3. 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 остеокальцина
вовлекается в процесс минерализации костного матрикса
4. 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 Данко
Гла
5. Интегрированная физиологическая модель (адаптировано по Confavreux et al.)
Продукция и секреция адипонек-
тина очень высоки в тощем организ-
ме, но резко падают при ожирении
Gravenstein K S et al. JCEM 2011;96:E884-E890
ОС – стимулятор
П/Ж
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)
6. Цитоплазматический
домен
Гормон жировой
ткани адипонектин
стимулирует синтез
рецепторов
инсулина и ГЛУТ-4,
повышает
чувствительность
клеток к инсулину
Внедрение
адипонектина в
мед практику
поможет разре-
шить многие
проблемы при
СД 2 типа
Хромодулин
7. Упрощенная схема функционирования оси кость – панкреас.
Всё это в нас
происходит?
Как здорово!!
Упрощенная схема функционирования оси кость –панкреас
Инсулин взаимодействует с остеобластами через рецепторы инсулина (IR), при этом вырабатывается остеокальцин , - некарбоксилированная
форма 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(
Razzaque M S Nephrol. Dial. Transplant. 2011;26:42-45
1.
2
3
4
5
8. Остеокальцин по-разному регулирует экспрессию генов ß-клеток и адипоцитов
и 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.
9. 1.
2.
4. 3
Сердце Данко
Gla-Ocn
Остеокласт
Остеобласт
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.
10. 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)
Содержание Остеокальцина в сыворотке крови в норме
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 васкулярной
каль-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
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.
11. Итоговая схема
Матрикс Кровь Ocn
Матрикс
Ocn
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
Какая часть Gla
10-30% превращается в Glu ?
12. Благодарю за внимание и любознательность !
И СВОИ КОСТИ
У Дружка диабет, Вы это понимаете?
Editor's Notes
Молекула данного белка состоит из 49 аминокислотных остатков, первичная структура ОС отличается от бычьего гормона не существенно
После секреции из остеобластов специфические остатки глу карбоксилируются витамин К –зависимым ферментом в g-карбоксиглута-миновую кислоту (Gla); человеческий Gla содержит 3 таких остатка . После отщепления пропептида и секреции большая часть нативного остео-кальцина вовлекается в процесс минерализации костного матрикса,.
. Карбоксилирование остатков аминокислоты глу в белках хорошо изучено. Данный процесс происходит только с участием витаминов группы К . В красном квадрате показан основной участок карбоксилирования остеокальцина. Необходимо заметить, что присоединение второй карбоксильной группы ( как второй головы) рядом с первой делает понятным значение этого процесса, - только таким способом может происходить прикрепление катионов кальция и дальнейший рост кристаллизации костного матрикса
К настоящему времени выявлена интересная взаимосвязь между остеокальцином и другими звеньями эндокринной системы. Остеокальцин стимулирует адипоциты и они реагируют секрецией гормонов лептина и адипонектина. 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) . С адипонек-тином связаны особые надежды диабетологов: он повышает концен-трацию инсулин-зависимых транспортеров глюкозы ГЛУТ-4. Теперь, оказывается, с помощью остеокальцина можно стимулировать образование самого адипонектина
Функционирование оси остеокальцин - инсулин раскрывает некоторые тайны кальциевого и энергетического метаболизмов. Инсулин взаимодействует с остеобластами через рецепторы инсулина (IR), при этом вырабатывается остеокальцин , - некарбоксилированная форма 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. А Gla- остеокальцин занимается кальцификацией кости
Очень большой проблемой теоретической и практической медицины является инсулиновая резистентность. Оказывается, что Остеокальцин, лептин и адипонектин совместно влияют на инсулинорезистентность. Дальнейшее изучение данной оси и применение на практике остеокальцина как гормона поможет во многом снизить степень инсулинорезистентности, тяжелого бича больных с диабетом 2-го тина и ожирения.
На данном слайде раскрываются некоторые детали роли остеокальцина в организме животных при ремоделировании костной ткани. 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.
На слайде вниманию читателя представлены некоторые сведения о содержании остеокальцина в крови
Ряд исследований указывает на то, что общепринятые суточные дозы витамина К должны быть повышены. Они в свое время были рассчитаны, исходя из потребности организма в витамине К для синтеза в печени некоторых факторов свёртывающей системы. Для минерализации костей, оказалось, этих нормативов недостаточно.
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 энергетический обмен
Ещё не всё выяснено, например, каков в деталях молекулярный механизм действия остеокальцина, Наверняка, в ближайшее время будут выявлены случаи дефектов в синтезе и секреции остеокальцина. Исходя из общей судьбы гормонов и их рецепторов, очевидно, будут установлены случаи и механизмы резистентности к остеокальцину. Медицинская наука быстро развивается. Покой нам только снится.
