胰岛素生长因子igf―1)与骨质疏松的关系研究

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1、胰岛素生长因子IGF—1)与骨质疏松的关系研宄摘要：骨质疏松症是由多种原因引起的一种系统性疾病，其机制极其复杂。胰岛素样生长因子-1(insulin-likegrowthfactor-1，IGF-1)是1种由70个氨基酸组成的单链多肽，体内IGF-1水平的变化与骨量及骨密度的维持密切相关。本文就IGF-1与骨质疏松症的相关关系作一'综述。关键词：胰岛素样生长因子-1;骨质疏松；骨重建近年来，骨质疏松在临床上越来越多见，给正畸医师也造成了极大的困扰。骨质疏松是以骨量减少、骨的微观结构退化为特征的，致使骨的脆性增加以及易于发生骨折的一种全身性骨胳疾病。人体的骨密度大多由骨再建活性决定，

2、也由骨再建周期内骨吸收和骨形成之间的平衡决定。骨质疏松与多种因子有关，其中胰岛素样生长因子(insulin-likegrowthfactor,IGF)是属于胰岛素家族的一类多肽，包括IGF-1和IGF-2oIGF-1从血清中提取发现，与胰岛素原具有高度的同源性，在骨质疏松骨重建过程中起重要作用[1]。1IGF-1的发现、结构及功能1957年,Salmon和Daughaday首次发现IGF-1,将其命名为”硫酸化因子n。1963年，Froesch等认为IGF-1是一种具有不可抑制性的胰岛素样活性物质；1972年，Froesch等将其命名为”促生长因子”。1976年Rinderknec

3、ht和Humbel发现它的结构与胰岛素原相似，于是将其命名为”胰岛素样生长因子-1”［2］。IGF-1是主要是由70个氨基酸组成的多肽，由二硫键交叉连接而成，包括3个功能区。胰岛素样生长因子（IGF）-1在刺激细胞分化和增殖、骨骼生长发育方面起非常关键的作用。IGF-1是人体内的一种重要细胞因子，在骨发育和重建过程中IGF-1还是骨成长重要的自分泌或旁分泌调节者［3］。IGF-1参与体内大部分器官的生长和发育：①类似胰岛素的代谢作用:类似于胰岛素IGF-1能促进组织摄取葡萄糖，刺激糖原异生和糖酵解并能抑制蛋白质和脂肪分解，从而起到减少血液游离脂肪酸和氨基酸的浓度的作用；②促有丝分裂

4、作用：刺激RNA、DNA合成和细胞增殖。IGF-1通过IGF-1受体起作用［4］。IGF-1受体与胰岛素受体结构相似：由2个a亚基和2个P亚基组成。a亚基对IGF-1亲和力较高但对胰岛素的亲和力较低。3亚基包括两部分：跨膜部分和具有生物学效应的细胞内部分。a亚基和3亚基共同作用构成了IGF-1受体。血液中的IGF-1绝大部分都与IGF-1结合蛋白(insulin-likegrowthfactorbindingprotein,IGFBP)结合。IGFBPs家族的平均分子量约45Kda。IGFBPs不仅能避免低血糖，更可以协助IGF-1识别其靶组织；还可以保护组织细胞免受IGF-1的促

5、分裂作用。IGFBPs不与胰岛素结合，至今，在哺乳动物中已发现6种IGFBPs。2骨质疏松的定义及分型1885年，Pornmer首次提出骨质疏松这一概念，但对其的描述一直没有一个较完整和科学的定义，直到1990年在丹麦举行的第三届国际骨质疏松研讨会以及1993年在香港举行的第四届国际骨质疏松研讨会，才提出了一个得到世界的公认的定义：骨质疏松症是以骨量减少、骨微观结构退化为特征的，致使骨的脆性增加以及易于发生骨折的一种全身性骨骼疾病。骨质疏松可分为原发性、继发性及特发性骨质疏松症三大类［5］。不同类型的骨质疏松也有其不同的原因和机制。3IGF-1与骨质疏松的相关关系3.1IGF-1对

6、成骨细胞的作用®IGF-1可以促进成骨细胞分化、增殖及募集：Langdahl-BL等［6］通过培养术中取出的骨小梁及骨髓基质细胞，并用胰岛素样生长因子-1刺激成骨细胞样细胞或骨髓基质细胞。Panagakos在原代胚胎大鼠颅盖骨成骨细胞培养中，发现胰岛素样生长因子-1以剂量依赖方式促进了成骨细胞的募集。以上实验表明，胰岛素样生长因子-1在募集成骨细胞到修复部位的过程中起作用；②IGF-1可以促进成骨细胞胶原及骨钙素合成：JonssonKB发现IGF-1促进I型胶原的合成，而I型胶原正是成骨细胞胶原的重要组成成分；Staal-A在小藏长骨细胞培养模型中发现，IGF-1会增加骨钙素的合成

7、；③IGF-1可以促进成骨细胞对磷的吸收及对氨基酸的运输：成骨细胞对于磷的吸收与骨形成有一定的关系。在大鼠成骨细胞样细胞中IGF-1增加了对磷的吸收。并且IGF-1还可以调节人类成骨细胞样细胞中左旋-脯氨酸这种氨基酸的运输。研宄表明，IGF-1可通过增加最大转运速率，增强对氨基酸的运输作用。3.2IGF-1对破骨细胞的作用相对于成骨细胞IGF-1对破骨细胞的骨吸收作用较少，仅包含两个不同阶段，即破骨细胞形成阶段及破骨细胞功能阶段。许多研宄表明，大多数局部因子对骨形成及