ЗНАЧЕНИЕ ВИТАМИНА К В ПРОЦЕССЕ ОСТЕОГЕНЕЗА
Аннотация
В обзоре приводятся важные факторы в пострансляционной модификации витамина К и остекокальцина, где специфические остатки Glu модифицируются до Ca++ Связывание G-карбоксиглутаминовая кислотные остатки (Гла). Остеокальцин (ОК) является наиболее распространенным неколлагеновым белком в костях. Большое внимание уделено состоянию витаминной обеспеченности детей, так как дефицит витаминов как жизненно необходимых микронутриентов не только нарушает условия для нормального физического и социального развития детей, но и, как в случае с витамином К, способен формировать жизненно опасные осложнения. Указаны, что новорожденные с первых месяцев жизни, особенно находящиеся на грудном и исскуственном вскармливании, склонны к дефициту витамина К.
Библиографические ссылки
Кокейн С., Адамсон Дж., Лэнхэм-Нью С., Ширер М.Дж., Гилбоди С., Торгерсон Д.Дж. Витамин К и профилактика побочных эффектов: систематический обзор и метаанализ рандомизированных контролируемых исследований. Archlntern Med 200 6; 166(12): 1256-61.
Феррон М., Хиной Э., Карсенти Г., Дьюси. Остеокальцин дифференциально регулирует экспрессию генов p-клеток и адипоцитов и влияет на развитие метаболических заболеваний у мышей дикого типа. Proc Natl. AcadSci США 2008;105(13):5266-5270.
Хван Ю.К., Чон И.К., Ан К.Дж., Чунг Х.И. Некарбоксилированная форма остеокальцина связана с улучшением толерантности к глюкозе и усилением функции p-клеток у мужчин среднего возраста. Diabetes Metab Res Rev 2009;25:768-772.
Хван Ю.К., Чон И.К., Ан К.Дж., Чунг Х.И. Уровень циркулирующего остеокальцина связан с улучшением толерантности к глюкозе, секреции инсулина и чувствительности независимо от уровня адипонектина в плазме. Osteoporos Int 2012;23(4): 1337-1342.
Канадзава И., Ямагути Т., Ямаути М., Ямамото М., Куриока С., Яхо С., Сугимото Т. Сывороточный недокарбоксилированный
остеокальцин был обратно связан с уровнем глюкозы в плазме и жировой массой при сахарном диабете 2 типа. Osteoporos Int 2011;22:187-194.
Майяр С., Беррюйер М., Серр К.М., Дечаванн М., Дельмас.Д. Белок-S, витамин К- зависимый белок, представляет собой компонент костного матрикса, синтезируемый и секретируемый остеобластами. Эндокринология 1992;130:1599-1604.
Поллок Н.К., Бернард.Дж., Гауэр Б.А., Гундберг К.М., Венгер К., Мисра С., Бассали Р.В., Дэвис К.Л. Более низкие концентрации некарбоксилированного остеокальцина у детей с преддиабетом связаны с функцией Р-клеток. J Clin Endocrinol Metab 2011 июль;96(7):Е1092- E1099.
О'Янг Дж., Ляо Ю., Сяо Ю., Ялканен Дж., Лажуа Г. и др. Матриксный белок gla ингибирует эктопическую кальцификацию путем прямого взаимодействия с кристаллами гидроксиапатита. J Am Chem Soc 2011;133:18406-18412.
Питтас А.Г., Харрис С.С., Элиадес М., Старк., Доусон-Хьюз Б. Связь между сывороточным остеокальцином и маркерами метаболического фенотипа. J Clin Эндокринол Метаб 2009;94:827-832.
Прайс.А., Урист М.Р., Отавара Ю. Матричный белок Gla, новый белок, содержащий y-карбоксиглутаминовую кислоту, который связан с органическим матриксом кости. Биохим. Биофиз. Res. Commun 1983;117:765-771.
Рашед М.Т., Коде А., Сильва Б.К., Юнг Д.Ю., Грей С., Онг Х., Пайк Джи-Х, ДеПиньо Р.А., Ким Дж.К., Карсенти Г., Кустени С. Экспрессия FoxO1 в остеобластах регулирует гомеостаз глюкозы посредством регуляции остеокальцина у мышей. J Clin Invest 2010 4 января;120(1):357-368.
