运动与骨内分泌系统研究进展.doc

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1、运动与骨内分泌系统研究进展　　摘要：对运动与骨内分泌系统研究进行综合评述。骨作为新型的内分泌器官，具有内分泌功能。目前研究的重点主要是：骨钙素和成纤维细胞生长因子23。其中OCN经过羧化后形成uOCN，再作用于脂肪细胞和胰岛，以此调节瘦素、脂联素、胰岛素的分泌，最终作用于骨，形成反馈性回路，进而调控能量代谢。而运动可能通过调节骨内分泌系统进而影响骨代谢，且不同方式运动对骨内分泌的调节不同，尤其是内分泌本质上是寻求内环境的稳定性，短时间或一次性运动对机体意义不大；当进行长期运动时，在调节骨结构的同时可显著影响相应因子，进而稳定骨内分泌系统。这为运动改善骨及其机体

2、代谢的分子生物学机制提供了新的思路。　　关键词：运动生物化学；骨钙素；成纤维细胞生长因子23；综述　　传统观念认为，骨骼是一种惰性静态器官，具有维持钙稳态、造血以及支持和保护肢体的功能，是甲状旁腺激素、降钙素和固醇类激素等的靶目标。最新骨生物学发现，骨骼能够独立管理代谢活动，调节糖耐受力，并作为一个新型内分泌器官分泌特异性骨蛋白――骨钙素和成纤维细胞生长因子23，其中OCN可通过瘦素、脂联素、胰腺等多种反馈调节信号作用于骨；FGF23通过对肾脏细胞膜特定受体的调节作用，以此维持血磷内稳态。同时运动作为一种可调控骨代谢的方式逐渐受到重视，但是运动是否会通过骨内分

3、泌系统进行调节？什么样的调节方式最为有效？这方面的相关研究较少，有关运动、骨内分泌、骨代谢三者之间关系尚不清楚。本文通过对现有研究进行综合述评，从运动介导骨内分泌着手，探讨运动对骨代谢的影响，为运动改善骨健康提供新的思路。　　1OCN的基本特征及对组织细胞功能的影响　　OCN由成熟的骨细胞和成骨细胞合成与分泌，占非胶原蛋白的10%～20%，分子质量为6ku，由4个外显子和3个内含子组成，人与小鼠在OCN外显子序列上有70%的相似度，包括98个氨基酸残基，即由23个残基信号蛋白、26个残基肽和49个残基成熟蛋白3部分构成；在21、24、27位有3��y-羧基谷氨

4、酸残基，又被称为骨y-羧基谷氨酸蛋白。OCN由维生素K依赖性y-谷酰基羧酶催化而发生羧化反应，在骨和血液中，均可发现羧化完全骨钙素和羧化不全骨钙素。它们可以通过血液循环调控胰腺和脂肪细胞，维持着骨和这些器官的信号交流。维生素K羧化系统功能发生紊乱时，会引起OCN合成障碍，从而引起骨代谢等相关性疾病的发生。其中cOCN不具备活性能力，主要结合羟磷灰石，储存在骨基质中；uOCN包含1～2个y-羧基谷氨酸残基，与骨的结合能力低并具有活性，主要存在于血液循环中，可促进小鼠胰岛β细胞增殖、胰岛素分泌、改善胰岛素抵抗、增加能量的消耗。　　1.1OCN与胰腺和脂肪细胞的反馈

5、回路　　1994年，Ducy报道OCN小鼠会出现多尿和肥胖症，直到最近才发现与骨调控能量代谢以及糖尿病有关。Lee等研究发现，骨与胰岛之间存在明显的交互作用，并发现OCN具有三重功效：提高胰岛素分泌量、促进胰岛素作用及阻止脂肪堆积。胰岛素信号通路能够影响骨发育，胰岛素受体是成骨细胞存活、增殖和分化的必要调节物，而OCN小鼠会出现血清胰岛素水平下降、葡萄糖刺激的胰岛素分泌受损、葡萄糖耐受力降低的现象；与此同时，血清脂联素水平也有所下降，也就是说胰岛素敏感性与脂联素有关联。其中uOCN可上调Insulinl、Insulin2、CyclinD1、CyclinD2和C

6、dk4水平，也就不难理解uOCN对β细胞存在增强效应。在小鼠研究中，胰岛素直接作用于成骨细胞促进OCN合成，抑制OPG的合成，引起破骨细胞中RANKL的活性提高，破骨细胞内的骨吸收能力增强，质子和氯离子从破骨细胞中分泌进入再吸收腔，形成pH=4.5的酸性环境，引起骨矿物质的脱钙作用，结合在羟磷灰石的cOCN发生脱羧产生uOCN，进入血液循环，刺激胰腺反应，引起β细胞增殖、胰岛素分泌以及胰岛素敏感性升高，由此胰岛素与OCN形成反馈回路，使得cOCN羧化形成活性的uOCN，进人内分泌循环。　　瘦素主要是通过减少进食，增加活动量而消耗脂肪。脂肪组织分泌瘦素：一方面作

7、用于β细胞，抑制胰岛素的分泌，直接调节OCN；另一方面作用于下丘脑，通过血脑屏障进入中枢神经系统，与脑干神经元表面受体结合，降低下丘脑中5-羟色胺的合成并抑制，且增强交感神经活性，刺激儿茶酚胺类神经递质的释放，作用在成骨细胞中β2。肾上腺素受体，活化激活转录因子4，提高成骨细胞的活性，阻碍破骨细胞合成和分化，抑制骨代谢并降低骨吸收能力，引起OCN脱羧减弱。Ducy等也证实了骨与脂肪细胞的回路关系，在瘦素全身性敲除小鼠和瘦素受体敲除小鼠研究中发现，缺乏瘦素或瘦素受体都会出现骨量升高的现象，向ob/ob小鼠第3脑室内注入瘦素后，小鼠骨量增加的表型得到了纠正，说明瘦

8、素对骨代谢及骨质量具有显著影响。脂肪细