徐帥+李世昌+方幸
摘要:對(duì)運(yùn)動(dòng)與骨內(nèi)分泌系統(tǒng)研究進(jìn)行綜合評(píng)述。骨作為新型的內(nèi)分泌器官,具有內(nèi)分泌功能。目前研究的重點(diǎn)主要是:骨鈣素(OCN)和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子23(FGF23)。其中OCN經(jīng)過羧化后形成uOCN,再作用于脂肪細(xì)胞和胰島,以此調(diào)節(jié)瘦素、脂聯(lián)素、胰島素的分泌,最終作用于骨,形成反饋性回路,進(jìn)而調(diào)控能量代謝。而運(yùn)動(dòng)可能通過調(diào)節(jié)骨內(nèi)分泌系統(tǒng)進(jìn)而影響骨代謝,且不同方式運(yùn)動(dòng)對(duì)骨內(nèi)分泌的調(diào)節(jié)不同,尤其是內(nèi)分泌本質(zhì)上是尋求內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定性,短時(shí)間或一次性運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)體意義不大;當(dāng)進(jìn)行長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)時(shí),在調(diào)節(jié)骨結(jié)構(gòu)的同時(shí)可顯著影響相應(yīng)因子,進(jìn)而穩(wěn)定骨內(nèi)分泌系統(tǒng)。這為運(yùn)動(dòng)改善骨及其機(jī)體代謝的分子生物學(xué)機(jī)制提供了新的思路。
關(guān)鍵詞:運(yùn)動(dòng)生物化學(xué);骨鈣素;成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子23;綜述
傳統(tǒng)觀念認(rèn)為,骨骼是一種惰性靜態(tài)器官,具有維持鈣穩(wěn)態(tài)、造血以及支持和保護(hù)肢體的功能,是甲狀旁腺激素(PTH)、降鈣素(CT)和固醇類激素等的靶目標(biāo)。最新骨生物學(xué)發(fā)現(xiàn),骨骼能夠獨(dú)立管理代謝活動(dòng),調(diào)節(jié)糖耐受力,并作為一個(gè)新型內(nèi)分泌器官分泌特異性骨蛋白——骨鈣素(osteocalcin,OCN)和成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子23(fibroblast growth factor 23,F(xiàn)GF23),其中OCN可通過瘦素(leptin)、脂聯(lián)素(adiponectin)、胰腺(panereas)等多種反饋調(diào)節(jié)信號(hào)作用于骨;FGF23通過對(duì)腎臟細(xì)胞膜特定受體的調(diào)節(jié)作用,以此維持血磷內(nèi)穩(wěn)態(tài)。同時(shí)運(yùn)動(dòng)作為一種可調(diào)控骨代謝的方式逐漸受到重視,但是運(yùn)動(dòng)是否會(huì)通過骨內(nèi)分泌系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)?什么樣的調(diào)節(jié)方式最為有效?這方面的相關(guān)研究較少,有關(guān)運(yùn)動(dòng)、骨內(nèi)分泌、骨代謝三者之間關(guān)系尚不清楚。本文通過對(duì)現(xiàn)有研究進(jìn)行綜合述評(píng),從運(yùn)動(dòng)介導(dǎo)骨內(nèi)分泌著手,探討運(yùn)動(dòng)對(duì)骨代謝的影響,為運(yùn)動(dòng)改善骨健康提供新的思路。
1OCN的基本特征及對(duì)組織細(xì)胞功能的影響
