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<!DOCTYPE html>

<title>Osteocalcin</title>

</head>

<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">Osteocalcin</span></h1>

</header>

</div>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Osteocalcin

</th></tr>

<tr>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;;">Eigenschaften des menschlichen Proteins

</th></tr>

<tr>

<td><a href="Molare_Masse" title="Molare Masse">Masse</a>/Länge <a href="Prim%C3%A4rstruktur" title="Primärstruktur">Primärstruktur</a>

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;">49 Aminosäuren

</td></tr>

<tr>

<td><a href="Pr%C3%A4kursor-Proteine" title="Präkursor-Proteine">Präkursor</a>

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;">(100 aa)

</td></tr>

<tr>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Bezeichner

</th></tr>

<tr>

</td>

<td colspan="2" class="" style="text-align:center;"><i><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.genenames.org/tools/search/#!/all?query=1043">BGLAP</a></i>

</td></tr>

<tr>

<td>Externe IDs

</td>

<li><a href="UniProt" title="UniProt">UniProt</a> <a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.uniprot.org/uniprotkb/P02818">P02818</a></li></ul>

</td></tr>

<tr>

<th colspan="3" style="background:#90EE90; color:#202122;">Vorkommen

</th></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;">Homologie-Familie

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;"><a rel="nofollow" class="external text" href="http://hogenom.univ-lyon1.fr/query_sequence?seq=P02818">Hovergen</a>

</td></tr>

<tr>

<td style="background:#C3FDB8; color:#202122;">Übergeordnetes <a href="Taxon" title="Taxon">Taxon</a>

</td>

<td colspan="2" style="text-align:center;"><a href="Euteleostomi" title="Euteleostomi">Euteleostomi</a>

</td></tr>

</tbody></table><p><span class="editoronly" style="display:none;"></span>

</p><p><b>Osteocalcin</b> (Synonym: "<b>b</b>one <b>γ</b>-carboxylglutamic acid-containing <b>p</b>rotein" oder: <b>"BGP"</b>, das Gen: <i>BGLAP</i>) ist ein 1975 entdecktes <a href="Peptidhormon" class="mw-redirect" title="Peptidhormon">Peptidhormon</a> im Körper der meisten <a href="Wirbeltiere" title="Wirbeltiere">Wirbeltiere</a>. Es wird im Knochen durch die <a href="Osteoblast" title="Osteoblast">Osteoblasten</a> und im Zahn durch <a href="Odontoblast" title="Odontoblast">Odontoblasten</a> gebildet und bindet an <a href="Hydroxylapatit" title="Hydroxylapatit">Hydroxylapatit</a> und <a href="Calcium" title="Calcium">Calcium</a>. Es ist Teil (ein bis zwei Prozent) der extrazellulären nichtkollagenen <a href="Knochenmatrix" class="mw-redirect" title="Knochenmatrix">Knochenmatrix</a>. Osteocalcin ist ein Marker des Knochenaufbaues und inhibiert die Mineralisierung des Knochens. Osteocalcin konnte in vollständig erhaltener Form aus den Knochen des <a href="Neandertaler" title="Neandertaler">Neandertalers</a> extrahiert werden. In Mäusen regen bereits kleinste Mengen Osteocalcin die <a href="Insulin" title="Insulin">Insulinausschüttung</a> und den Abbau von <a href="Adipozyt" title="Adipozyt">Fettzellen</a> an.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Aufbau_und_Funktion">Aufbau und Funktion</h2></div>

<p>Das Osteocalcin des Menschen besteht aus 49 <a href="Aminos%C3%A4ure" class="mw-redirect" title="Aminosäure">Aminosäuren</a>. Osteocalcin wird beim Menschen durch ein Gen auf dem <a href="Chromosom" title="Chromosom">Chromosom</a> 1q25-q31 codiert. Seine Synthese wird in <a href="Osteoblast" title="Osteoblast">Osteoblasten</a> von <a href="Calcitriol" title="Calcitriol">1,25(OH)VitD<sub>3</sub></a> induziert. Die Ausschaltung des Gens führt im Experiment bei Mäusen zu einer abnorm erhöhten Knochenmineralisierung und Zunahme der Knochensubstanz bei gleichzeitig verminderter Bruchfestigkeit und Einengung des Markraumes, ein Merkmal der <a href="Osteopetrose" title="Osteopetrose">Osteopetrose</a> (Marmorknochenkrankheit).

