Osteonectin

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 21. November 2016
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Osteonectin ist ein Protein, das eine bedeutende Rolle bei der Knochenmineralisation spielt und auf diese Weise an der Festigung von Knochen und Zähnen beteiligt ist.

Unter seiner synonymen Bezeichnung SPARC lassen sich zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen finden, die zusätzlich auf einen Zusammenhang zwischen dem Ausschütten von SPARC und der Prognose verschiedener Krebserkrankungen hinweisen.

Inhaltsverzeichnis

Was ist Osteonectin?

Osteonectin ist ein Protein mit einer Molekülmasse von 35 bis 45 Kilo Dalton (kD). Die mittlere Molekülmasse von 40 kD und seine Lokalisation in der Basalmembran führten zu einer weiteren Bezeichnung: BM 40 (Basement Membrane Protein 40).

Schließlich zeigte sich, dass es sich bei einem weiteren Eiweiß, mit dem Namen Secreted Protein, acidic, Cysteine-rich, auch SPARC, um das gleiche Protein handelt. Dieser Name weist auf verschiedenen Eigenschaften hin: Das sauer reagierende Protein wird sezerniert und ist reich an der schwefelhaltigen Aminosäure Cystein. Heute werden vorrangig die Bezeichnungen SPARC und Osteonectin gebraucht. Osteonectin ist ein Glykoprotein, das heißt, dass es neben dem Eiweißbestandteil Kohlenhydratgruppen (Zuckerbausteine) enthält, und in der Lage ist, Kalzium zu binden.

Funktion, Wirkung & Aufgaben

Osteonectin agiert im menschlichen Organismus primär auf zellulärer Ebene. So erfüllt es als kalziumbindendes Glykoprotein im Knochenstoffwechsel Aufgaben bei der Mineralisation.

Es besitzt eine hohe Affinität zu Hydroxylapatit (ein hydroxyliertes Kalzium-Phosphat-Salz) und vermag Kollagen, ein typisches Strukturprotein, zu binden. Bei der Mineralisation handelt es sich um einen wichtigen Vorgang, bei dem in die organische Matrix der Körpergewebe Kalziumphosphate eingebaut werden. Im Ergebnis erlangen diese eine besondere Festigkeit. Zu diesen Geweben gehören Knochen, Knorpel und Zähne. Der Zahnschmelz beispielsweise besteht zu nahezu 100 Prozent aus Hydroxylapatit und ist die härteste Substanz im menschlichen Körper. In den natürlichen Geweben finden sich die Zellen in einem Gefüge, das als extrazelluläre Matrix bezeichnet wird.

Innerhalb dieses Zell-Gefüges kommt es zu verschiedenen Wechselwirkungen, für die Osteonectin ebenfalls eine Rolle spielt. Weitere Funktionen betreffen das Zellwachstum und die Zellvermehrung (Zellproliferation, lateinisch: proles, Sprössling; ferre, tragen), die in seiner Gegenwart moduliert, das heißt, unter unterschiedlichen Bedingungen verändert werden können. Außerdem unterstützt das Protein das Anheften von Zellen, ein Vorgang, der für die Wundheilung große Bedeutung hat, sowie die Ausbreitung bestimmte Zelltypen. Osteonectin wirkt im Knochenstoffwechsel, bei der Wundheilung und während des Regenerationsprozesses mit.

Bildung, Vorkommen, Eigenschaften & optimale Werte

In unreifen Knochen-Geweben finden sich besonders große Mengen von Osteonectin. Spezialisierte Knochenzellen, die für die Synthese der Knochenmatrix verantwortlich sind, heißen Osteoblasten. Aktive Osteoblasten enthalten viel Osteonectin, ebenfalls Knorpel- und Zellen, die in der Zahnentwicklung eine Rolle spielen (Odontoblasten).

Des Weiteren wird es von den Fibroblasten synthetisiert. Diese Zellen kommen im Bindegewebe vor und besitzen große Bedeutung für die extrazelluläre Matrix und deren Festigkeit. Darüber hinaus sind Makrophagen (griechisch, makros,groß; phagein, essen) in der Lage, im Rahmen der Wundheilung des Proteins herzustellen. Makrophagen sind weiße Blutkörperchen, die wichtige Funktionen in der Immunabwehr haben. Endothelzellen, die die Innenseite der Blutgefäße auskleiden, synthetisieren es ebenfalls. Osteonectin lässt sich in vielen stoffwechselaktiven Zellen nachweisen.

Diese Tatsache wird für ausgewählte Fragestellungen genutzt, um die aktuelle Stoffwechselsituation abzuschätzen. Die Bestimmung der Menge dieses Proteins erfolgt nicht routinemäßig als Laboruntersuchung. Zur Charakterisierung bestimmter biochemischer Prozesse innerhalb der Wundheilung, des Knochenstoffwechsels oder der Aktivierung der Blutplättchen kann die Quantifizierung des Proteins wichtige Aussage liefern.

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Krankheiten & Störungen

Krankheitsbilder, bei denen das Protein fehlt, sind bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt noch nicht beschrieben worden. Zu den Erkrankungen, die mit Veränderungen des Proteins verknüpft zu sein scheinen, gehören die laterale Zystozele und das Chorioangiom.

Bei einer lateralen Zystozele (seitliche Vorwölbung der Harnblase in Richtung Vaginalwand) handelt es sich um eine Bindegewebsschwäche, die zu einer Harninkontinenz oder Harnverhaltung führen kann. Ein Chorioangiom ist eine seltene, gutartige Geschwulst der Plazenta.Weitaus bedeutungsvoller ist der Einfluss auf Prozesse innerhalb der Krebsentwicklung. Auf Grund seiner vielfältigen Eigenschaften, scheint die Wirkung auf unterschiedliche Krebsarten nicht identisch zu sein. So unterscheiden sich die Protein-Level bei verschiedenen Krebsarten. Eierstock- Prostata- und Pankreaskrebs zeigen einen niedrigen Wert, während Brustkrebs, Gliome und Melanome von höheren Werten begleitet werden.

Bemerkenswert ist, dass eine Verbesserung aufzutreten scheint, wenn man durch Bewegung und Sport den Spiegel erhöhen kann. Sporttreiben zeigte positive Effekte bei Krebskranken. Diese Tatsache hat zu einem Umdenken in der Krebsfürsorge und dem Slogan "dem Krebs davonlaufen" geführt. Körperliche Aktivität scheint Genfunktionen zu beeinflussen. Vorhandene Gene können an – oder abgeschaltet beziehungsweise aktiviert werden. An einem möglichen Mechanismus sind wahrscheinlich "Secreted protein acidic and rich in cysteine (SPARC)" beteiligt. Bei körperlichem Training wird dieses Protein ausgeschüttet. Welcher Art der Einfluss auf das Krebswachstum und die Ausbreitung ist, wird gegenwärtig kontrovers diskutiert.

Einigkeit herrscht über die Beteiligung von Osteonectin an den Veränderungen der Krebszellaktivität und in der Umgebung des Tumors. In einigen Tumorarten zeigen die Tumorzellen eine geringe Menge des Proteins, während sie in den benachbarten Zellen sehr hoch ist. Einige Studien favorisieren Osteonectin als Tumorsuppressor in verschiedenen Krebsarten. In anderen scheint der Effekt inentgegengesetzter Richtung zu verlaufen. Eine Ursache kann die gleichzeitige Wirkung auf andere Moleküle und Prozesse sein, die das biologische Verhalten schließlich auf unterschiedliche Weise beeinflussen.

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