OCN由成熟的骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞(osteoblast,OB)合成與分泌,占非膠原蛋白的10%~20%,分子質(zhì)量為6 ku(kDa),由4個(gè)外顯子和3個(gè)內(nèi)含子組成,人與小鼠在OCN外顯子序列上有70%的相似度,包括98個(gè)氨基酸殘基,即由23個(gè)殘基信號(hào)蛋白、26個(gè)殘基肽和49個(gè)殘基成熟蛋白3部分構(gòu)成;在21、24、27位有3個(gè)y-羧基谷氨酸殘基,又被稱為骨y-羧基谷氨酸蛋白(boney-carboxyglutamic acid protein,BGP)。OCN由維生素K依賴性y-谷?;让福╲itaminK-dependent y-glutamyl carboxylase,GGCX)催化而發(fā)生羧化反應(yīng),在骨和血液中,均可發(fā)現(xiàn)羧化完全骨鈣素(carboxylated osteocalcin,cOCN)和羧化不全骨鈣素(uncarboxylated osteocalcin,uOCN)。它們可以通過血液循環(huán)調(diào)控胰腺和脂肪細(xì)胞,維持著骨和這些器官的信號(hào)交流。維生素K羧化系統(tǒng)功能發(fā)生紊亂時(shí),會(huì)引起OCN合成障礙,從而引起骨代謝等相關(guān)性疾病的發(fā)生。其中cOCN不具備活性能力,主要結(jié)合羥磷灰石(hvdroxyapatite,HA),儲(chǔ)存在骨基質(zhì)中;uOCN包含1~2個(gè)y-羧基谷氨酸殘基,與骨的結(jié)合能力低并具有活性,主要存在于血液循環(huán)中,可促進(jìn)小鼠胰島β細(xì)胞增殖、胰島素分泌、改善胰島素抵抗、增加能量的消耗。
1.1OCN與胰腺和脂肪細(xì)胞的反饋回路
1994年,Ducy報(bào)道OCN小鼠會(huì)出現(xiàn)多尿和肥胖癥,直到最近才發(fā)現(xiàn)與骨調(diào)控能量代謝以及糖尿病有關(guān)。Lee等研究發(fā)現(xiàn),骨與胰島之間存在明顯的交互作用,并發(fā)現(xiàn)OCN具有三重功效:提高胰島素分泌量、促進(jìn)胰島素作用及阻止脂肪堆積。胰島素信號(hào)通路能夠影響骨發(fā)育,胰島素受體(Insulin Receptor,IR)是成骨細(xì)胞存活、增殖和分化的必要調(diào)節(jié)物,而OCN小鼠會(huì)出現(xiàn)血清胰島素水平下降、葡萄糖刺激的胰島素分泌(glucose-stimulated insulin secretion,GSIS)受損、葡萄糖耐受力降低的現(xiàn)象;與此同時(shí),血清脂聯(lián)素水平也有所下降,也就是說胰島素敏感性與脂聯(lián)素有關(guān)聯(lián)。其中uOCN可上調(diào)Insulinl、Insulin2、CyclinD1、CyclinD2和Cdk4水平,也就不難理解uOCN對(duì)β細(xì)胞存在增強(qiáng)效應(yīng)。在小鼠研究中,胰島素直接作用于成骨細(xì)胞促進(jìn)OCN合成,抑制OPG的合成,引起破骨細(xì)胞(osteoclast,OC)中RANKL的活性提高,破骨細(xì)胞內(nèi)的骨吸收能力增強(qiáng),質(zhì)子(H+)和氯離子(C1)從破骨細(xì)胞中分泌進(jìn)入再吸收腔,形成pH=4.5的酸性環(huán)境,引起骨礦物質(zhì)的脫鈣作用,結(jié)合在羥磷灰石的cOCN發(fā)生脫羧產(chǎn)生uOCN,進(jìn)入血液循環(huán),刺激胰腺反應(yīng),引起β細(xì)胞增殖、胰島素分泌以及胰島素敏感性升高,由此胰島素與OCN形成反饋回路,使得cOCN羧化形成活性的uOCN,進(jìn)人內(nèi)分泌循環(huán)(圖1)。