Бут С.Л., Сенти А., Смит С.Р., Гундберг К. Роль остеокальцина в метаболизме глюкозы человека: маркер или медиатор? Nat. Rev. Endocrinol 2013;9: 43-55.
Валлин Р., Сане Д.К., Хатсон С.М. Витамин К 2,3-эпоксидредуктаза и витамин К- зависимая гаммакарбоксилирующая система. Thromb Res 2002;108:221-6.
Ю-Сик Ким, II-Ён Пайк, Ён-Джун Ри, Сан-Хун Су. Интегративная физиология: определена новая метаболическая роль остеокальцина. J Korean Med Sci 2010 Июль;25(7):985-991.
Яо Ю., Зеббудж А., Шао Э., Перес М., Бостром К. Регуляция костного морфогенетического белка-4 матриксным белком GLA в эндотелиальных клетках сосудов включает активин-подобный киназный рецептор 1. J Biol Chem 2006;281:33921-33930.
Шрофф Р.К., Шанахан К.М. Сосудистая биология кальцификации. Семин Дайал 2007;20:103-9.
Праудфут Д., Шанахан К.М. Молекулярные механизмы, опосредующие кальцификацию сосудов: роль матриксного белка GLA. Нефрология (Карлтон) 2006;11:455-61.
Бостром К., Цао Д., Шен С., Ван И., Демер Л.Л. Матричный белок GLA модулирует дифференцировку, индуцированную костным морфогенетическим белком-2 в клетках C3H10T1/2. J Biol Chem 2001;276: 14044-52.
Яо Ю., Зеббудж А.Ф., Шао Э., Перес М., Бостром К. Регуляция костного морфогенетического белка-4 матриксным белком GLA в эндотелиальных клетках сосудов включает активиноподобный киназный рецептор 1. J Biol Chem 2006;281:33921—30.
Диркс Н., Мурер М.С., Клеменс Т.Л., Риддл РС. Роль остеобластов в энергетическом гомеостазе. Nat Rev Endocrinol (2019) 15 (11): 651-65. doi: 10.1038/s41574-019-0246-y
Неве А., Коррадо А., Кантаторе Ф.П. Остеокальцин: скелетные и внескелетные эффекты. J Cell Physiol (2013) 228(6): 114953. дои: 10.1002/jcp.24278
Мизоками А., Кавакубо-Ясукочи Т., Хирата М. Остеокальцин и его эндокринные функции. Биохим Фармакол (2017) 132:1-8. doi: 10.1016/j .bcp.2017.02.001
Форлино А., Марини Дж.К. Несовершенный остеогенез. Ланцет (2016) 387 (10028): 165771. doi: 10.1016/s0140-6736(15)00728-x
Фукумото С., Мартин Т.Дж. Кость как эндокринный орган. Trends Endocrinol Metab (2009) 20(5):230-6. doi:
1016/j.tem.2009.02.001
Wang H, Zheng X, Zhang Y, Huang J, Zhou W, Li X, et al. Эндокринная роль кости: новые функции костных цитокинов. Биохим Фармакол (2021) 183:114308. дои:10.1016/j .bcp.2020.114308
Пи М., Ву Ю., Куорлз Л.Д. GPRC6A опосредует ответы на остеокальцин в Р- клетках in vitro и поджелудочной железе in vivo . J Bone Miner Res (2011) 26 (7): 16803. дои: 10.1002/jbmr.390
Wei J, Hanna T, Suda N, Karsenty G, Ducy P. Остеокальцин способствует пролиферации Р- клеток во время развития и взросления посредством Gprc6a. Диабет (2014) 63(3): 102131. дои: 10.2337/db 13-0887
Guedes JAC, Esteves JV, Morais MR, Zorn TM, Furuya DT. Остеокальцин улучшает резистентность к инсулину и воспаление у мышей с ожирением: участие белой жировой ткани и костей. Кость (2018) 115: 68-82. doi: 10.1016/j .bone.2017.11.020
Рикельме-Гальего Б., Гарсия-Молина Л., Кано-Ибаньес Н., Санчес-Дельгадо Г., Андухар- Вера Ф., Гарсия-Фонтана К. и др. Циркулирующий недокарбоксилированный остеокальцин как показатель сердечнососудистого риска и риска диабета 2 типа у пациентов с метаболическим синдромом. Научный представитель (2020) 10 (1) : 1840. дои: 10.1038/s41598-020-58760-7
Поллок Н.К., Бернард П.Дж., Гауэр Б.А., Гундберг С.М., Венгер К., Мисра С. и соавт. Более низкие концентрации
некарбоксилированного остеокальцина у детей с преддиабетом связаны с функцией бета- клеток. J Clin Endocrinol Metab (2011) 96(7):E1092-1099. doi: 10.1210/jc.2010-2731
Ики М., Тамаки Дж., Фудзита Ю., Кода К., Юра А., Кадоваки Э. и др. Уровни недокарбоксилированного остеокальцина в сыворотке обратно пропорциональны гликемическому статусу и резистентности к инсулину у пожилых японских мужчин: исследование риска остеопороза Фудзивара-кио у мужчин (FORMEN). Osteoporos Int (2012) 23 (2) : 761-70. дои: 10.1007/s00198-011-1600-7
Гундберг С.М., Лукер А.С., Ниман С.Д., Кальво М.С. Особенности остеокальцина и костной специфичной щелочной фосфатазы в зависимости от возраста, пола, расы или этнической принадлежности. Кость (2002) 31 (6): 703-8. doi: 10.1016/s8756-3282(02)00902-x
Mera P, Laue K, Wei J, Berger JM, Karsenty G. Остеокальцин необходим и достаточен для поддержания мышечной массы у старых мышей. Мол Метаб (2016) 5 (10): 1042-7. doi: 10.1016/j.molmet.2016.07.002
Лю С., Гао Ф., Вэнь Л., Оуян М., Ван И, Ван Ц и др. Остеокальцин индуцирует пролиферацию посредством положительной активации путей PI3K/Akt, P38 MAPK и способствует дифференцировке посредством активации пути GPRC6A-ERK1/2 в клетках миобласта C2C12. Cell Physiol Biochem (2017) 43(3): 1100-12. дои: 10.1159/000481752
Левинджер И., Скотт Д., Николсон Г.К., Стюарт А.Л., Дук Г., МакКоркодейл Т. и другие. Недокарбоксилированный остеокальцин, мышечная сила и показатели здоровья костей у пожилых женщин. Кость (2014) 64: 8-12. doi:10.1016/j.bone.2014.03.008
Чавла Д. Витамин К1 в сравнении с витамином КЗ для профилактики субклинического дефицита витаминов: рандомизированное контролируемое исследование / Д. Чавла, А.К. Деорари, Р. Саксена [и др.] // Индийская педиатрия. — 2007. — С. 817-822.
9. Элалфи М. Внутричерепное кровоизлияние связано с поздним дефицитом витамина К у младенцев в возрасте от 2 до 24 недель / M. Elalfy, I. Elagouza, F. Ibrahim, S. Abdelmessieh, M. Gadallah // Acta Paediatr. — 2014. — Т. 17. — С. 12598. — DOI: 10.1111/APA.12598.
10. Грир Ф.Р. Испытывают ли грудные дети дефицит витамина К? / Ф.Р. Грир // Adv. Exp. RR Med. Biol. — 2004. — Т. 501. — С. 391.
11. Гринбаум Л. Дефицит витамина К. Учебник педиатрии Нельсона. — 2011. — Глава 50. — С. 209-211.
Ширер М.Д. Витамин К питание, метаболизм и потребности: современные концепции и будущие исследования / М.Дж. Ширер, Х. Фу, С.Л. Бут // Booth Advances in Nutrition. — 2012. — Т. 3(2). — С. 182-195.
Валлин Р., Кейн Д., Хатсон С.М., Сане Д.С., Лозер Р. Модуляция связывания матричного белка Gla (MGP) с костным морфогенетическим белком-2 (BMP-2). Thromb Haemost 2000;84:1039—44.
Бостром К., Цао Д., Шен С., Ван Ю., Демер Л.Л. Матричный белок GLA модулирует дифференцировку, индуцированную костным морфогенетическим белком-2 в клетках C3H10T1/2. J Biol Chem 2001;276: 14044—52.
Шургерс Л.Дж., Теуниссен К.Дж., Кнапен М.Х., Квайтаал М., ван Дист Р., Аппельс А. и др. Новые конформационно- специфические антитела против белка матриксной гамма-карбоксиглутаминовой кислоты (Gla): недокарбоксилированный матриксный белок Gla как маркер кальцификации сосудов. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2005;25:1629—33.
