运动-雌激素-骨代谢相关性研究进展

2OO9年第25卷 第 4期 吉林体育学院学报 Joumald JilinInstitute ofPhysical Education 2009 V01．25 No．4 运 动 一 雌 激 素 一 骨 代 谢 相 关 性 研 究 进 展 乔媛媛 王晓晨 王曼莹 (玉林师范学院体育系，广西 玉林 537000) 摘 要：临床研究明，雌激素缺乏是导致绝经后妇女骨质疏松的一个危险因素。适宜运动可以增加体内雌激素的分 泌，但剧烈运动、大强度训练可影响下丘脑 一垂体 一性腺轴，使体内雌激素水平降低 ，对骨代谢产生负面影响。当雌激素 缺乏时，运动员骨细胞对负荷的适应性可能导致骨的转运和吸收加速，反之，对骨代谢的成骨作用刺激减弱。运动 一雌 激素一骨代谢三者间的密切相关性 ，提示科学保护竞技运动员，尤其是女性专职运动员 、教练员骨组织健康的必要性与 重要意义。 关键词：运动；雌激素；骨代谢；骨质疏松症 中图分类号：G804．7 文献标识码：A 文章编号：1672—1365(2009)04—0078—02 Survey of Researches On Exercise—-Estrogen—-Bone Metabolism QianYuanyuan，WangXianchen，WangUanying (P．E．Department Yulin Normal University，Yulin,537000，C~nvd，China) Ab!由md：ai cal research has shownthatthelack ofestrogeninpostmenopansalwolnenwithesteoporesisis aleading riskfactors．Appropriate戗eIcjses can increasethe level of estrogen secretion，but vigorous exercises，high—intensity training can affect thehm ,thalamus—pituitary一8明1adal axis，to reduce the level 0festrogenin vivo，have anegativeimpact Onbonemetabolism．When eF~DlgeIl，bone cells adaptabilitytoloadl'a／~er and~6oIptiollwayleadto accel- erated bone，contrarytothe boneto stimulatetheweakened bonemetabolism Faericscs—Estrogen—Bone’s close relation suggestathe need and significance of scientific protectionto bone health ofAthletes，in paraenhr，full—timefemale athletes and coaches． Key words：exercises；Estrogen；Bone metabolism；Osteoporosis Al~ight于 1940年首先提出 PMOP的发生与体内雌激素 减少有关⋯，并首倡应用雌激素进行针对性治疗。至今 ，此 疗法仍被应用，足以雌激素防治骨质疏松症的有效性。 雌激素对骨组织有重要的保护作用，其中维持骨代谢平衡的 作用尤为突出。本文主要简述运动 一雌激素 一骨代谢三者 的关系，着重从超强度运动对雌激素分泌和骨代谢平衡的影 响，雌激素在骨代谢平衡与骨质疏松发病机制 中的作用，以 及科学有效地调养与保护运动员的骨组织健康等方面作一 综述，为保持运动员的体育青春、延缓机体衰老、预防和治疗 职业性骨质疏松提供科学依据。 1 适宜运动对雌激素、骨代谢的影响 绝经后骨质疏松症主要是 由于缺乏雌激素所至。近年 来许多研究表明，适宜运动负荷不仅可减慢机体的退化和雌 激素水平的下降速度，延缓骨量丢失，增加骨密度，而且还可 使下丘脑 一垂体 一卵巢轴产生适应性变化，从而改善卵巢功 能 j。适宜运动能增加青壮年阶段的骨密度，并且对预防骨 质疏松具有良好的作用。35岁 一45岁的绝经前女性进行 18 个月的递增负荷的高冲击力练习，能显著增加承重部位股骨 颈的骨密度【3 J。运动对衰老阶段的骨组织也能产生良好影 响，1—2年有规律中等强度的承重练习可以增加绝经后的骨 量-4J。并且运动能有效防止年龄超过 5O岁的绝经女性骨密 度的降低-5J。深入研究表明，上述运动对骨组织健康产生的 正面有效影响关键在于适宜运动可以增加体内雌激素水平。 赵雪梅对 180名患更年期综合征女性实施 16周有氧运动前 后雌激素水平变化进行了研究_6J。实验结果表明，有氧运动 可明显提高更年期女性雌二醇(E2)、孕酮(P)水平。近年来 的研究则进一步表明，适度中等强度的运动，特别是各种力 量训练，可以使血雌二醇、睾酮水平明显升高，从而刺激成骨 细胞增值，促进新骨形成，使骨量和骨密度增加。 2 大强度运动对雌激素、骨密度的影响 适度体力运动是增加雌激素分泌、保持内分泌协调平衡 的有利因素，但长时间大运动量训练会引起机体过度疲劳， 内分泌功能失调。其中较为突出和严重的是导致下丘脑 一 垂体 一性腺轴功能失调。大量研究表明，高强度的运动引起 骨质过度丢失而降低骨密度，其机理是因为大强度运动使 E2水平降低所至。 Albright等对 27例自然绝经妇女和 l0例人工绝经妇女 进行对比观察发现，雌激素降低是骨质疏松发病的首要因 素。 