瘦素主要是通過減少進(jìn)食,增加活動(dòng)量而消耗脂肪。脂肪組織分泌瘦素:一方面作用于β細(xì)胞,抑制胰島素的分泌,直接調(diào)節(jié)OCN;另一方面作用于下丘腦(hypothalamus),通過血腦屏障進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng),與腦干神經(jīng)元表面受體結(jié)合,降低下丘腦中5-羥色胺的合成并抑制,且增強(qiáng)交感神經(jīng)活性,刺激兒茶酚胺類神經(jīng)遞質(zhì)的釋放,作用在成骨細(xì)胞中β2。腎上腺素受體,活化激活轉(zhuǎn)錄因子4(activating transcription factor4,ATF4),提高成骨細(xì)胞的活性,阻礙破骨細(xì)胞合成和分化,抑制骨代謝并降低骨吸收能力,引起OCN脫羧減弱。Ducy等也證實(shí)了骨與脂肪細(xì)胞的回路關(guān)系,在瘦素全身性敲除小鼠(ob/ob)和瘦素受體敲除小鼠(db/db)研究中發(fā)現(xiàn),缺乏瘦素或瘦素受體都會(huì)出現(xiàn)骨量升高的現(xiàn)象,向ob/ob小鼠第3腦室內(nèi)注入瘦素后,小鼠骨量增加的表型得到了糾正,說明瘦素對(duì)骨代謝及骨質(zhì)量具有顯著影響。脂肪細(xì)胞分泌的脂聯(lián)素也可直接作用于胰島,進(jìn)而提高胰島素的敏感性。至此脂肪細(xì)胞通過瘦素、脂聯(lián)素與OCN形成反饋回路。
1.2OCN對(duì)能量代謝的調(diào)控
胚胎干細(xì)胞磷酸酶(embyonic stem cell phos-phatase,Esp)基因(又名Ptprv)通過編碼受體樣蛋白酪氨酸磷酸酶(osteotesticular protein tyrosine phosphatase,OST-PTP)影響成骨細(xì)胞分泌因子的活性,間接發(fā)揮調(diào)節(jié)能量代謝的作用,其主要針對(duì)OCN的調(diào)節(jié),以此對(duì)下游通路產(chǎn)生影響,調(diào)節(jié)糖和能量代謝。在對(duì)OCN小鼠、Esp鼠、Espobs小鼠研究中發(fā)現(xiàn),Esp、Espobs小鼠出現(xiàn)低血糖癥、圍產(chǎn)期致死率升高,說明Esp在糖代謝、骨分泌以及骨代謝中扮演著重要角色。成骨細(xì)胞中Esp的表達(dá)已經(jīng)被證明可以抑制β細(xì)胞中胰島素的表達(dá)與分泌,降低胰島素的敏感性,最終降低能量代謝。小鼠中OST-PTP由Esp的缺失將導(dǎo)致OCN羧基化修飾失效而積累大量uOCN,Esp小鼠表現(xiàn)出血糖下降、胰島素分泌增加、血糖耐受力和β細(xì)胞增殖現(xiàn)象,uOCN的含量下降;與OCN小鼠表型相反,OCN小鼠表現(xiàn)出血糖增加、胰島素分泌下降、血糖耐受力和β細(xì)胞增殖減弱、uOCN缺失現(xiàn)象。即Esp和OCN在相同的通路下進(jìn)行相反的調(diào)節(jié),而EspOCN小鼠的能量代謝情況得到轉(zhuǎn)變,因此Esp小鼠也可以被視為一個(gè)OCN減弱性模型。通過胰島素耐量實(shí)驗(yàn)以及高胰島素的血糖鉗技術(shù),又一次證明Esp小鼠較野生型小鼠的胰島素敏感性升高50%左右,且靜脈注射cOCN也可改善OCN小鼠的能量代謝水平。
ATF4在能量代謝中具有重要的調(diào)節(jié)作用,屬于cAMP反應(yīng)元件結(jié)合蛋白(cAMP-responsive ele-ment-binding protein,CREB)家族成員,主要在成骨細(xì)胞中表達(dá)并調(diào)控多個(gè)基因,ATF4小鼠出現(xiàn)血糖水平下降,胰島素含量顯著升高。體外實(shí)驗(yàn)證明ATF4失活并不影響肝細(xì)胞中胰島素敏感性,而在成骨細(xì)胞中ATF4失活會(huì)增加胰島素分泌及其敏感度,但是ATF4過表達(dá)又會(huì)起到抑制胰島素的效果。ATF4通過促進(jìn)Esp表達(dá)引起IR去磷酸化,骨吸收能力增強(qiáng),使得細(xì)胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)活性升高,最終促進(jìn)OCN活化,IR小鼠表現(xiàn)出葡萄糖耐受力下降、胰島素敏感性降低現(xiàn)象,尤其是血液uOCN含量下降,也說明了成骨細(xì)胞中IR正向調(diào)控脫羧反應(yīng);此外,IR磷酸化降低了Fox01激活,抑制OPG的分泌,F(xiàn)ox01小鼠會(huì)引起低血糖癥和高胰島素水平,與高uOCN水平小鼠表型相似,這表明Fox01可能是OCN轉(zhuǎn)錄或修飾的調(diào)節(jié)控制器。