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Metabolische Effekte von Osteocalcin – Metabolomics Untersuchungen in einer populationsbasierten Studie

  • In aktuellen Studien aus den letzten Jahren mehren sich die Hinweise auf metabolische Einflüsse von Osteocalcin. Neben dem Skelettsystem scheint besonders der Energiestoffwechsel, speziell auf der Ebene der Distribution und des Verbrauchs von Glucose mit Osteocalcin zu interagieren. In der vorliegenden Studie wurden Blutplasma- und Urinproben von 931 gesunden Probanden mittels Massenspektrometrie (Tandem-Massenspektroskopie mit vorgeschalteter Flüssigkeitschromatographie) auf niedermolekulare Substanzen untersucht, um dann auf systemische Effekte von Osteocalcin zu schließen. Diese Methodik erlaubt eine breite Untersuchung von Wirkungen von Osteocalcin in allen Organsystemen, auch in jenen, für die bisher noch keine Interaktionen mit Osteocalcin bekannt sind. Die Berechnung eines ersten Modells zeigte viele Zusammenhänge. Diese waren jedoch stark durch die Nierenfunktion beeinflusst. Nach Adjustierung für die Nierenfunktion blieben insgesamt 29 signifikante Ergebnisse erhalten. Zu diesen Ergebnissen zählten zuvorderst Zwischenprodukte des Kollagenstoffwechsels, besonders Prolinderivate, was die Bedeutung von Osteocalcin im Knochenstoffwechsel unterstreicht. Die weiteren Ergebnisse umfassten eine Assoziation mit Kynurenin, ein Hinweis auf die Möglichkeit, dass Entzündungen Einflüsse auf zirkulierendes Osteocalcin haben könnten. Weitere Hinweise auf die bereits bekannte Verknüpfung zwischen dem Energiestoffwechsel und Osteocalcin bietet die vorliegende Studie durch die Detektion einer Assoziation zwischen Osteocalcin und Abbauprodukten von verzweigtkettigen Aminosäuren. Auch scheint Osteocalcin vom Lebensstil, wie beispielsweise dem Tabakrauchen, beeinflusst zu werden. Zusammenfassend bietet die vorliegende Studie einen umfassenden Überblick über die metabolischen Einflüsse von Osteocalcin. Darin war eine Vielzahl von Assoziationen nachweisbar, die jedoch insgesamt für eine eher geringe Rolle von Osteocalcin im menschlichen Stoffwechsel sprechen.
  • Recent research suggested a metabolic implication of osteocalcin (OCN) in e.g. insulin sensitivity or steroid production. We used an untargeted metabolomics approach by analyzing plasma and urine samples of 931 participants using mass spectrometry to reveal further metabolic actions of OCN. Several detected relations between OCN and metabolites were strongly linked to renal function, however, a number of associations remained significant after adjustment for renal function. Intermediates of proline catabolism were associated with OCN reflecting the implication in bone metabolism. The association to kynurenine points towards a pro-inflammatory state with increasing OCN. Inverse relations with intermediates of branch-chained amino acid metabolism suggest a link to energy metabolism. Finally, urinary surrogate markers of smoking highlight its adverse effect on OCN metabolism. In conclusion, the present study provides a read-out of metabolic actions of OCN. However, most of the associations were weak arguing for a limited role of OCN in whole-body metabolism.

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Metadaten
Author: Lukas Entenmann
URN:urn:nbn:de:gbv:9-opus-38998
Title Additional (English):Comprehensive metabolic characterization of serum osteocalcin action in a large nondiabetic sample
Referee:Prof. Dr. rer. nat. Uwe Völker, Prof. Dr. rer. nat. Elke Krüger
Advisor:PD Dr. rer. med. Nele Friedrich
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Year of Completion:2018
Date of first Publication:2020/08/20
Granting Institution:Universität Greifswald, Universitätsmedizin
Date of final exam:2020/06/25
Release Date:2020/08/20
Tag:Osteocalcin
GND Keyword:Medizin
Pagenumber:51
Faculties:Universitätsmedizin / Institut für Klinische Chemie und Laboratoriumsmedizin
DDC class:600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / 610 Medizin und Gesundheit