как здорово!!

1.

2

3

4

5

Остеокальцин по-разному регулирует экспрессию генов ß-клеток и адипоцитови водействует на развитие метаболических заболеваний у мышей

Остеокальцин (не карбоксилированный) при резорбции кости поступает в кровь и далее действует как обычный гормон:1.Он стимулирует бета-клетки панкреаса, заставляя их производить и высвобождать в кровь инсулин.2. Действуя на адипоциты, он стимулирует секрецию гормона адипонектина, повыша-ющего экспрессию инсулин-зависимого транспортера глюкозы (ГЛУТ-4), который повыша-ет захват глюкозы мышцами и адипоцитами и снижает жировую массу.

Ремоделирование кости происходит с участием остеобластов , а деструкция- под влиянием остекластов. Лептин(гормон адипоцитов) ингибирует формирование остебластов и благодаря этому он вызывает резорбцию (расщепление) кости. Это, в свою очередь, активирует остеокальцин (как гормона), который стимулирует бета-клетки , секретирующие гормон инсулин. Инсулин далее усиливает ремоделирование кости.

1.

2.

34.

Сердце Данко

Gla-Ocn

Остеокласт

Остеобласт

Уровень ucOC в плазме крови женщин в различных состояниях

ucOC (нг/мл)

Пре-менопаза

(31+7 лет)

0.65+ 0.5

Ранняя менопауза (54+3 лет)

0.95+0.4

(ns vs pre-men)

Поздняя

менопауза (85+8 лет)

1.59+1.1

(p<0.001 vs pre-men)

Plantalech L, et al : J Bone Miner Res 1991; 6(11): 1211-6

Американская медицинская Ассоциация недавно повысила ежедневное потребление витамина К до 90 мг/день для женщин и до 120 мг/день – для мужчин (PMID: 12905754 [PubMed - indexed for MEDLINE]. Матриксный белок костей Gla (MGP) является мощным ингибитором васкулярнойкаль-цификации. Прежние суточные дозы вита-мина К были основаны на потребности печени для синтеза факторов коагуляции. Накапливающиеся данные дают возможность предполагать, что непеченочные ткани, такие как кости и стенки сосудов, требуют более высоких суточных доз витамина К, при этом отдаётся предпочтение для

менахинона скорее, чем для филлохинона.

Возраст Остеокальцин, нг/мл

Дети 39 90

Женщины, от 18 до 30 лет 11–43

Женщины, менопауза 15–46

Мужчины, 18–30 лет 24–70

Мужчины, 30–50 лет 14–42

Мужчины, 50–70 лет 14–46

Содержание Остеокальцина в сыворотке крови в норме

Известны три витамин K2 – зависимых белка, ассоциированных с матриксом костной ткани, один из них называется остеокальцин.

Только после активации витамином K2

остеокальцин способен откладывать соли Са в костном матриксе.

Когда уровень витамина K2 недостаточ-ный, остеокальцин не карбоксилируется и нарушается минерализация кости.

Итак, остеокальцин образуется в остеокластах с участием витаминов А и Д. В костном матриксе ОС частично карбоксилируется и превращается в активный ОС (Gla), который участвует в кальцификации костной ткани.

Другая часть поступает в кровь в процессе резорбции кости и становится важным гормоном, влияющим на функции панкреас, адипоцитов, гонад, усиливает энерге-тический обмен

Матрикс

Итоговая схема

Матрикс Кровь Ocn

OcnКакая часть Glaпревращается в Glu ?10-30%

И СВОИ КОСТИ

У Дружка диабет, Вы это понимаете?

Благодарю за внимание и любознательность !