分子實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),F(xiàn)ox01可以與Esp啟動(dòng)子上的同源位點(diǎn)結(jié)合,從而激活下游Esp表達(dá)、OST-PTP活化,使得OCN或uOCN羧化,新的cOCN將與羥磷灰石結(jié)合,沉積在骨基質(zhì)中,uOCN將下調(diào)。Fox01和ATF4共同上調(diào)Esp水平,而ATF4小鼠出現(xiàn)血糖水平下降,從而說明這是一個(gè)增加OCN活化的形式,而在IR小鼠中敲除Fox01會(huì)糾正這種表型,說明成骨細(xì)胞中IR通過Fox01通路調(diào)節(jié)糖代謝。
2FGF23的基本特征及對(duì)機(jī)體器官功能的影響
自2000年后,F(xiàn)GF23被認(rèn)為是骨內(nèi)分泌系統(tǒng)中重要因子,從常染色體顯性低磷血癥佝僂病患者體內(nèi)基因克隆而來,最初發(fā)現(xiàn)在間腦的腹外側(cè)丘腦核內(nèi),最后被確定多位于骨組織細(xì)胞中,由骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞合成并分泌。FGF23是由251個(gè)氨基酸構(gòu)成的蛋白質(zhì),屬于FGF13亞基,相對(duì)分子質(zhì)量為32 ku。FGF23主要作用于腎臟特定的受體,影響腎臟和抑制維生素D合成,在成骨細(xì)胞中FGF23 mRNA的表達(dá)以依賴性方式應(yīng)對(duì)細(xì)胞外磷酸鹽的升高,降低原尿和小腸對(duì)磷的吸收,從而調(diào)控血磷水平。血清磷主要受消化道吸收和腎小管重吸收。一方面,F(xiàn)GF23作用于Klotho-FGF受體(Klotho- FGF receptor,F(xiàn)GFR),通過降低NPT2a和NPT2c磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)抑制磷的重吸收,NPT2a和NPT2c磷酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白負(fù)責(zé)近端腎小管重吸收,也可以通過PTH間接影響NPT活性,鏈脲霉素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠腎臟中發(fā)現(xiàn),在高糖膳食情況下,F(xiàn)GFR表達(dá)量下降,F(xiàn)GF23減弱維生素D3[1,25-(0H)2D3]表達(dá)水平;另一方面,在FGF23的調(diào)控下,25(OH)-1 a-羥化酶(cyp27b1)表達(dá)下降,使1,25-(0H)zD3合成受阻,同時(shí)促進(jìn)25(OH)-24-羥化酶(cyp24)的表達(dá)升高,又使1,25-(0H)2D3分解能力增強(qiáng),F(xiàn)GF23最終降低1,25-(0H)2D3代謝活動(dòng),減弱了小腸和腎小管對(duì)磷酸鹽的重吸收作用。不難發(fā)現(xiàn),F(xiàn)GF23主要通過抑制。腎小管磷酸鹽重吸收和1,25-(0H)2D3的生物合成,維持磷酸鹽的穩(wěn)定(圖1)。
這里FGF23與1,25-(0H)2D3還形成了一種負(fù)反饋機(jī)制。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,體內(nèi)注射FGF23會(huì)抑制1,25-(0H)2D3的合成,而注射1,25-(0H)2D3反而促進(jìn)骨細(xì)胞中FGF23 mRNA的表達(dá)。同時(shí)還發(fā)現(xiàn),F(xiàn)GF23與PTH也存在負(fù)反饋調(diào)節(jié)過程,其中PTH同樣受到FGF23的調(diào)控。FGF23%小鼠會(huì)出現(xiàn)壽命短、生長(zhǎng)慢、皮膚萎縮以及磷酸鹽代謝紊亂現(xiàn)象,而FGF23過表達(dá)又會(huì)引起尿磷增加、PTH亢進(jìn),引發(fā)低血磷癥、1,25-(0H)2D3水平減少以及骨形態(tài)異化,礦物質(zhì)含量減少、軟骨病、佝僂病等。對(duì)成年大鼠連續(xù)注射3天的PTH,會(huì)顯著提高腦顱骨中FGF23 mRNA的表達(dá)和血液中FGF23的分泌。最新研究還發(fā)現(xiàn),F(xiàn)GF23水平與心臟病有顯著關(guān)聯(lián),可引起左心室肥大癥;FGF23會(huì)誘發(fā)培養(yǎng)基中大鼠心肌細(xì)胞的過度肥大,如將FGF23注射到野生型小鼠體內(nèi)會(huì)引起左心室肥大,血清FGF23升高會(huì)影響血管功能,血管鈣化,增加脂肪含量,這些發(fā)現(xiàn)均反映出機(jī)體是通過骨細(xì)胞分泌FGF23以此調(diào)控骨骼及其他器官的功能。
3運(yùn)動(dòng)調(diào)控骨內(nèi)分泌系統(tǒng)
現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn):運(yùn)動(dòng)作為負(fù)荷刺激,可以引起骨結(jié)構(gòu)、骨轉(zhuǎn)換、成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞活性及分泌量的改變,運(yùn)動(dòng)對(duì)骨的影響主要是對(duì)骨形成和骨吸收的影響,通過促進(jìn)或抑制成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的發(fā)育,提高或抑制成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的活性,對(duì)骨重建起加速或延退的作用。而不同方式運(yùn)動(dòng)對(duì)骨內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)必然會(huì)產(chǎn)生不同效果,尤其是對(duì)于反饋回路中各個(gè)環(huán)節(jié)的不同調(diào)節(jié)。
3.1運(yùn)動(dòng)對(duì)OCN回路的調(diào)控機(jī)制
Juriae等曾以健將級(jí)男性劃船運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象,發(fā)現(xiàn)一次性短時(shí)間訓(xùn)練下,運(yùn)動(dòng)后即刻血清脂聯(lián)素濃度沒有顯著性變化;一次性運(yùn)動(dòng)泡括慢跑、快步走、功率自行車等,30~90min,50%VO后即刻血清OCN無顯著變化;一次性運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)時(shí)間小于1h,瘦素水平趨于不變或降低;若運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于1h,會(huì)出現(xiàn)顯著性下降,估計(jì)是由于大量運(yùn)動(dòng)后,能量消耗引起的瘦素水平變化,同樣的會(huì)引起體內(nèi)血糖減少,胰島素濃度下降、敏感性減弱,但從內(nèi)分泌系統(tǒng)維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)的觀念,一次運(yùn)動(dòng)并不會(huì)對(duì)骨內(nèi)分泌產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上的變化,只是對(duì)于機(jī)體內(nèi)指標(biāo)的臨時(shí)性調(diào)節(jié),對(duì)內(nèi)穩(wěn)定的研究意義不大。
