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骨骼具有內(nèi)分泌功能是內(nèi)分泌器官的一份子

時(shí)間:2012-10-8閱讀:219
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骨骼系統(tǒng)不但支持身體、造成運(yùn)動(dòng),還能制造血球細(xì)胞、儲(chǔ)存礦物質(zhì)、協(xié)助調(diào)節(jié)體內(nèi)pH值,新的研究指出,骨骼更有內(nèi)分泌器官的功能。這個(gè)新發(fā)現(xiàn)讓骨骼也成為內(nèi)分泌器官的一份子。

終其一生,人的骨骼就是不斷的形成和被吸收。造骨細(xì)胞合成的骨鈣素(osteocalcin),是一種結(jié)構(gòu)蛋白,幫助造骨細(xì)胞鈣化形成骨細(xì)胞,是骨質(zhì)增生標(biāo)記;而噬骨細(xì)胞(osteoclast)則是吞噬骨頭,釋放鈣離子。骨骼形成和吸收之間的平衡維持受到許多激素的調(diào)控。之前的研究顯示,骨骼系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)可能會(huì)互相影響。脂肪細(xì)胞產(chǎn)生的激素--瘦蛋白(leptin),就能影響造骨細(xì)胞的數(shù)量。反過來(lái)說(shuō),造骨細(xì)胞能否分泌似激素的物質(zhì)來(lái)影響脂肪的代謝或是形成feedback loop,進(jìn)而調(diào)節(jié)造骨細(xì)胞的生長(zhǎng)?美國(guó)哥倫比亞大學(xué)的Gerard Karsenty教授和其研究小組發(fā)現(xiàn),造骨細(xì)胞確實(shí)藉由內(nèi)分泌系統(tǒng)調(diào)控其它組織的生理狀態(tài),而骨鈣素可能就是直接參與其中的激素。上述的結(jié)果發(fā)表于2007年8月的《細(xì)胞》(Cell)期刊上。

研究小組利用Esp基因缺失的小鼠,模擬骨鈣素增加對(duì)小鼠血糖恒定的影響。Esp的缺失會(huì)導(dǎo)致骨鈣素大量表現(xiàn)。Esp缺失小鼠的胰臟β細(xì)胞增生,產(chǎn)生更多的胰島素使血糖下降,并使脂肪細(xì)胞產(chǎn)生脂聯(lián)素(adiponectin),增加肝臟和肌肉組織對(duì)胰島素的敏感性。脂聯(lián)素(adiponectin)的濃度和肥胖呈負(fù)相關(guān),喂食高脂肪食物的Esp缺失小鼠比正常小鼠不容易累積脂肪。相反的,缺少骨鈣素的小鼠表現(xiàn)出類似第二型糖尿病的癥狀,胰臟β細(xì)胞增生減少、葡萄糖不耐癥,及組織細(xì)胞對(duì)胰島素產(chǎn)生阻抗現(xiàn)象。

此外,若讓Esp缺失(大量表現(xiàn)骨鈣素)的小鼠同時(shí)缺少 骨 鈣素基因,則血糖的代謝的情形和正常小鼠相似,這證明了Esp基因和骨鈣素在調(diào)控血糖代謝的機(jī)制中位在同一條途徑,因而使得骨鈣素的表現(xiàn)量經(jīng)由互補(bǔ)(complement)而恢復(fù)成正常值。骨鈣素蛋白質(zhì)必須經(jīng)過羧化修飾(γ-carboxylation),才能與鈣離子結(jié)合形成骨質(zhì);相反地,只有未經(jīng)此修飾的骨鈣素具有激素的活性,因此研究小組也推測(cè),骨鈣素何時(shí)扮演結(jié)構(gòu)蛋白或是激素,可能和Esp基因的調(diào)控骨鈣素蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)譯后修飾有關(guān)。

胰島素的功能之一就是促進(jìn)骨骼生長(zhǎng),未治療的糖尿病病患也會(huì)有骨質(zhì)疏松的現(xiàn)象,這篇研究顯示了骨骼與胰島之間存在著交互作用。根據(jù)Science新聞的報(bào)導(dǎo),Karsenty教授表示,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示骨鈣素具有三重功效,提高胰島素的產(chǎn)量、促進(jìn)組織對(duì)胰島素的吸收、及阻止脂肪的累積。這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)第二型糖尿病的治療有重大的意義,期待骨鈣素的研究能有所幫助。

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