胰岛素，这种众所周知的血糖激素，可能在体内具有一项新发现的功能，这将撼动你的骨骼——调节骨骼生长和分解。
7月22日在线发表在《细胞》杂志上的两项新研究表明，胰岛素通过对两种骨细胞（成骨细胞和破骨细胞）的影响，刺激小鼠的骨骼构建和分解。更重要的是，这些细胞参与到一个复杂的激素循环中，而该循环反过来不仅调节胰岛素的产生，还调节血糖水平和能量代谢。这些研究表明，骨骼可能是全身能量代谢的重要调节器，与已知的代谢调节器（如肌肉和脂肪）并列。作者得出结论，他们的发现对于理解和治疗代谢紊乱（如2型糖尿病）以及骨骼疾病（如骨质疏松症）具有重要意义。
我们的骨骼通过一种称为骨骼重建的机制不断地被分解和重建。这种看似浪费的过程对于维持骨骼的结构完整性是绝对必要的，并且还调节血液中的钙水平，钙是一种在肌肉收缩和其他细胞过程中使用的必需营养素。骨骼重建受到许多不同激素的作用控制，包括维生素D和甲状旁腺激素（PTH）。现在，科学家们已经确定胰岛素是这一过程中一个令人惊讶的新参与者。
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为了使细胞直接对胰岛素作出反应，它必须在其表面显示胰岛素受体。科学家们已经知道，成骨细胞具有胰岛素受体，尽管胰岛素对这些细胞的影响尚不清楚。
为了更好地理解胰岛素对骨骼的影响，两个研究小组都对小鼠进行了基因改造，使其成骨细胞不再显示胰岛素受体。约翰霍普金斯大学医学院的托马斯·克莱门斯领导的研究人员发现，这些小鼠出现了骨骼生成缺陷，骨骼变薄且成骨细胞减少。他们的结果表明，胰岛素对于小鼠维持正常的骨量是必要的。
克莱门斯指出，无法产生胰岛素的1型糖尿病患者经常骨量偏低，这表明该结果可能与人类相关。
克莱门斯团队最令人惊讶的发现是：随着基因改造的小鼠年龄的增长，即使它们正在失去骨量并且没有比对照组吃得更多，它们也变得超重。这些动物还出现了胰岛素抵抗和其他2型糖尿病的生物化学特征。
克莱门斯解释说，他的团队将这些代谢影响追溯到一种名为骨钙素的关键激素，该激素由骨骼产生。骨钙素刺激胰腺产生更多的胰岛素，并使体内细胞对胰岛素的作用更加敏感。“这些小鼠肥胖的原因是它们没有产生足够的胰岛素，而这是因为它们没有产生骨钙素，”克莱门斯说。为了证实这一点，研究人员给缺乏胰岛素受体的小鼠注射了骨钙素，这改善了它们的代谢异常。
但胰岛素/成骨细胞/骨钙素/胰岛素循环似乎并非全部。根据哥伦比亚大学的杰拉德·卡森蒂领导的第二项研究，胰岛素刺激成骨细胞产生一种“非活性”形式的骨钙素，该骨钙素“粘附”在骨骼上，不会进入循环以刺激胰腺。非活性骨钙素的积累反而会促使破骨细胞开始活动，导致它们吞噬骨骼。因此，胰岛素对骨骼的影响有利于骨吸收。
卡森蒂的团队进一步发现，骨吸收过程会产生酸性环境，将骨钙素转化为“活性”形式，从而可以逃离骨骼并进入循环。卡森蒂称这个过程为“前馈”循环，即胰岛素刺激骨钙素的产生，而骨钙素反过来又刺激更多的胰岛素产生。他的团队的研究结果表明，骨吸收过程对于进一步刺激胰岛素的生成是必要的。
“这里的意义在于，骨骼是全身葡萄糖平衡如何调节的组成部分。抑制骨吸收的药物[通常用于治疗骨质疏松症]可能在某些患者中导致葡萄糖耐受不良，”卡森蒂说。他补充说，这也是未来研究需要解决的问题。
缅因州医学中心研究所的高级科学家克利福德·罗森并未参与这两项研究，他说，这些新发现具有“巨大的意义”并且“将骨骼带入了代谢领域”。他指出，小鼠的代谢率非常高，因此未来的研究需要解决这种循环是否存在于人体中。此外，葡萄糖是胰岛素的主要刺激物，体内其他化合物也可以刺激其产生，因此，骨骼在代谢调节的层次结构中的位置尚不清楚。
克莱门斯说，总而言之，这些研究表明骨骼在能量消耗中发挥作用。“这是我们以前忽略的一部分。我们知道肌肉和脂肪在代谢中起作用，但我们并没有将骨骼视为真正的代谢器官。这使骨骼，特别是骨细胞，通过胰岛素控制身体成分，”他补充道。