أوستيوكالسين
اوستيوكالسين Osteocalcin، هو هرمون پروتيني غير كولاجيني يوجد في العظام والأسنان. لأنه يمتلك نطاقات گلا، فهو يخلق ڤيتامين ك بشكل مستقل. في البشر، يرمز الأوستيوكالسين بالجين BGLAP.[1][2] هو مستقبل GPRC6A.[3]
| Bone gamma-carboxyglutamate protein | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Identifiers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Aliases | Bone Gla proteingamma-carboxyglutamic acid-containing proteinosteocalcinBGLAPBGPbone gamma-carboxyglutamate (gla) protein (osteocalcin) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| External IDs | GeneCards: [1] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Wikidata | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
الوظيفة
حتى نهاية التسعينيات، اعتقد العلماء أن الاوستيوكالسين، پروتين تصنعه وتفرزه الخلايا العظمية، ويرتبط به الكالسيوم. وفي دراسة أُجريت بمختبر جامعة كلومبيا بنيويورك، عام 2019، على فئران مهندسة وراثياً لا تحتوي على الاوستيوكالسين، كان من المتوقع أن تصبح عظام هذه الفئران هشة، لكن لمن يحدث هذا، فقط حدثت عملية تمعدن العظام بشكل طبيعي تماماً، دون أن يكون للاوستيوكالسين أي تأثير على هذه العملية. وفي الواقع، كانت عظام تلك الفئران أكثر كثافة عن ذي قبل. وعند فحص العظام، تطلب الأمر من الباحثين حفر المزيد من الأنسجة الدهنية، مما يقترح أن غياب الاوستيوكالسين قد أدى إلى تراكم الدهون في أنسجة الفئران.[4] وكان تفسير العلماء أن عند نزع الاوستيوكالسين من العظام انتقل إلى الدم، ومن ثم إلى الأنسجة الدهنية، حيث أثر بطريقة ما على نظام التمثيل الغذائي للفئران، ولعب دوراً في تراكم الدهونأي أن الاوستيوكالسين ليس مجرد پروتين، بل قد يكون هرمون له دور في عملية التمثيل الغذائي. مما يعني العظام مسئولة عن إفراز هرمونات ضرورية لصحة الحيوان، وبهذه النتيجة انضم الهيكل العظمي إلى مجموعة الأنسجة المشاركة مع الغدد الصماء، بالترادف مع الجهاز العصبي لإفراز الهرمونات المنظمة للعمليات الحيوية في الجسم.
يُفرز الأوستيوكالسين عن طريق الاوستيوبلاستات ويعتقد أنه يلعب دوراً في تنظيم الأيض فيالجسم وتعزيز الاوستيوكالسين، أو بناء العظام، بشكل طبيعي.[5] كما يساهم في تمعدن العظام وتخليق أيون الكالسيوم في الدم. يعمل الاوستيوكالسين في الجسم كهرمون، مما يدفع خلايا بيتا في الپنكرياس إلى إفراز المزيد من الإنسولين، وفي الوقت نفسه يوجه الخلايا الدهنية لإفراز هرمون الأديپونكتين، الذي يزياد الحساسية للإنسولين.[5]
يعمل الاوستيوكالسين على الخلايا البينية في الخصيتين لتحفيز تخليق هرمون التستوستيرون وبالتالي ؤثر على خصوبة الذكور.[6]
كما يعمل الاوستيوكالسين على الخلايا العضلية لتعزيز توافر الطاقة واستخدامها ومما يزيد القدرة على ممارسة الرياضة.[7]
كواصمات كيميائية حيوية لتكوين العظام
يُنتج الاوستيوكالسين عن طريق الاوستيوبلاستات، الذي عادة ما يستخدم كواصمة لعملية تكون العظام. وُجد أن ارتفاع مستويات الاوستيوكالسين في الدم يرتبط بشكل جيد نسبياً مع كثافة المعادن في العظام أثناء علاج هشاشة العظام بأدوية تشكل العظام الابتنائية، مثل التريپاراتيد. في الكثير من الدراسات، استخدم الاورستيوكالسين كواصمة حيوية للوقوف على فعالية دواء معين على تكوين العظام. على سبيل المثال، أثبتت إحدى الدراسات لمعرفة فعالية أحد الپروتينات السكرية المعروف باللاكتوفرين على تشكل العظام استخدمت الاوستيوكالسين كمعيار لنشاط الاوستيوبلاست.[8]
المصادر
- ^ Puchacz E, Lian JB, Stein GS, Wozney J, Huebner K, Croce C (May 1989). "Chromosomal localization of the human osteocalcin gene". Endocrinology. 124 (5): 2648–50. doi:10.1210/endo-124-5-2648. PMID 2785029.
