一种骨骼激素帮人类逃跑

资料来源:MIKE WERNER

在这份报纸上，肾上腺素是任何让我们热血沸腾的事物的同义词，不管我们是遇到响尾蛇还是看最新的恐怖电影。然而，一项新的研究表明，当我们的身体受到压力时，肾上腺素可能不如另一种激素重要，这是一种从我们骨骼中渗出的物质。

美国哥伦比亚大学的遗传学家杰拉德·卡尔森蒂说，我们的骨骼不仅仅是身体的一个刚性框架。人类骨骼可以分泌一种叫做骨钙素的蛋白质，这种蛋白质是在20世纪70年代发现的，可以重建骨骼。

2007年，卡尔森蒂和他的同事发现，这种蛋白质作为一种激素，可以控制血糖水平和燃烧脂肪。后来，他的研究小组证明，这种激素对维持大脑功能和身体健康、恢复老年老鼠的记忆以及提高老年老鼠和人类在运动中的表现至关重要。

这些发现让卡尔森蒂认为动物进化骨骼是为了躲避危险。这项新研究进一步证明了这一观点。

Karsenty和他的同事让老鼠暴露在几个压力因素下，包括轻微的脚震和狐狸尿的气味，后者是一种引发自然恐惧反应的气味。后来，研究人员测量了啮齿动物血液中骨钙素的含量。

结果显示，在暴露于应激物的2至3分钟内，小鼠的骨钙素水平增加了四倍。一个典型的压力因素对人也有类似的影响——当研究人员要求志愿者在一些观众面前讲话时，他们的骨钙素水平也会飙升。

研究小组在9月12日的《细胞新陈代谢》杂志上报道了这一结果。

接下来，卡尔森蒂的团队开始确定骨钙素是否是引发战斗或逃跑模式所必需的，或者它是否是动物对威胁的无意识生理反应。这种模式包括心跳加速、呼吸加快和血糖升高。这种反应为身体提供了额外的能量，并为其快速逃离做准备。

当研究小组将不产生骨钙素的转基因小鼠暴露在与非转基因小鼠相同的压力因素下时，这些小鼠几乎没有反应。在正常小鼠中，即使没有应激源，一次骨钙素注射就足以引发逃跑或战斗反应。

通过研究啮齿动物大脑和骨骼之间的神经联系，研究小组发现了骨钙素是如何触发战斗或逃跑模式的。

研究人员发现，当在大脑中被称为杏仁核的区域检测到危险时，它会指示被称为成骨细胞的成骨细胞向血液中释放骨钙素。骨钙素反过来抑制副交感神经系统的活动，副交感神经系统是一种减缓心率和呼吸的神经纤维。

卡尔森蒂说，这最终会导致交感神经系统停止工作，释放身体的应激反应，包括肾上腺素的释放。

Karsenty说，结果显示骨钙素，而不是肾上腺素，是决定身体何时进入战斗或逃跑模式的看门人。这些发现也有助于解释为什么被切除肾上腺的啮齿动物，以及那些由于健康原因不能产生过多肾上腺激素的啮齿动物，仍然能够对危险产生强烈的生理反应。

新泽西州新不伦瑞克市罗格斯大学的骨生理学家帕特里夏·巴肯达尔(Patricia Buckendahl)没有参与这项研究，她说这项研究“绝对有新闻价值”，并支持骨进化是为了帮助动物逃避捕食者和其他威胁的假设。

20年前，Buckendahl提出了骨钙素作为大鼠应激激素的第一个证据，但当时没有人认真对待这个想法。“我一直认为骨头不仅仅是储存钙的地方，”她说。(赵茜·Xi)

相关纸质信息:

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2019.08.012

《中国科学日报》(2019-09-17第二版国际版)