</p><p>Osteocalcin enthält <a href="Glutamins%C3%A4ure" title="Glutaminsäure">Glutamylreste</a>, welche mithilfe des <a href="Coenzym" class="mw-redirect" title="Coenzym">Kofaktors</a> <a href="Vitamin_K" title="Vitamin K">Vitamin K</a> und des <a href="Enzym" title="Enzym">Enzyms</a> <a href="%CE%93-Glutamylcarboxylase" class="mw-redirect" title="Γ-Glutamylcarboxylase">Γ-Glutamylcarboxylase</a> γ-carboxyliert werden müssen, bevor Osteocalcin im Knochen aktiv Calcium binden kann. Die Knochenmatrix enthält ca. 2 % Osteocalcin. Die calciumbindende Eigenschaft hat Osteocalcin mit anderen <a href="Calcium" title="Calcium">Calcium</a>-bindenden Proteinen (z. B. <a href="Calbindin" title="Calbindin">Calbindin</a> oder spezifischen Faktoren der <a href="Gerinnungsfaktoren" class="mw-redirect" title="Gerinnungsfaktoren">Gerinnung</a>) gemeinsam.

</p><p>Neueste, für den Menschen noch zu erhärtende Forschungserkenntnisse weisen dem Osteocalcin eine den <a href="Blutzucker" title="Blutzucker">Blutzucker</a> senkende und den Fettabbau fördernde Funktion zu. Osteocalcin wirkt auf den Zuckerstoffwechsel offenbar a) direkt: durch Stimulierung der Insulinproduktion in den β-Zellen der <a href="Langerhans-Inseln" title="Langerhans-Inseln">Langerhans-Inseln</a> der Bauchspeicheldrüse; und möglicherweise b) indirekt: durch Förderung der Freisetzung von <a href="Adiponectin" class="mw-redirect" title="Adiponectin">Adiponectin</a>, welches die Wirksamkeit von <a href="Insulin" title="Insulin">Insulin</a> erhöht. Osteocalcin bewirkt offenbar einen vermehrten Fettabbau in den Körperfettdepots. Im Tierversuch erwiesen sich Mäuse mit hohen Osteocalcinwerten im Serum gleichsam resistent gegen <a href="Diabetes_mellitus" title="Diabetes mellitus">Diabetes mellitus</a> und <a href="Adipositas" title="Adipositas">Adipositas</a>, im Gegenzug erkrankten Mäuse mit fehlendem Osteocalcin im Serum an Diabetes mellitus und Adipositas. Die neu entdeckten Stoffwechselfunktionen des Osteocalcins bedingen möglicherweise neue Ansätze zur Diabetes-II-Therapie.<sup id="cite_ref-1" class="reference"><a href="#cite_note-1"><span class="cite-bracket">[</span>1<span class="cite-bracket">]</span></a></sup><sup id="cite_ref-2" class="reference"><a href="#cite_note-2"><span class="cite-bracket">[</span>2<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Im Februar 2011 veröffentlichte eine US-amerikanische Forschungsgruppe die Ergebnisse von Untersuchungen die darauf hinweisen, dass Osteocalcin die Fruchtbarkeit männlicher Mäuse fördert. Durch Bindung an einen <a href="G-Protein-gekoppelter_Rezeptor" class="mw-redirect" title="G-Protein-gekoppelter Rezeptor">G-Protein-gekoppelten Rezeptor</a> in den <a href="Leydig-Zellen" class="mw-redirect" title="Leydig-Zellen">Leydig-Zellen</a> des Hodens, reguliert es in <a href="CREB" class="mw-redirect" title="CREB">CREB</a>-abhängiger Weise die Expression von Enzymen, die für die <a href="Testosteron" title="Testosteron">Testosteron</a>-Produktion notwendig sind. Dadurch bedingt Osteocalcin das Überleben männlicher <a href="Keimzellen" class="mw-redirect" title="Keimzellen">Keimzellen</a>. Andererseits scheint es aber keinerlei Einfluss auf die <a href="%C3%96strogen" class="mw-redirect" title="Östrogen">Östrogen</a>-Produktion in weiblichen Tieren zu haben. Damit wurde erstmals ein regulierender Einfluss des <a href="Skelett" title="Skelett">Skeletts</a> auf die Fruchtbarkeit nachgewiesen.<sup id="cite_ref-3" class="reference"><a href="#cite_note-3"><span class="cite-bracket">[</span>3<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p><p>Osteocalcin beeinflusst im Gehirn die Produktion von <a href="Neurotransmitter" title="Neurotransmitter">Neurotransmittern</a> wie <a href="Serotonin" title="Serotonin">Serotonin</a>, <a href="Dopamin" title="Dopamin">Dopamin</a> und weiteren. Es unterstützt so Lernen und räumliches Gedächtnis.<sup id="cite_ref-4" class="reference"><a href="#cite_note-4"><span class="cite-bracket">[</span>4<span class="cite-bracket">]</span></a></sup> Im Laborversuch scheint Osteocalcin bei Mäusen altersbedingt verschlechterte Leistungen in Gedächtnisaufgaben und dem Erkennen neuer Gegenstände wieder zu verbessern.<sup id="cite_ref-5" class="reference"><a href="#cite_note-5"><span class="cite-bracket">[</span>5<span class="cite-bracket">]</span></a></sup>

