Osteocalcina

A osteocalcina, tamén chamada proteína ósea que contén ácido gamma-carboxiglutámico (BGLAP), é unha proteína non coláxena de 49 aminoácidos ^[1] con función hormonal, que se atopa no óso e na dentina. Prodúcena os osteoblastos e odontoblastos. Ten unha vida media moi curta e metabolízase no fígado e riles.

Osteocalcina.

Incorpórase á matriz ósea e pode unirse ao hidroxiapatito do óso. Arredor do 20% da osteocalcina sintetizada non se incorpora ao óso, e pasa á circulación sanguínea. En mulleres normais e en mulleres con osteoporose, os niveis de osteocalcina correlacionan positivamente co cociente de formación ósea, medido por histomorfometría.

Obsérvanse incrementos de osteocalcina naquelas patoloxías onde hai un incremento da formación do óso ou, o que é o mesmo, un aumento na actividade osteoblástica. Nestes casos as concentracións de osteocalcina correlacionan ben con outros marcadores como a fosfatase alcalina e a histomorfometría ósea. Tamén aumenta na insuficiencia renal aguda, dado o seu metabolismo renal.

Xenética

Nos humanos a osteocalcina está codificada polo xene BGLAP do noso cromosoma 1.^[2][3]

É unha proteína de 49 aminoácidos de 5,8 kDa, que sofre gamma-carboxilación (dependente da vitamina K) en residuos glutamil situados nas posicións 17,21 e 24, o que dá lugar á formación de gamma-carboxiglutamato, o que facilita a súa unión ao hidroxiapatito do óso. Na circulación sanguínea detéctase tanto osteocalcina gamma-carboxilada como non gamma-carboxilada ^[4]. Pode romper en fragmentos menores no fígado, riles e soro sanguíneo ^[5].

Funcións

A osteocalcina é segregada polos osteoblastos e pénsase que xoga un papel na regulacion metabólica do corpo e é pro-osteoblástica, ou construtora de óso.^[6] Está implicada na mineralización do óso e na homeostase do ión calcio.

A osteocalcina actúa como unha hormona no corpo, facendo que as células beta do páncreas liberen máis insulina, e ao mesmo tempo estimulan aos adipocitos a liberar a hormona adiponectina, a cal incrementa a sensibilidade á insulina.^[6] Tres grupos de investigación confirmaron independentemente o papel da osteocalcina na secreción de insulina.^[7][8]

Os datos actuais suxiren unha posible función da osteocalcina na fertilidade masculina.^[9] A osteocalcina pode aumentar a síntese de testosterona, a cal é a hormona que regula diversos aspectos da fertilidade masculina.

Utilidade clínica

Marcador da formación de óso

Como a osteocalcina a producen os osteoblastos, utilízase a miúdo como marcador para o estudo do proceso de formación de óso. Durante o tratamento con fármacos anabólicos para a formación de óso en casos de osteoporose, como Forteo, observouse que os niveis máis altos de osteocalcina están relativamente ben correlacionados co aumento da densidade mineral ósea. En moitos estudos, a osteocalcina utilízase como un biomarcador preliminar da efectividade dun fármaco sobre a formación de óso.

Diagnóstico

Un aumento nos niveis de osteocalcina pode indicar:

• enfermidade de Paget (osteíte deformante),
• hiperparatiroidismo,
• hipertiroidismo,
• osteomalacia,
• osteodistrofia renal e acromegalia,
• metástases óseas (ocasionalmente),
• recuperación de fracturas óseas,
• osteoporose,
• insuficiencia renal crónica.

Un descenso dos niveis de osteocalcina pode indicar:

• hipotiroidismo,
• hipoparatiroidismo,
• déficit de hormona do crecemento,
• cirrose biliar.