- ^ Cancela L, Hsieh CL, Francke U, Price PA (Sep 1990). "Molecular structure, chromosome assignment, and promoter organization of the human matrix Gla protein gene". The Journal of Biological Chemistry. 265 (25): 15040–8. PMID 2394711.
- ^ Pi M, Wu Y, Quarles LD (Jul 2011). "GPRC6A mediates responses to osteocalcin in β-cells in vitro and pancreas in vivo". Journal of Bone and Mineral Research. 26 (7): 1680–1683. doi:10.1002/jbmr.390. PMC 5079536. PMID 21425331.
- ^ "Hormones". aeon.co. 2019-02-19. Retrieved 2019-02-21.
- ^ أ ب 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 (Aug 2007). "Endocrine regulation of energy metabolism by the skeleton". Cell. 130 (3): 456–69. doi:10.1016/j.cell.2007.05.047. PMC 2013746. PMID 17693256.
- ^ Karsenty G, Oury F (Jan 2014). "Regulation of male fertility by the bone-derived hormone osteocalcin". Molecular and Cellular Endocrinology. 382 (1): 521–6. doi:10.1016/j.mce.2013.10.008. PMC 3850748. PMID 24145129.
- ^ Mera P, Laue K, Ferron M, Confavreux C, Wei J, Galán-Díez M, et al. (June 2016). "Osteocalcin Signaling in Myofibers Is Necessary and Sufficient for Optimum Adaptation to Exercise". Cell Metabolism. 23 (6): 1078–1092. doi:10.1016/j.cmet.2016.05.004. PMC 4910629. PMID 27304508.
- ^ Bharadwaj S, Naidu AG, Betageri GV, Prasadarao NV, Naidu AS (Sep 2009). "Milk ribonuclease-enriched lactoferrin induces positive effects on bone turnover markers in postmenopausal women". Osteoporosis International. 20 (9): 1603–11. doi:10.1007/s00198-009-0839-8. PMID 19172341.
قراءات إضافية
- Kamdem LK, Hamilton L, Cheng C, Liu W, Yang W, Johnson JA, Pui CH, Relling MV (Jun 2008). "Genetic predictors of glucocorticoid-induced hypertension in children with acute lymphoblastic leukemia". Pharmacogenetics and Genomics. 18 (6): 507–14. doi:10.1097/FPC.0b013e3282fc5801. PMID 18496130.
- Lin GT, Tseng HF, Chang CK, Chuang LY, Liu CS, Yang CH, Tu CJ, Wang EC, Tan HF, Chang CC, Wen CH, Chen HC, Chang HW (Feb 2008). "SNP combinations in chromosome-wide genes are associated with bone mineral density in Taiwanese women". The Chinese Journal of Physiology. 51 (1): 32–41. PMID 18551993.
- Lumachi F, Camozzi V, Tombolan V, Luisetto G (Sep 2009). "Bone mineral density, osteocalcin, and bone-specific alkaline phosphatase in patients with insulin-dependent diabetes mellitus". Annals of the New York Academy of Sciences. 1173 Suppl 1: E64-7. doi:10.1111/j.1749-6632.2009.04955.x. PMID 19751417.
- Kanazawa I, Yamaguchi T, Yamamoto M, Yamauchi M, Yano S, Sugimoto T (Sep 2009). "Serum osteocalcin/bone-specific alkaline phosphatase ratio is a predictor for the presence of vertebral fractures in men with type 2 diabetes". Calcified Tissue International. 85 (3): 228–34. doi:10.1007/s00223-009-9272-4. PMID 19641839.
- Makita N, Suzuki M, Asami S, Takahata R, Kohzaki D, Kobayashi S, Hakamazuka T, Hozumi N (Apr 2008). "Two of four alternatively spliced isoforms of RUNX2 control osteocalcin gene expression in human osteoblast cells". Gene. 413 (1–2): 8–17. doi:10.1016/j.gene.2007.12.025. PMID 18321663.
- Desbois C, Karsenty G (Mar 1995). "Osteocalcin cluster: implications for functional studies". Journal of Cellular Biochemistry. 57 (3): 379–83. doi:10.1002/jcb.240570302. PMID 7768973.
- Salem AM, Zohny SF, Abd El-Wahab MM, Hamdy R (Nov 2007). "Predictive value of osteocalcin and beta-CrossLaps in metastatic breast cancer". Clinical Biochemistry. 40 (16–17): 1201–8. doi:10.1016/j.clinbiochem.2007.07.006. PMID 17889845.
