胰島素，這種眾所周知的血糖激素，可能在體內具有一項新發現的功能，這將撼動你的骨骼——調節骨骼生長和分解。
7月22日線上發表在《細胞》雜誌上的兩項新研究表明，胰島素透過對兩種骨細胞（成骨細胞和破骨細胞）的影響，刺激小鼠的骨骼構建和分解。更重要的是，這些細胞參與到一個複雜的激素迴圈中，而該迴圈反過來不僅調節胰島素的產生，還調節血糖水平和能量代謝。這些研究表明，骨骼可能是全身能量代謝的重要調節器，與已知的代謝調節器（如肌肉和脂肪）並列。作者得出結論，他們的發現對於理解和治療代謝紊亂（如2型糖尿病）以及骨骼疾病（如骨質疏鬆症）具有重要意義。
我們的骨骼透過一種稱為骨骼重建的機制不斷地被分解和重建。這種看似浪費的過程對於維持骨骼的結構完整性是絕對必要的，並且還調節血液中的鈣水平，鈣是一種在肌肉收縮和其他細胞過程中使用的必需營養素。骨骼重建受到許多不同激素的作用控制，包括維生素D和甲狀旁腺激素（PTH）。現在，科學家們已經確定胰島素是這一過程中一個令人驚訝的新參與者。
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為了使細胞直接對胰島素作出反應，它必須在其表面顯示胰島素受體。科學家們已經知道，成骨細胞具有胰島素受體，儘管胰島素對這些細胞的影響尚不清楚。
為了更好地理解胰島素對骨骼的影響，兩個研究小組都對小鼠進行了基因改造，使其成骨細胞不再顯示胰島素受體。約翰霍普金斯大學醫學院的托馬斯·克萊門斯領導的研究人員發現，這些小鼠出現了骨骼生成缺陷，骨骼變薄且成骨細胞減少。他們的結果表明，胰島素對於小鼠維持正常的骨量是必要的。
克萊門斯指出，無法產生胰島素的1型糖尿病患者經常骨量偏低，這表明該結果可能與人類相關。
克萊門斯團隊最令人驚訝的發現是：隨著基因改造的小鼠年齡的增長，即使它們正在失去骨量並且沒有比對照組吃得更多，它們也變得超重。這些動物還出現了胰島素抵抗和其他2型糖尿病的生物化學特徵。
克萊門斯解釋說，他的團隊將這些代謝影響追溯到一種名為骨鈣素的關鍵激素，該激素由骨骼產生。骨鈣素刺激胰腺產生更多的胰島素，並使體內細胞對胰島素的作用更加敏感。“這些小鼠肥胖的原因是它們沒有產生足夠的胰島素，而這是因為它們沒有產生骨鈣素，”克萊門斯說。為了證實這一點，研究人員給缺乏胰島素受體的小鼠注射了骨鈣素，這改善了它們的代謝異常。
但胰島素/成骨細胞/骨鈣素/胰島素迴圈似乎並非全部。根據哥倫比亞大學的傑拉德·卡森蒂領導的第二項研究，胰島素刺激成骨細胞產生一種“非活性”形式的骨鈣素，該骨鈣素“粘附”在骨骼上，不會進入迴圈以刺激胰腺。非活性骨鈣素的積累反而會促使破骨細胞開始活動，導致它們吞噬骨骼。因此，胰島素對骨骼的影響有利於骨吸收。
卡森蒂的團隊進一步發現，骨吸收過程會產生酸性環境，將骨鈣素轉化為“活性”形式，從而可以逃離骨骼並進入迴圈。卡森蒂稱這個過程為“前饋”迴圈，即胰島素刺激骨鈣素的產生，而骨鈣素反過來又刺激更多的胰島素產生。他的團隊的研究結果表明，骨吸收過程對於進一步刺激胰島素的生成是必要的。
“這裡的意義在於，骨骼是全身葡萄糖平衡如何調節的組成部分。抑制骨吸收的藥物[通常用於治療骨質疏鬆症]可能在某些患者中導致葡萄糖耐受不良，”卡森蒂說。他補充說，這也是未來研究需要解決的問題。
緬因州醫學中心研究所的高階科學家克利福德·羅森並未參與這兩項研究，他說，這些新發現具有“巨大的意義”並且“將骨骼帶入了代謝領域”。他指出，小鼠的代謝率非常高，因此未來的研究需要解決這種迴圈是否存在於人體中。此外，葡萄糖是胰島素的主要刺激物，體內其他化合物也可以刺激其產生，因此，骨骼在代謝調節的層次結構中的位置尚不清楚。
克萊門斯說，總而言之，這些研究表明骨骼在能量消耗中發揮作用。“這是我們以前忽略的一部分。我們知道肌肉和脂肪在代謝中起作用，但我們並沒有將骨骼視為真正的代謝器官。這使骨骼，特別是骨細胞，透過胰島素控制身體成分，”他補充道。