Notas

1. Osteocalcin fragments
2. Puchacz E, Lian JB, Stein GS, Wozney J, Huebner K, Croce C (1989). "Chromosomal localization of the human osteocalcin gene". Endocrinology 124 (5): 2648–50. PMID 2785029. doi:10.1210/endo-124-5-2648.
3. Cancela L, Hsieh CL, Francke U, Price PA (1990). "Molecular structure, chromosome assignment, and promoter organization of the human matrix Gla protein gene". J. Biol. Chem. 265 (25): 15040–8. PMID 2394711.
4. Osteocalcin: Bu B Yeap. An Endocrine Link Between Bone and Glucose Metabolism: Osteocalcin as a Novel Regulator of Insulin Secretion & Insulin Sensitivity.
5. John W. Colford, Bruce A. Lueddecke, Michael Salvati, Dave Hanna, Dawn Sailer, Sundeep Khosla, B. Lawrence Riggs, Craig B. Langman. Immunoradiometric Assay for Intact Human Osteocalcin(1– 49) without Cross-Reactivity to Breakdown Products. Clinical Chemistry 45:4 526–531 (1999)
6. Lee NK, Sowa H, Hinoi E, Ferron M, Ahn JD, Confavreux C, Dacquin R, Mee PJ, McKee MD, Jung DY, Zhang Z, Kim JK, Mauvais-Jarvis F, Ducy P, Karsenty G (2007). "Endocrine regulation of energy metabolism by the skeleton". Cell 130 (3): 456–69. PMC 2013746. PMID 17693256. doi:10.1016/j.cell.2007.05.047.
7. Pi M, Wu Y, Quarles DL (2011). "GPRC6A mediates responses to osteocalcin in beta-cells in vitro and pancreas in vivo". JBMR 26 (7): 1680–1683. PMID 21425331. doi:10.1002/jbmr.390.
8. Fulzele K, Riddle RC, DiGirolamo DJ, Cao X, Wan C, Chen D, Faugere MC, Aja S, Hussain MA, Brüning JC, Clemens TL (2010). "Insulin receptor signaling in osteoblasts regulates postnatal bone acquisition and body composition". Cell 142 (2): 309–19. PMC 2925155. PMID 20655471. doi:10.1016/j.cell.2010.06.002.
9. Franck Oury, Grzegorz Sumara, Olga Sumara, Mathieu Ferron, Haixin Chang, Charles E. Smith, Louis Hermo, Susan Suarez, Bryan L. Roth, Patricia Ducy et al. Endocrine Regulation of Male Fertility by the Skeleton. Cell, 17 February 2011 DOI: 10.1016/j.cell.2011.02.004