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Laborwerte">Laborwerte</h2></div>

<p>Osteocalcin ist ein Marker der Knochenbildung mit guter diagnostischer <a href="Spezifit%C3%A4t" class="mw-redirect" title="Spezifität">Spezifität</a>.

Osteocalcin kann im <a href="Blut" title="Blut">Blut</a> und <a href="Urin" title="Urin">Urin</a> nachgewiesen werden. Die dazu genutzte Bestimmungsmethode ist ein <a href="Chemilumineszenz" title="Chemilumineszenz">Chemilumineszenz</a>-<a href="Immunassay" title="Immunassay">Immunassay</a>. Man bestimmt das Osteocalcin zur Beurteilung des Knochenumsatzes bei <a href="Osteoporose" title="Osteoporose">Osteoporose</a> oder <a href="Plasmozytom" class="mw-redirect" title="Plasmozytom">Plasmozytom</a>. Mit dem Osteocalcinspiegel kann man auch die Wirksamkeit einer <a href="Calcitriol" title="Calcitriol">Calcitriol</a>-Therapie überprüfen.

Osteocalcin hat eine <a href="Plasmahalbwertszeit" title="Plasmahalbwertszeit">Plasmahalbwertszeit</a> von 4 Minuten. Es wird über die Niere ausgeschieden.

Bei einer reduzierten Nierenfunktion können erhöhte Osteocalcinwerte nur bedingt verwertet werden. Ebenso können bei einzelnen Personen Erbfaktoren (Varianten des <a href="Vitamin-D-Rezeptor" title="Vitamin-D-Rezeptor">Vitamin-D-Rezeptors</a>) für veränderte Werte verantwortlich sein.

