Lexikon der Medizinischen Laboratoriumsdiagnostik
Autoren
M. Bidlingmaier

Osteocalcin

Osteocalcin
Synonym(e)
Bone γ-carboxylglutamic acid-containing protein; BGP; Bone-GLA-Protein; BGLAP
Englischer Begriff
osteocalcin; OC; OCN; bone γ-carboxylglutamic acid-containing protein; BGP; BGLAP
Definition
Von Osteoblasten und Odontoblasten gebildetes Peptidhormon mit knochenanaboler Wirkung, spezifischer biochemischer Marker der Osteoblastenaktivität.
Struktur
Einkettiges Peptid aus 49 Aminosäureresten.
Molmasse
5841 Da.
Synthese – Verteilung – Abbau – Elimination
Unter dem Einfluss von 1,25(OH)-Vitamin D wird Osteocalcin in den Osteoblasten (und Odontoblasten) gebildet. Das Protein enthält Sequenzen, die vor allem Glutamatreste enthalten, die Vitamin-K-abhängig γ-carboxyliert werden. Das fertige Protein wird sezerniert und zum Teil in der Knochenmatrix eingebaut. Osteocalcin macht ca. 2–3 % der Knochenmatrix aus und bindet dort Calcium. Osteocalcin wird auch in die Blutbahn sezerniert, wo es rasch durch Proteasen degradiert wird und daher eine kurze Halbwertszeit hat. Die Ausscheidung erfolgt vor allem renal, weshalb Osteocalcin bei höhergradigen Störungen der Nierenfunktion akkumuliert.
Halbwertszeit
4 Minuten.
Pathophysiologie
Osteocalcin ist Ausdruck der Osteoblastenaktivität, wird für den Knochenaufbau benötigt und bindet im Knochen an Calcium. Es ist essenziell für die Regulation der Knochenmineralisierung, die es inhibiert. Die zirkulierenden Konzentrationen von Osteocalcin reflektieren die Osteoblastenaktivität und werden damit auch von allen Faktoren beeinflusst, die den Knochenumsatz beeinflussen. Erhöhte Konzentrationen finden sich daher z. B. beim primären und sekundären Hyperparathyreoidismus, den Osteoporoseformen mit erhöhtem Knochenumbau und auch bei ossären Metastasen verschiedener Malignome. Außerdem erhöhen wirksame osteoanabole Therapien die Osteocalcinkonzentration. Erniedrigte Werte finden sich z. B. beim Hypoparathyreoidismus, bei längerdauernder Therapie mit Glukokortikoiden und bei den „Low turnover“-Osteoporosen.
In den letzten Jahren wurden weitere, nicht ossäre Funktionen des Osteocalcins entdeckt. So scheint Osteocalcin im Glukosemetabolismus über verschiedene Mechanismen die Insulinwirkung zu steigern, außerdem wurde eine lipolytische Funktion im Fettgewebe beschrieben. Vermittelt über einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor auf den Leydig-Zellen des männlichen Hodens scheint es auch an der Testosteronsynthese beteiligt zu sein.
Untersuchungsmaterial
Probenstabilität
Bis 24 Stunden bei Raumtemperatur, eingefroren (−20 °C) mehrere Jahre.
Präanalytik
Osteocalcin wird schnell durch Proteasen degradiert. Daher rascher Transport ins Labor, um die Proben zu zentrifugieren und das Serum von den zellulären Bestandteilen zu trennen. Hämolyse führt zu erniedrigten Werten.
Analytik
Immunoassays.
Konventionelle Einheit
ng/mL.
Referenzbereich
Alter
Männer (ng/mL)
Alter
Frauen (ng/mL)
25–29
11,4–36,2
25–29
12,6–39,5
30–34
10,6–34,5
30–34
9,8–37,0
35–39
9,9–33,1
35–39
8,1–35,0
40–44
9,2–31,9
40–44
7,6–33,5
45–49
8,6–31,1
45–49
8,2–32,6
50–54
8,1–30,5
50–54
9,8–32,1
>54
6,5–31,0
Postmenopausal
10,4–43,8
Die Referenzwerte entstammen einer populationsbasierten Kohorte. Ausschlusskriterien Diabetes, Anorexie, Adipositas und Einnahme von Hormonpräparaten.
Indikation
Die Messung dient der Abschätzung der Osteoblastenaktivität, die ein wesentlicher Parameter des Knochenumbaus ist. Relevant u. a. bei
  • Therapiekontrolle bei medikamentöser Therapie der Osteoporose (Bisphosphonate, Hormonersatztherapie)
  • Plasmozytom
  • Hyperparathyreoidismus
Interpretation
S. Pathophysiologie, Referenzbereich und Diagnostische Wertigkeit.
Diagnostische Wertigkeit
Die diagnostische Wertigkeit ist umstritten, die nationalen Leitlinien zur Osteoporose unterscheiden sich in der Bewertung und Empfehlung zur Messung von Biomarkern. In einigen Leitlinien wird die Messung vor und 12 Monate nach Beginn einer spezifischen osteoanabolen Therapie empfohlen, um Nonresponder erkennen zu können. Osteocalcin ist ein recht spezifischer Marker der Osteoblastenaktivität. In der Praxis wird inzwischen jedoch häufig auch die Messung des „N-propeptide of type I collagen“ (PINP) eingesetzt, das zwar weniger knochenspezifisch, jedoch diagnostisch sensitiver sein soll.
Literatur
Charhon SA, Delmas PD, Malaval L, Chavassieux PM, Arlot M, Chapuy MC, Meunier PJ (1986) Serum bone Gla-protein in renal osteodystrophy: comparison with bone histomorphometry. J Clin Endocrinol Metab 63(4):892–897CrossRefPubMed
Eastell R, Pigott T, Gossiel F, Naylor KE, Walsh JS, Peel NFA (2018) DIAGNOSIS OF ENDOCRINE DISEASE: Bone turnover markers: are they clinically useful? Eur J Endocrinol 178(1):R19–R31CrossRefPubMed
Hannemann A, Friedrich N, Spielhagen C, Rettig R, Ittermann T, Nauck M, Wallaschofski H (2013) Reference intervals for serum osteocalcin concentrations in adult men and women from the study of health in Pomerania. BMC Endocr Disord 13:11CrossRefPubMedPubMedCentral