長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生相對(duì)穩(wěn)定的調(diào)節(jié),對(duì)骨內(nèi)分泌的改善有一定的指導(dǎo)作用。對(duì)肥胖型大鼠進(jìn)行4周的游泳運(yùn)動(dòng),與肥胖不運(yùn)動(dòng)組比較,血脂水平顯著下降,血清脂聯(lián)素增加51.81%;對(duì)肥胖患者進(jìn)行6周運(yùn)動(dòng),出現(xiàn)脂聯(lián)素的顯著升高;對(duì)男性肥胖青少年進(jìn)行4周的有氧運(yùn)動(dòng)和飲食干預(yù)后,單位體脂脂聯(lián)素明顯升高;進(jìn)而發(fā)現(xiàn):運(yùn)動(dòng)影響胰島素再反饋于脂聯(lián)素,最后影響體脂或體成分的變化。瘦素的研究結(jié)果卻各有千秋,6周的跑臺(tái)訓(xùn)練,大鼠血清瘦素有所下降;對(duì)肥胖婦女進(jìn)行9周的有氧運(yùn)動(dòng),血清瘦素濃度并未出現(xiàn)顯著變化。經(jīng)文獻(xiàn)查閱發(fā)現(xiàn),減肥后引起血清瘦素下降所持續(xù)的時(shí)間在4~10個(gè)月,也就是說受試者并未達(dá)到能量消耗的閾值,不足以刺激瘦素降低的能力;男性馬拉松選手與久坐的受試者相比,瘦素水平減少與身體脂肪總量降低并行,瘦素水平降低很有可能是由于體脂下降,又或能量消耗強(qiáng)來調(diào)節(jié)人的血清瘦素水平;表明運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)度、時(shí)間與瘦素水平變化有密切的關(guān)系,一般來說12周以上運(yùn)動(dòng)對(duì)瘦素才會(huì)產(chǎn)生顯著變化。12周有氧運(yùn)動(dòng)能夠顯著改善糖尿病前期人群的血糖、低胰島素敏感性、胰島素抵抗等代謝異常,改善β細(xì)胞分泌功能;在對(duì)肥胖兒童青少年的4周訓(xùn)練后,空腹胰島素、血脂和血糖水平下降,改善脂代謝紊亂和胰島素抵抗。
短時(shí)間或一次性運(yùn)動(dòng)對(duì)脂聯(lián)素、瘦素、胰島素與骨代謝影響較??;長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞功能和骨內(nèi)分泌,提高骨密度和骨小梁數(shù)目,同時(shí)可明顯改善OCN含量,進(jìn)而調(diào)節(jié)脂肪細(xì)胞分泌脂聯(lián)素和瘦素,同樣運(yùn)動(dòng)本身也會(huì)引起脂肪細(xì)胞的改變。研究指出OCN和運(yùn)動(dòng)之間存在正相關(guān),中度到高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)更容易提高OCN水平。自由玩耍、日常身體活動(dòng)均可影響OCN含量,與正常體重兒童相比,肥胖兒童的胰島素抵抗強(qiáng)、瘦素濃度低、血清OCN和脂聯(lián)素水平弱,高肥胖與OCN成反比關(guān)系;瘦體型與肥胖型相比,OCN和胰島素之間表現(xiàn)出更強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性和靈敏度,而空閑時(shí)間下的日常活動(dòng)可積極改善OCN,無拘無束的玩樂是調(diào)節(jié)OCN最實(shí)用的運(yùn)動(dòng)方式,不僅促進(jìn)健康還可能延遲或防止兒童肥胖相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生,最新的研究也指出OCN在最佳的運(yùn)動(dòng)形式下,會(huì)明顯改善細(xì)胞的新陳代謝。運(yùn)動(dòng)在調(diào)節(jié)OCN回路中,對(duì)骨內(nèi)分泌的改善本身就不是一個(gè)孤立性問題,運(yùn)動(dòng)在對(duì)骨產(chǎn)生作用時(shí),同樣也會(huì)對(duì)脂肪細(xì)胞、胰腺、下丘腦等作出調(diào)節(jié)。不同方式運(yùn)動(dòng)對(duì)骨內(nèi)分泌中的一系列組織和器官是起到疊加的效果?還是產(chǎn)生互相抑制反應(yīng)?仍需要進(jìn)一步的探究,而不是簡(jiǎn)單的對(duì)一個(gè)或幾個(gè)指標(biāo)進(jìn)行分析。尤其是長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)對(duì)骨內(nèi)分泌的改善,涉及到每條通路中的每個(gè)環(huán)節(jié),這些過程更加的復(fù)雜,需要從整體上以及全部因子水平上具體分析。
