骨钙素
骨钙素,又称γ-羧基谷氨酸骨蛋白(R-hydroxy glutamic acid protein,GLa蛋白),是一种由成熟期成骨细胞特异性合成和分泌的非胶原骨基质蛋白。作为骨组织中含量最丰富的非胶原蛋白成分,骨钙素由49个氨基酸组成,在维持骨矿化速率方面发挥着关键作用,被公认为反映成骨细胞功能的敏感标志物。现代检测技术已能够精确区分血液中完全羧基化、部分羧基化及未羧基化的骨钙素分子形态。在骨吸收和骨溶解过程中,沉积于骨基质中的骨钙素片段(如游离的γ羧基谷氨酸)会释放入血,这些特异性多肽的血浆浓度变化可灵敏反映骨吸收状态。
成熟的骨钙素主要沉积在骨组织间质细胞外和牙质中,少部分释放入血循环中。一些体外试验证明,骨钙素不仅参与成骨细胞分化及基质的矿化过程,而且参与骨吸收的调节。当骨形成与骨吸收偶联时,骨钙素反映骨转换指标;当骨形成与骨吸收脱偶联时,骨钙素反映骨形成的特异性指标,可直接反映骨形成的速率。
骨钙素对器官系统的调控
从分子机制来看,骨钙素存在羧化和非羧化两种活性形式。羧化骨钙素通过直接结合钙离子定位于骨组织,参与骨基质矿化;而非羧化骨钙素则作为一种内分泌激素,能够远距调控多个器官系统的功能。在胰腺组织中,骨钙素作用于β细胞促进胰岛素分泌;在脂肪组织中刺激脂联素释放,增强胰岛素敏感性;在肌肉组织中提高能量代谢效率,改善运动能力;在睾丸组织中促进睾酮合成,影响男性生殖功能;在中枢神经系统则参与空间学习和记忆等高级认知功能的调控。
骨钙素的生理功能
骨钙素通过刺激成骨细胞增殖分化促进新骨形成,作为骨基质矿化的必需组分;
骨钙素精细调节钙磷代谢平衡,影响肠道钙吸收和肾脏钙排泄以维持血钙稳态;
通过与破骨细胞表面受体结合抑制其活性,骨钙素能够降低骨吸收速率,维持骨骼结构完整性;
临床观察发现骨钙素还具有缓解骨质疏松相关疼痛症状的作用。