- Im JA, Yu BP, Jeon JY, Kim SH (Oct 2008). "Relationship between osteocalcin and glucose metabolism in postmenopausal women". Clinica Chimica Acta; International Journal of Clinical Chemistry. 396 (1–2): 66–9. doi:10.1016/j.cca.2008.07.001. PMID 18657532.
- Ba Y, Huang H, Yang Y, Cui L, Zhu J, Zhu C, Liu J, Zhang Y (Nov 2009). "The association between osteocalcin gene polymorphism and dental fluorosis among children exposed to fluoride in People's Republic of China". Ecotoxicology and Environmental Safety. 72 (8): 2158–61. doi:10.1016/j.ecoenv.2009.08.014. PMID 19767102.
- Hwang YC, Jeong IK, Ahn KJ, Chung HY (Nov 2009). "The uncarboxylated form of osteocalcin is associated with improved glucose tolerance and enhanced beta-cell function in middle-aged male subjects". Diabetes/Metabolism Research and Reviews. 25 (8): 768–72. doi:10.1002/dmrr.1045. PMID 19877133.
- Yerges LM, Klei L, Cauley JA, Roeder K, Kammerer CM, Moffett SP, Ensrud KE, Nestlerode CS, Marshall LM, Hoffman AR, Lewis C, Lang TF, Barrett-Connor E, Ferrell RE, Orwoll ES, Zmuda JM (Dec 2009). "High-density association study of 383 candidate genes for volumetric BMD at the femoral neck and lumbar spine among older men". Journal of Bone and Mineral Research. 24 (12): 2039–49. doi:10.1359/jbmr.090524. PMC 2791518. PMID 19453261.
- Yu S, Jiang Y, Galson DL, Luo M, Lai Y, Lu Y, Ouyang HJ, Zhang J, Xiao G (Feb 2008). "General transcription factor IIA-gamma increases osteoblast-specific osteocalcin gene expression via activating transcription factor 4 and runt-related transcription factor 2". The Journal of Biological Chemistry. 283 (9): 5542–53. doi:10.1074/jbc.M705653200. PMC 2736298. PMID 18171674.
- Kayed H, Bekasi S, Keleg S, Michalski CW, Giese T, Friess H, Kleeff J (2007). "BGLAP is expressed in pancreatic cancer cells and increases their growth and invasion". Molecular Cancer. 6: 83. doi:10.1186/1476-4598-6-83. PMC 2245975. PMID 18163903.
{{cite journal}}: CS1 maint: unflagged free DOI (link) - French D, Hamilton LH, Mattano LA, Sather HN, Devidas M, Nachman JB, Relling MV (May 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. doi:10.1182/blood-2007-11-123885. PMC 2343589. PMID 18285546.
- Pittas AG, Harris SS, Eliades M, Stark P, Dawson-Hughes B (Mar 2009). "Association between serum osteocalcin and markers of metabolic phenotype". The Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 94 (3): 827–32. doi:10.1210/jc.2008-1422. PMC 2681283. PMID 19088165.
- Kindblom JM, Ohlsson C, Ljunggren O, Karlsson MK, Tivesten A, Smith U, Mellström D (May 2009). "Plasma osteocalcin is inversely related to fat mass and plasma glucose in elderly Swedish men". Journal of Bone and Mineral Research. 24 (5): 785–91. doi:10.1359/jbmr.081234. PMID 19063687.
- Wahlgren CM, Zheng W, Shaalan W, Tang J, Bassiouny HS (2009). "Human carotid plaque calcification and vulnerability. Relationship between degree of plaque calcification, fibrous cap inflammatory gene expression and symptomatology". Cerebrovascular Diseases. 27 (2): 193–200. doi:10.1159/000189204. PMID 19136823.
- Lumachi F, Ermani M, Camozzi V, Tombolan V, Luisetto G (Sep 2009). "Changes of bone formation markers osteocalcin and bone-specific alkaline phosphatase in postmenopausal women with osteoporosis". Annals of the New York Academy of Sciences. 1173 Suppl 1: E60-3. doi:10.1111/j.1749-6632.2009.04953.x. PMID 19751416.
- Born AK, Rottmar M, Lischer S, Pleskova M, Bruinink A, Maniura-Weber K (2009). "Correlating cell architecture with osteogenesis: first steps towards live single cell monitoring". European Cells & Materials. 18: 49–60, 61–2, discussion 60. PMID 19856264.
- Fujisawa R (Mar 2002). "[Recent advances in research on bone matrix proteins]". Nihon Rinsho. Japanese Journal of Clinical Medicine. 60 Suppl 3: 72–8. PMID 11979972.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .