Osteocalcina

Hormônio liberado por os ossos

A osteocalcina é dependente da Vitamina K. Constitui até 3% da proteína total do osso, sendo a mais abundante. Está envolvida com o controle do processo de regulação da maturação óssea, sendo responsável por estimular a atividade dos osteoblastos. Quando a osteocalcina passa pela carboxilação, ela é capaz de fixar o cálcio ao osso, promovendo assim a mineralização óssea[1]. É secretada por osteoblastos maduros, condrócitos hipertrofiados e odontoblastos e possui seu gene localizado no cromossomo 1 (1q25-q31) sendo constituída por uma sequência de 49 aminoácidos cujas posições 17, 21 e 24 são ocupadas pelo ácido y-carboxiglutâmico (GLA) que é responsável pela fixação do cálcio e da hidroxiapatita[2] na matriz extracelular o que equivale a dizer que é responsável pela efetiva mineralização que se verifica no tecido ósseo[3]. Resíduos y-carboxiglutamil são formados após y-carboxilação póstraducional do resíduo glutamil onde a vitamina K1 constitui co-fator essencial para ocorrência de tal processo que permitirá a mineralização da matriz depositada[2]. Após a modificação pós-traducional, a osteocalcina é empacotada em vesiculas intracelulares, e posteriormente secretada na matriz óssea e liberada na circulação[4]. Os resíduos GLA da osteocalcina são muitos importantes para que os íons de Ca²+ sejam atraídos e incorporados aos cristais de hidroxiapatita na matriz extracelular[5].

Formação molecular

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Ela circula em diferentes formas moleculares, que incluem a forma intacta 1-49 (36%), um fragmento amino-terminal grande 1-43 (40%) e fragmentos menores (aa 1-19, 20-43, 29-49, 34%)[6]. A excreção destes diferentes peptídeos depende da integridade da função renal, de maneira que mesmo pequenas disfunções renais podem levar a aumentos diferenciados das diferentes formas circulantes. O fato de várias formas de osteocalcina serem encontradas normalmente no soro e da metabolização de algumas ser dependente da integridade da função renal, torna mais complexa a interpretação dos resultados obtidos pelos diferentes métodos de medida de osteocalcina sérica. Esta é uma razão pela qual os estudos comparativos entre métodos radioimunológicos mostraram diferenças significativas entre eles, diferenças estas independentes do padrão de referência empregado[7]. A interpretação dos níveis de osteocalcina deve levar em consideração uma série de fatores: desde a metodologia empregada até as condições de coleta, pois o peptídeo é susceptível a proteólise e deve ser coletado e manipulado com cuidados especiais para evitar a degradação. Adicionalmente, os níveis de osteocalcina também observam ritmo circadiano, com valores decrescentes durante a manhã, elevando-se lentamente à tarde e atingindo o pico em torno de meia noite[8]. Uma observação adicional, e que comprova o fato de que a osteocalcina mede atividade osteoblástica em estágio diferente da medida pela fosfatase alcalina óssea, é o fato da correlação entre as duas medidas ser bastante baixa[9].

Função

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Sabe-se que a OC (OSTEOCALCINA) é totalmente destruída quando sofre ação de enzimas osteoclásticas não sendo portanto útil como marcador bioquímico de reabsorção óssea. Apesar de originar-se da matriz óssea, pequenas porções podem ganhar a circulação sanguínea e serem hidrolizadas no fígado e rim por metaloproteases tornando sua vida plasmática bastante curta, embora possam ser identificadas por métodos bioquímicos de análise nas suas diversas formas moleculares circulantes. Assim teremos distribuídas: forma intacta cerca de 36%, contendo um fragmento aminoterminal grande 1-43 (40%) e fragmentos menores contendo frações de aminoácidos de 1-19, 20- 43 e 29-49 representam (34%) cuja excreção é dependente da função renal de modo que valores acima do habitual podem ser encontrados quando a filtração pelos túbulos renais estiver comprometida.[10] Ela é liberada do osso para a circulação sanguínea que age nas células betapancreáticas e no tecido adiposo. A osteocalcina decarboxilada é a isoforma hormonalmente ativa e estimula a secreção e sensibilidade à insulina no tecido adiposo e muscular. A insulina e a leptina, por sua vez, atuam no tecido ósseo modulando a secreção da osteocalcina, formando uma alça de retroalimentação tradicional em que o esqueleto torna-se um órgão endócrino. É interessante notar que sua liberação está condicionada a um ciclo circadiano fazendo com que a reabsorção seja maior durante a noite[11] com pico às 4 horas e nadir às 17 horas com uma diferença de aproximadamente 15%[12]. Seus valores acham-se acima das concentrações normais na doença de Paget e no hiperparatireoidismo primário.[13]

O interesse pela OC explica-se por sua relação com o processo de mineralização do tecido ósseo mas este fato não pode ser analisado isoladamente sem a participação da vitamina D3.