</p>

<dl><dt>erhöhte Werte</dt></dl>

<ul><li>Primärer und sekundärer <a href="Hyperparathyreoidismus" title="Hyperparathyreoidismus">Hyperparathyreoidismus</a>,</li>

<li>high-turnover <a href="Osteoporose" title="Osteoporose">Osteoporose</a>,</li>

<li><a href="Knochenmetastase" title="Knochenmetastase">Knochenmetastasen</a> bei <a href="Malignom" class="mw-redirect" title="Malignom">Malignomen</a>,</li>

<li><a href="Osteodystrophia_deformans" title="Osteodystrophia deformans">Osteodystrophia deformans</a>,</li>

<li><a href="Osteomalazie" title="Osteomalazie">Osteomalazie</a>,</li>

<li><a href="Hyperthyreose" title="Hyperthyreose">Hyperthyreose</a>,</li>

<li>Niereninsuffizienz</li></ul>

<dl><dt>erniedrigte Werte</dt></dl>

<ul><li><a href="Hypoparathyreoidismus" title="Hypoparathyreoidismus">Hypoparathyreoidismus</a>,</li>

<li>low-turnover Osteoporose,</li>

<li>längere <a href="Cortison" title="Cortison">Cortisontherapie</a>,</li>

<li><a href="Rheumatoide_Arthritis" title="Rheumatoide Arthritis">rheumatoide Arthritis</a></li></ul>

<p>Der Normalbereich bei Kindern und Jugendlichen zwischen 2 und 17 Jahren liegt bei 2,8 bis 41 <a href="Mikrogramm" class="mw-redirect" title="Mikrogramm">µg</a>/<a href="Liter" title="Liter">l</a>, wobei ein starker Anstieg während des pubertären <a href="Wachstumsschub" title="Wachstumsschub">Wachstumsschubes</a> zu verzeichnen ist. Bei Erwachsenen liegt der Normalbereich bei 3 bis 14 µg/l.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>G. Muyzer, P. Sandberg, M. H. J. Knapen, C. Vermeer, M. J. Collins, P. Westbroek: <i>Preservation of bone protein osteocalcin in dinosaurs.</i> In: <i>Geology.</i> Band 20, 1992, S. 871–874.</li>

<li>C. M. Gundberg, P. V. Hauschka, J. B. Lian, P. M. Gallop: <i>Osteocalcin: isolation, characterization, and detection.</i> In: <i>Methods Enzymol.</i> 107, 1984, S. 516–444.</li>

<li>L. J. Schedlich, J. L. Flanagan, L. A. Crofts, S. A. Gillies, D. Goldberg, N. A. Morrison, J. A. Eisman: <i>Transcriptional activation of the human osteocalcin gene by basic fibroblast growth factor.</i> In: <i>J Bone Miner Res.</i> 9(2), Feb 1994, S. 143–152.</li>

<li>C. Nielsen-Marsh, P. H. Ostrom, H. Gandhi, B. Shapiro, A. Cooper, P. V. Hauschka, M. J. Collins: <i>Sequence preservation of osteocalcin protein and mitochondrial DNA in bison bones older than 55ka.</i> In: <i>Geology.</i> 30, 2002, S. 1099–1102.</li>

<li>C. Nielsen-Marsh: <i>Biomolecules in fossil remains.</i> In: <i>The Biochemist.</i> Band 24, Nr. 3, Juni 2002, S. 12–14.</li>

<li>Christina M. Nielsen-Marsh, Michael P. Richards, Peter V. Hauschka, Jane E. Thomas-Oates, <a href="Erik_Trinkaus" title="Erik Trinkaus">Erik Trinkaus</a>, <a href="Paul_Pettitt" title="Paul Pettitt">Paul B. Pettitt</a>, Ivor Karavanic, Hendrik Poinar, Matthew J. Collins: <i>Osteocalcin protein sequences of Neanderthals and modern primates.</i> In: <i><a href="PNAS" class="mw-redirect" title="PNAS">PNAS</a>.</i> published March 7, 2005, <a href="https://doi.org/10.1073/pnas.0500450102" class="extiw external" title="doi:10.1073/pnas.0500450102">doi:10.1073/pnas.0500450102</a>.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Siehe_auch">Siehe auch</h2></div>