3.2運(yùn)動(dòng)對(duì)FGF23的調(diào)控機(jī)制
FGF23受食物攝入量和血磷水平的影響,飲食磷增加則體內(nèi)FGF23升高;飲食磷受限,體內(nèi)FGF23和血磷均降低。當(dāng)成年大鼠中磷的攝入增加,會(huì)影響血清磷和FGF23水平;同樣,在健康人體內(nèi),增加或者降低磷的攝入,也會(huì)相應(yīng)增加或降低FGF23水平。在短時(shí)間或一次性運(yùn)動(dòng)中,對(duì)機(jī)體內(nèi)FGF23及血清磷沒有產(chǎn)生實(shí)質(zhì)性的變化;相反,大強(qiáng)度或長(zhǎng)期的運(yùn)動(dòng),會(huì)對(duì)FGF23產(chǎn)生影響。
在長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)后,F(xiàn)GF23及磷的含量有顯著變化。連續(xù)2年對(duì)從事太極拳運(yùn)動(dòng)老年男性進(jìn)行骨鈣磷測(cè)定:鈣磷平衡明顯改善,鈣磷丟失減緩,骨代謝及內(nèi)穩(wěn)態(tài)提高;對(duì)9名優(yōu)秀意大利自行車運(yùn)動(dòng)員分別在第1、12、22天進(jìn)行檢測(cè),并記錄膳食鈣、磷、人體測(cè)量參數(shù)(身高、體重、BMI)和代謝(凈能量消耗、輸出功率)等指標(biāo),在保持比賽期間鈣、磷攝入量不變的情況下,研究結(jié)果顯示25(OH)D、PTH和鈣的濃度保持穩(wěn)定,血清磷含量降低,F(xiàn)GF23增加50%。FGF23含量顯著升高可能是維持鈣、磷的平衡,雖然長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)可增加骨礦含量,但磷的攝取可能改變鍛煉效果。對(duì)42只8周齡Wistar雌性大鼠分別進(jìn)行2.0 P(ca)或1.0P(ca)的膳食攝入,每組又分為跳躍組和安靜組,發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)組25(OH)D、鈣、FGF23含量均顯著增加,骨的礦物質(zhì)含量、強(qiáng)度、橫向厚度和縱向厚度都得到明顯改善;總之,長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)會(huì)改善提高血液中FGF23的含量,從而調(diào)節(jié)體內(nèi)磷的變化,降低磷的含量,維持機(jī)體的內(nèi)穩(wěn)態(tài)。
對(duì)于OCN、FGF23的研究發(fā)現(xiàn),骨作為一種內(nèi)分泌器官,可通過OCN調(diào)節(jié)糖代謝、改善靶器官對(duì)胰島素的敏感性、促進(jìn)胰島素分泌;并通過FGF23調(diào)節(jié)血磷平衡,這些對(duì)糖尿病的預(yù)防和治療開辟了全新的領(lǐng)域。就目前的研究思路,可將糖尿病與骨內(nèi)分泌系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)聯(lián),糖尿病會(huì)引起骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞的功能減退,結(jié)果引起OCN和FGF23分泌受到抑制,OCN降低引起胰島素分泌減少和胰島素抵抗增加;FGF23減弱導(dǎo)致高磷血癥,引起惡化動(dòng)脈硬化。雖然在藥物上改善糖尿病癥狀有一些研究,以及運(yùn)動(dòng)改善糖尿病也有一些討論,但是對(duì)于運(yùn)動(dòng)如何通過骨內(nèi)分泌系統(tǒng)改善糖尿病還沒有深入的研究和完善的解釋,又由于運(yùn)動(dòng)本身對(duì)機(jī)體調(diào)節(jié)會(huì)產(chǎn)生多方面的影響,運(yùn)動(dòng)一骨內(nèi)分泌系統(tǒng)一多種疾病(尤其是Ⅱ型糖尿?。┤叩年P(guān)系仍然處于一種模糊化的狀態(tài),相關(guān)的研究還需要進(jìn)一步探索。