Свитт А., Сане Д.К., Хатсон С.М., Валлин Р. Матричный белок GLA (MGP) и костный морфогенетический белок-2 при кальцинированных поражениях аорты стареющих крыс. J Thromb Haemost 2003;1:178—85.
Шургерс Л.Дж., Спронк Х.М., Скеппер Дж.Н., Хакенг Т.М., Шанахан К.М., Вермеер С. и др. Посттрансляционные модификации регулируют функцию матриксного белка GLA: важность для ингибирования кальцификации клеток гладких мышц сосудов. J Thromb Haemost 2007;5:2503—11.
Коденцова В.М., Вржесинская О.А., Спиричева Т.В. и др. Обеспеченность витаминами детей дошкольного и младшего школьного возраста из группы риска по возникновению нарушений минерализации костной ткани // Вопросы питания. — 2002. — Т. 71, № 3. — С. 3-7.
Конь И.Я., Тоболева М.А., Димитриева С.А. Дефицит витаминов у детей: основные причины, формы и пути профилактики у детей раннего и дошкольного возраста // Вопросы современной педиатрии. — 2002. — Т. 1, № 2. — С. 62-66.
Ферланд G. Открытие витамина К и его клиническое применение. Энн Нутр Метаб. 2012;61(3):213-218
Гундберг К.М., Лиан Дж.Б., Бут С.Л. Витамин К-зависимое карбоксилирование остеокальцина: друг или враг? Адвокат Нутр. 2012;3(2): 149-157.
Бельмер С.В. Роль кишечной микрофлоры в обеспечении организма фолиевой кислотой, витаминами B12 и K // Вопросы современной педиатрии. — 2005.— Т. 4. — No5. — С. 74-76
Мизоками А., Кавакубо-Ясукоти Т., Хирата М. Остеокальцин и его эндокринные функции. Биохим Фармакол. 2017;132:1-8.
Панкратова Ю.В., Пигарова Е.А., Дзеранова Л.К. Витамин К-зависимые белки: остеокальцин, матриксный Gla-белок и их внекостные эффекты // Ожирение и метаболизм. — 2013. —Т. 10. — No2. — С. 1118.
Ураяма С., Каваками А., Накашима Т. и др. Влияние витамина К2 на апоптоз остеобластов: Витамин К2 ингибирует
апоптотическую гибель клеток остеобластов человека, индуцированную Fas, ингибитором протеасом, этопозидом и стауроспорином. JLab Clin Med. 2000; 136(3): 181-193.
Шредер М., Риксен Е.А., Хе Дж. и др. Витамин К2 модулирует механические свойства, вызванные витамином D, SD-костных сфероидов человека in vitro. JBMR Plus. 2020;4(9):E10394.
Булье А., Шварц Дж., Леспесаль Э. и др. Сочетание мицеллярного казеина с кальцием и витаминами D2 и K2 улучшает состояние костей мышей, подвергшихся овариэктомии. Остеопорос Инт. 2016;27(10):3103-31
Бинкли Н., Харк Дж., Крюгер Д. и др. Лечение витамином К снижает недокарбоксилированный остеокальцин, но не изменяет костный обмен, плотность или геометрию у здоровых женщин в постменопаузе в Северной Америке. JBoneMinerRes. 2009;24(6):983-991.
Цугава Н., Сираки М., Сухара Ю. и др. Статус витамина К у здоровых японских женщин: возрастная потребность в витамине К для гамма-карбоксилирования остеокальцина. Am JClin Nutr. 2006;83(2):380-386.
Теувиссен Э., Смит Э., Вермеер К. Роль витамина К в кальцификации мягких тканей. АдвНутр. 2012;3(2): 166-173.
Танака И., Осима Х. Витамин К2 как потенциальный терапевтический агент при глюкокортикоид-индуцированном остеопорозе. Клинический кальций. 2007; 17(11): 1738-1744.