O papel da Vitamina D³

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A vitamina D3 é extremamente importante por regular a homeostase do cálcio, no qual é fundamental para o desenvolvimento e na manutenção dos ossos, prevenindo as fraturas e fragilidade óssea. Ao melhorar a absorção de cálcio e fósforo, a vitamina mantém os níveis desses minerais em equilíbrio. Dessa forma, proporciona uma boa densidade óssea evita problemas como raquitismo, má formação óssea e osteoporose. Ela fortalece o sistema imunológico, modula a autoimunidade, protegendo assim o organismo de doenças alérgicas, gripes, e até cânceres.  Ela também auxilia para a regulação das funções cardíacas, reduzindo o risco de doenças cardíacas, pressão alta e colesterol alto. Sua síntese inicia-se na pele pela fotolização do 7-dehidrocolesterol em hidroxivitamina D3 (colicalciferol), constituindo a pré-vitamina D3, pela ação da radiação ultra-violeta (UVB), cujos comprimentos de onda úteis à reação estão na faixa de 295-315 nm. Este sub-produto alcançará o fígado onde sofrerá sua primeira hidroxilação, na posição 25 formando a pró-vitamina D3, denominada de hidroxivitamina D3 [25(OH)D3] sendo posteriormente levada a concluir sua síntese no rim onde acontecerá a segunda hidroxilação, agora na posição alfa (1) por ação da enzima 1�-hidroxilase presente na mitocôndria das células do túbulo proximal, formando a 1,25 dihidroxivitamina D3 [1,25(OH)2D3] também conhecida como calcitriol. Este composto final age favorecendo a absorção de cálcio proveniente da alimentação pelo intestino delgado. Uma alfa globulina cuja estrutura assemelha-se à da albumina denominada calbindina participa deste processo, embora outras proteínas também participem deste processo de absorção junto dos enterócitos.[14]

Evidências clínicas e terapêuticas

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Com a descoberta da osteocalcina, envolvida com o controle do processo de mineralização do osso, sendo responsável por estimular a atividade dos osteoblastos. Como hormônio com efeitos positivos na resistência à insulina contribuiu para conceituar o osso como órgão endócrino. Sendo assim foi feito um projeto para descobrir novos mecanismos moleculares da ação de osteocalcina na resistência à insulina e inflamação, exemplo disso foi feito em camundongos. A mesma teve grande atuação sobre o metabolismo de glicose modelo de camundongos obesos de lesão hipotalamica, uma vez que foi capaz de melhorar a sensibilidade à insulina in vivo, com importante participação no fígado tecido adiposo e osso. No fígado, a osteocalcina melhorou a resistência à insulina, por causa do aumento de AKT fosforilada e também a redução da ativação da via gliconeogênica. No TAB e em adipócitos 3t3-L1, a osteocalcina melhorou a resistência à insulina O que foi observada pelo aumento do conteúdo de mRNA de SLc2a4 e de proteína GLUT4, bem como conteúdo de akt fosforilada. Adicionalmente, a osteocalcina reduziu a inflamação no TAB. No osso, a osteocalcina melhorou a sinalização da insulina,por causa do aumento de AKT fosforilada.[15]

Para que serve o exame da osteocalcina e como aumenta-lá?

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Serve para monitorar o metabolismo mineral e ósseo, sendo um indicador prognóstico na evolução das osteopatias. O exame da densitometria óssea é o principal exame utilizado para detectar precocemente as alterações dos ossos. É o método mais moderno utilizado no tratamento da osteoporose e outras doenças que atingem a saúde dos ossos.

Ela pode ser aumentada através de alguns alimentos ricos de vitaminas e minerais, como por exemplo: O brócolis que é um vegetal extremamente rico em ácido fólico, cálcio, potássio, fibras e selênio. A Sardinha. Mesmo tão pequeno, este peixe é considerado um potente aliado na fortificação dos ossos. ameixa preta, abacate e amêndoa.