<ul><li><a href="Knochen" title="Knochen">Knochen</a></li>

<li><a href="Osteoblasten" class="mw-redirect" title="Osteoblasten">Osteoblasten</a></li>

<li><a href="Kalzitonin" class="mw-redirect" title="Kalzitonin">Kalzitonin</a></li>

<li><a href="Parathormon" title="Parathormon">Parathormon</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://omim.org/entry/112260"><i>Osteocalcin.</i></a> In: <i><span lang="en"><a href="Online_Mendelian_Inheritance_in_Man" title="Online Mendelian Inheritance in Man">Online Mendelian Inheritance in Man</a></span>.</i> (englisch)<span class="editoronly" style="display:none;"></span>.</li>

<li><a rel="nofollow" class="external text" href="http://us.expasy.org/spotlight/back_issues/sptlt046.shtml">Protein Spotlight</a></li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Einzelnachweise">Einzelnachweise</h2></div>

<li id="cite_note-1"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-1">↑</a></span> <span class="reference-text">Die Studie stammt von einer Forschungsgruppe um Gerard Karsenty, Na Kyung Lee und KollegInnen, die überwiegend dem Department of Genetics & Development (College of Physicians and Surgeons) der Columbia University in New York, NY 10032, USA, angehören und wurde publiziert in: <i>Cell.</i> Band 130, 10. August 2007, S. 456–469. (<style data-mw-deduplicate="TemplateStyles:r261891140">

/* start https://de.wikipedia.org/ */

.mw-parser-output .webarchiv-memento a{color:inherit}

/* end https://de.wikipedia.org/ */

</style><a rel="nofollow" class="external text" href="https://web.archive.org/web/20081007233502/http://www.cumc.columbia.edu/news/press_releases/karsenty_cell.html">cumc.columbia.edu</a> (<span class="webarchiv-memento"><a href="Webarchivierung#Begrifflichkeiten" title="Webarchivierung">Memento</a></span> vom 7. Oktober 2008 im <i><a href="Internet_Archive" title="Internet Archive">Internet Archive</a></i>))</span>

</li>

<li id="cite_note-2"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-2">↑</a></span> <span class="reference-text">M. Ferron u. a.: <i>Osteocalcin differentially regulates beta cell and adipocyte gene expression and affects the development of metabolic diseases in wild-type mice.</i> In: <i>Proc. Nat. Acad. Sci.</i> 105, 2008, S. 5266–5270. <a class="external mw-magiclink-pmid" rel="nofollow" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18362359?dopt=Abstract">PMID 18362359</a></span>

</li>

<li id="cite_note-3"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-3">↑</a></span> <span class="reference-text">Franck Oury u. a.: <i>Endocrine Regulation of Male Fertility by the Skeleton.</i> In: <i>Cell.</i> Band 144, Nr. 5, März 2011, S. 796–809. <a href="https://doi.org/10.1016/j.cell.2011.02.004" class="extiw external" title="doi:10.1016/j.cell.2011.02.004">doi:10.1016/j.cell.2011.02.004</a>.</span>

</li>

<li id="cite_note-4"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-4">↑</a></span> <span class="reference-text">Franck Oury et al.:Maternal and Offspring Pools of Osteocalcin Influence Brain Development and Funktions. Cell 155,1 (2013), S. 228–241.</span>

</li>

<li id="cite_note-5"><span class="mw-cite-backlink"><a href="#cite_ref-5">↑</a></span> <span class="reference-text">Eric Kandel, The disordered Mind. Farrar, Staus Giroux, New York (2018).</span>

</li>

</ol>

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Dieser Artikel behandelt ein Gesundheitsthema. Er dient weder der Selbstdiagnose noch wird dadurch eine Diagnose durch einen Arzt ersetzt. Bitte hierzu den Hinweis zu Gesundheitsthemen beachten!</div>

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