Véxase tamén

Bibliografía

• Kamdem LK, Hamilton L, Cheng C; et al. (2008). "Genetic predictors of glucocorticoid-induced hypertension in children with acute lymphoblastic leukemia.". Pharmacogenet. Genomics 18 (6): 507–14. PMID 18496130. doi:10.1097/FPC.0b013e3282fc5801.
• Lin GT, Tseng HF, Chang CK; et al. (2008). "SNP combinations in chromosome-wide genes are associated with bone mineral density in Taiwanese women.". Chin J Physiol 51 (1): 32–41. PMID 18551993.
• Lumachi F, Camozzi V, Tombolan V, Luisetto G (2009). "Bone mineral density, osteocalcin, and bone-specific alkaline phosphatase in patients with insulin-dependent diabetes mellitus.". Ann. N. Y. Acad. Sci. 1173 Suppl 1: E64–7. PMID 19751417. doi:10.1111/j.1749-6632.2009.04955.x.
• Kanazawa I, Yamaguchi T, Yamamoto M; et al. (2009). "Serum osteocalcin/bone-specific alkaline phosphatase ratio is a predictor for the presence of vertebral fractures in men with type 2 diabetes.". Calcif. Tissue Int. 85 (3): 228–34. PMID 19641839. doi:10.1007/s00223-009-9272-4.
• Makita N, Suzuki M, Asami S; et al. (2008). "Two of four alternatively spliced isoforms of RUNX2 control osteocalcin gene expression in human osteoblast cells.". Gene 413 (1-2): 8–17. PMID 18321663. doi:10.1016/j.gene.2007.12.025.
• Desbois C, Karsenty G (1995). "Osteocalcin cluster: implications for functional studies.". J. Cell. Biochem. 57 (3): 379–83. PMID 7768973. doi:10.1002/jcb.240570302.
• Salem AM, Zohny SF, Abd El-Wahab MM, Hamdy R (2007). "Predictive value of osteocalcin and beta-CrossLaps in metastatic breast cancer.". Clin. Biochem. 40 (16-17): 1201–8. PMID 17889845. doi:10.1016/j.clinbiochem.2007.07.006.
• Im JA, Yu BP, Jeon JY, Kim SH (2008). "Relationship between osteocalcin and glucose metabolism in postmenopausal women.". Clin. Chim. Acta 396 (1-2): 66–9. PMID 18657532. doi:10.1016/j.cca.2008.07.001.
• Ba Y, Huang H, Yang Y; et al. (2009). "The association between osteocalcin gene polymorphism and dental fluorosis among children exposed to fluoride in People's Republic of China.". Ecotoxicol. Environ. Saf. 72 (8): 2158–61. PMID 19767102. doi:10.1016/j.ecoenv.2009.08.014.
• Hwang YC, Jeong IK, Ahn KJ, Chung HY (2009). "The uncarboxylated form of osteocalcin is associated with improved glucose tolerance and enhanced beta-cell function in middle-aged male subjects.". Diabetes Metab. Res. Rev. 25 (8): 768–72. PMID 19877133. doi:10.1002/dmrr.1045.
• Yerges LM, Klei L, Cauley JA; et al. (2009). "High-density association study of 383 candidate genes for volumetric BMD at the femoral neck and lumbar spine among older men.". J. Bone Miner. Res. 24 (12): 2039–49. PMC 2791518. PMID 19453261. doi:10.1359/jbmr.090524.
• Yu S, Jiang Y, Galson DL; et al. (2008). "General transcription factor IIA-gamma increases osteoblast-specific osteocalcin gene expression via activating transcription factor 4 and runt-related transcription factor 2.". J. Biol. Chem. 283 (9): 5542–53. PMID 18171674. doi:10.1074/jbc.M705653200.
• Kayed H, Bekasi S, Keleg S; et al. (2007). "BGLAP is expressed in pancreatic cancer cells and increases their growth and invasion.". Mol. Cancer 6: 83. PMID 18163903. doi:10.1186/1476-4598-6-83.
• French D, Hamilton LH, Mattano LA; et al. (2008). "A PAI-1 (SERPINE1) polymorphism predicts osteonecrosis in children with acute lymphoblastic leukemia: a report from the Children's Oncology Group.". Blood 111 (9): 4496–9. PMID 18285546. doi:10.1182/blood-2007-11-123885.
• Pittas AG, Harris SS, Eliades M; et al. (2009). "Association between serum osteocalcin and markers of metabolic phenotype.". J. Clin. Endocrinol. Metab. 94 (3): 827–32. PMID 19088165. doi:10.1210/jc.2008-1422.
• Kindblom JM, Ohlsson C, Ljunggren O; et al. (2009). "Plasma osteocalcin is inversely related to fat mass and plasma glucose in elderly Swedish men.". J. Bone Miner. Res. 24 (5): 785–91. PMID 19063687. doi:10.1359/jbmr.081234.
• Wahlgren CM, Zheng W, Shaalan W; et al. (2009). "Human carotid plaque calcification and vulnerability. Relationship between degree of plaque calcification, fibrous cap inflammatory gene expression and symptomatology.". Cerebrovasc. Dis. 27 (2): 193–200. PMID 19136823. doi:10.1159/000189204.
• Lumachi F, Ermani M, Camozzi V; et al. (2009). "Changes of bone formation markers osteocalcin and bone-specific alkaline phosphatase in postmenopausal women with osteoporosis.". Ann. N. Y. Acad. Sci. 1173 Suppl 1: E60–3. PMID 19751416. doi:10.1111/j.1749-6632.2009.04953.x.
• Born AK, Rottmar M, Lischer S; et al. (2009). "Correlating cell architecture with osteogenesis: first steps towards live single cell monitoring.". Eur Cell Mater 18: 49–60, 61–2; discussion 60. PMID 19856264.
• Fujisawa R (2002). "[Recent advances in research on bone matrix proteins]". Nippon Rinsho. 60 Suppl 3: 72–8. PMID 11979972.

Ligazóns externas

• MeshName - Osteocalcin