Referências

  1. https://www.redebrasildeconsumo.com.br/vitamina- e#:~:text=A%20osteocalcina%20%C3%A9%20uma%20prote%C3%ADna,promovendo%20assim%20a%20mineraliza %C3%A7%C3%A3o%20%C3%B3ssea.&text=Portanto%2C%20a%20Vitamina%20K2%20direciona,ser%20usado%20co rretamente%20no%20organismo.
  2. a b Price, Paul A. (1984). «The Effect of 1,25-Dihydroxyvitamin D3 on the Synthesis of the Vitamin K-Dependent Protein of Bone». Boston, MA: Springer US: 397–410. ISBN 978-1-4612-9793-2. Consultado em 27 de novembro de 2020 
  3. Owen, Thomas A.; Aronow, Michael; Shalhoub, Victoria; Barone, Leesa M.; Wilming, Laurens; Tassinari, Melissa S.; Kennedy, Mary Beth; Pockwinse, Shirwin; Lian, Jane B. (junho de 1990). «Progressive development of the rat osteoblast phenotype in vitro: Reciprocal relationships in expression of genes associated with osteoblast proliferation and differentiation during formation of the bone extracellular matrix». Journal of Cellular Physiology (3): 420–430. ISSN 0021-9541. doi:10.1002/jcp.1041430304. Consultado em 27 de novembro de 2020 
  4. Hauschka, P. V.; Lian, J. B.; Cole, D. E.; Gundberg, C. M. (1 de julho de 1989). «Osteocalcin and matrix Gla protein: vitamin K-dependent proteins in bone». Physiological Reviews (3): 990–1047. ISSN 0031-9333. doi:10.1152/physrev.1989.69.3.990. Consultado em 27 de novembro de 2020 
  5. Berkner, Kathleen L. (21 de agosto de 2005). «THE VITAMIN K–DEPENDENT CARBOXYLASE». Annual Review of Nutrition (1): 127–149. ISSN 0199-9885. doi:10.1146/annurev.nutr.25.050304.092713. Consultado em 27 de novembro de 2020 
  6. Delmas, Pierre D. (novembro de 1993). «Biochemical markers of bone turnover I: Theoretical considerations and clinical use in osteoporosis». The American Journal of Medicine (5): S11–S16. ISSN 0002-9343. doi:10.1016/0002-9343(93)90375-y. Consultado em 1 de dezembro de 2020 
  7. Delmas, P. D.; Christiansen, C.; Mann, K. G.; Price, P. A. (janeiro de 1990). «Bone gla protein (osteocalcin) assay standardization report». Journal of Bone and Mineral Research (1): 5–11. ISSN 0884-0431. doi:10.1002/jbmr.5650050104. Consultado em 1 de dezembro de 2020 
  8. Nielsen HK. Circadian and circatrigintan changes in osteoblastic activity assessed by serum osteocalcin. Dan Med Bull 1994;41:216-27.
  9. Diaz Diego EM, Diaz Martin MA, de la Piedra C, Rapado A. Lack of correlation between levels of osteocalcin and bone alkaline phosphatase in healthy control and postmenopausal osteoporotic women. Horm Metabol Res 1995;27:151-4.
  10. Delmas PD, Eastell R, Garnero P, Seibel MJ, Stepan J. The use of biochemical markers of bone turnover in osteoporosis. Osteoporos Int. 2000;Suppl 16:S2-17.
  11. . Delmas PD. Biochemical markers of bone turnover. I. Theoretical considerations and clinical use in osteoporosis. Am J Med. 1993;95:11S-16S.
  12. Saraiva LG, Lazaretti-Castro M. Marcadores bioquímicos de remodelação óssea na prática clínica. Arq Bras Endocrinol Metab. 2002; 46(1):72-8.
  13. . Delmas PD, Eastell R, Garnero P, Seibel MJ, Stepan J. The use of biochemical markers of bone turnover in osteoporosis. Osteoporos Int. 2000;Suppl 16:S2-17.
  14. Szenjnfeld VL. Composição e organização do osso. In: Szenjnfeld VL, organizadora. Osteoporose – diagnóstico e tratamento. São Paulo: Sarvier; 2000. p.3-19.
  15. https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/42/42137/tde-22032019-165554/pt-br.php

Bibliografia

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  • Kumar, V.; Abbas Abbas; Aster, Jon C. Robbins & Cotran Patologia - Bases Patológicas das Doenças. Rio de Janeiro: Elsevier Brasil 

Ver também

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