Hirota Y, Tsugawa N, Nakagawa K, Suhara Y, Tanaka K, Uchino Y, Takeuchi A, Sawada N, Kamao M, Wada A и др.: Менадион (витамин K3) является продуктом катаболизма перорального филлохинона (витамина K1) в кишечнике и циркулирующий повышенного тканевого менахинона-4 (витамина К2) у крыс. Дж. биол. Хим. 288:33071-33080. 2013
Тернер М.Э.,с Адам М.А. и Холден Р.М. Метаболом печени К при хроническом заболевании почек. Питательные
вещества. 10:10762018
Huang M, Rigby AC, Morelli X, Grant MA, Huang G, Furie B, Seaton B и Furie BC: Структурная основа связывания мембранных доменов Gla витамин К-зависимых белков. Nat Struct Biol. 10: 751-756. 2003
Dahlback B: витамин К-зависимый белок S: за пределами пути белка С. Семин Тромб Гемост. 44:176-184. 2018
Кулман Дж.Д., Харрис Дж.Е., Се Л. и Дэви Э.В.: Идентификация двух новых трансмембранных наборов
карбоксиглутаминовой кислоты, широко экспрессируемых в тканях плода и взрослого человека. Proc Natl Acad Sci USA. 98: 13701375.2001
Наито К., Ватари Т., Обаяши О., Кацубе С., Нагаока И. и Канеко К.: Взаимосвязь между уровнями недокарбоксилированного
остеокальцина и гиалуроновой кислоты в сыворотке у пациентов с двусторонним остеоартритом коленного сустава. Int J Mol Med. 29: 756-760. 2012.
Roy ME и Nishimoto SK: Связывание белка Matrix Gla с гидроксиапатитом зависит от ионного окружения: кальций добавляет
сродство связывания, но фосфат и магний Связывают сродство. Кость. 31: 296-302. 2002
Зох М.Л., Клеменс Т.Л. и Риддл Р.К.: Новое понимание биологии остеокальцина. Кость. 82:42-49. 2016.
Bellido-Martrn L и de Frutos PG: Действие Gas6, плотность от жиров К. Витам Горм. 78:185-209. 2008.
Viegas CS, Simes DC, Laize V, Williamson MK, Price PA и Cancela ML: Gla- богатый белок (GRP), новый витамин К- зависимый белок, обнаруженный в хрящах осетровых и высококонсервативный у позвоночных. Дж. биол. Хим. 283:3665536664. 2008.
Tesfamariam B: Участие витамина К- зависимых белков в кальцификации сосудов. J Cardiovasc Pharmacol Ther. 24:323-333. 2019.
Vos M, Esposito G, Edirisinghe JN, Vilain S, Haddad DM, Slabbaert JR, Van Meensel S, Schaap O, De Strooper B, Meganathan R и др.: Витамин K2 является митохондриальным переносчиком электронов, который противостоит дефициту pinkl. Наука. 336: 1306-1310. 2012.
Чжан, М .; Ту, В .; Чжан, В.; Ву, Х.; Цзоу, X .; Цзян, С. Остеокальцин уменьшает накопление жира и воспалительную реакцию, ингибируя сигнальный путь ROS-JNK в куриных эмбриональных гепатоцитах. Поулт. науч. 2022,101 , 102026.
Диас-Франко, MC; де Леон, РФ; Виллафан-Бернал, Дж. Р. Остеокальцин- GPRC6A: обновленная информация о его клинических и биологических мультиорганных взаимодействиях (обзор). Мол. Мед. 2018,19 , 15 -22
Комори Т. Функции остеокальцина в костях, поджелудочной железе, яичках и мышцах. Междунар. Дж. Мол. науч. 2020,21 , 7513.
Чжан, Ю .; Чжоу, П .; Кимондо, Дж. В. Адипонектин и остеокальцин: связь с чувствительностью к
инсулину. Биохим. Клеточная биол. 2012,90 , 613-620.
Велла, А .; Кумар, Р. Остеокальцин и регуляция метаболизма глюкозы. клин. Преподобный Костяной
Шахтер. Метаб. 2012,11 , 11-16.
Huang M, Rigby AC, Morelli X, Grant MA, Huang G, Furie B, Seaton B и Furie BC: Структурная основа связывания мембранных
доменов Gla витамин К-зависимых белков. Nat Struct Biol. 10: 751-756. 2003.
Кулман Дж.Д., Харрис Дж.Е., Се Л. и Дэви Э.В.: Идентификация двух новых трансмембранных наборов
карбоксиглутаминовой кислоты, широко экспрессируемых в тканях плода и взрослого человека. Proc