3 雌激素是维持骨代谢平衡的重要因素 人体骨骼在一生中不断进行更新与改造，即骨再建过 程。骨再建过程是骨吸收与骨形成的精细平衡过程。这一 过程中主要有两种细胞发生作用：一种是破骨细胞，一种是 成骨细胞。正常的骨再建有赖于这两种细胞作用的平衡。 雌激素对维持骨吸收和骨形成的平衡具有极其重要的作用。 *收稿日期：2008—11—17；修回日期：200~一12—14 基金项目：国家自然科学基金资助项目(编号30460160)。 作者简介：乔嫒媛(1980一)，女，山西太谷人，硕士，助教，研究方向：运动生化与营养。 · 78 · 第25卷 乔嫒嫒，等：运动一雌激素一骨代谢相关性研究进展 第4期 随着免疫学、分子生物学的进步，1980年，有人针对雌激素对 骨代谢的影响提出：在骨骼中一定有雌激素受体存在。这一 假设被后来的多次研究所证实验证，因此，雌激素对骨代谢 的综合作用是促进骨组织再建与更新，其直接作用归纳为图 1。 ／ 雌激素 ＼ ／ ＼ 成骨细胞 破骨细胞 增殖、合成 I型胶原 抑制粘附、极化与吸收 图 1 雌激素对骨代谢平衡的直接作用 4 雌激素与骨代谢过程中相关激素、细胞因子的关 系 4．1 骨形成过程中雌激素与相关激素、细胞因子的关系 雌激素对骨代谢的影响，还可以通过钙调节激素而间接 地起作用。雌激素对维生素 D、降钙素(CT)、甲状旁腺素 (FIIt)、肾上腺皮质激素、前列腺素(PC)等的分泌和作用有 重要影响，其作用是通过上述相关激素与各种细胞因子等局 部因素的作用实现的。Emst发现外源性雌激素可促进大 鼠 成骨细胞产生胰岛素样生长因子 IGF—I，由于 IGF—I产 生增强，可使雌激素受体过度表达。同时，还发现雌激素能 促进成骨细胞中转化生长因子 TGF一8的产生，表明这些生 长因子对骨形成都有促进作用。 4．2 骨吸收过程中雌激素与相关激素、细胞因子的关系 雌激素抗骨质疏松的作用主要是通过抑制骨吸收来实 现的，如图 1所示。这一抑制作用除了通过与破骨细胞膜的 受体结合直接发挥作用之外，现已证明体内多种细胞因子如 自介素一1(IL—I)、肿瘤坏死因子(，rNF)、白介素一6(IT．一6)、 及FrH等均是强有力的骨吸收刺激剂，雌激素可通过受体结 合途径抑制体内相关细胞分泌上述细胞因子。因而，雌激素 又可间接地抑制骨吸收促进骨形成。 1997年，Tsuda和 Simonet等人先后发现了护骨因子(08一 teoprotagem，Org)又称破骨细胞生成抑制因子。1998年，Lacy 和Yasadan等人分别发现了 OPG的同源配体，称其为破骨细 胞分化因子(osteoclast differentiation factor，ODF)，也可简称为 OPGL。OPG及 OPGL在体内主要 由成骨细胞分泌，它们是介 导各种调节骨代谢因子传导成骨细胞与破骨细胞功能信号 的终极因子，即平衡骨代谢的总开关。二者通过与破骨细胞 前体膜上的破骨细胞分化因子受体(RANK)竞争性结合有效 调节骨代谢平衡。研究表明，OPGL与 RANK发生特异性结 合，导致破骨细胞分化。而OPG则通过与 OPGL结合，间接 抑制破骨细胞的生成和活化，从而发挥抗骨质疏松作用。雌 激素可明显提高OPG的水平。在体外培养条件下，雌激素可 使成骨细胞分泌的OPG增加3—4倍【 ，有效的对抗 OPGL的 作用。此外，雌激素还能有效降低体内IL一1、 一6、几一l1、 FrH、肿 水平，间接抑制成骨细胞分泌 OPGL[8]。因此，雌激 素这种抗骨质疏松作用是近年来研究的热点。 5 竞技性、专职女运动员的骨组织调养与保健 雌激素在PMOP的发生机制中起关键作用，雌激素缺乏 使得绝经后的妇女和大负荷运动的女运动员出现骨折的危 险性增加。研究表明，竞技运动员退役后骨质疏松的发病率 高于正常人群，特别是女运动员。这就教练员和运动员 在训练阶段要注意骨组织的保健与调养，防止骨质的过早丢 失，以延长运动员的运动寿命和推迟骨质疏松的发生时间。 在骨质疏松的治疗中，目前主要为雌激素替代疗法和选 择性雌激素受体调节剂，雌激素替代疗法存在一定的副作 用 ，而且它的疗效与雌激素受体基因多态性有关_9]。选择性 雌激素受体调节剂对子宫内膜仍有增生作用【10]。因此，患 骨质疏松的患者除适宜运动外，营养补充也是必不可少的。 研究发现杜仲提取物中的雌激素活性物质可以激活性腺芳 香化酶系统，使雌激素生成增加，通过作用于成骨细胞和破 骨细胞而发挥抗骨质疏松作用。 总之，对于女运动员来说产生骨质疏松的原因是多方面 的。在训练阶段要注意平时的保健与调养，在退役后更要注 意骨质疏松的预防与治疗 ，以提高她们的生活质量。 参考文献： [1]Albright F．Postmenopausal Osteoporesis[J]．Tram Assoc Amphysic， 1940，55：298． [2]李鸿江．骨质疏松症运动疗法的研究现状与展望[J]．首都体育学 院学报，2OO4，16(4)：108． [3]郑澜，史绍蓉．运动与绝经后骨质疏松[J]．西安体育学院学报， 2OO2，19(2)：38． [4]BidoliE，et a1．Physical activity and bone mineral density in Italian middle — a women[J]．Eur JEpidetniol，1998，14(2)：153—157． [5]BecardA，eta1．Meta—analysis ofthe effectivenessofphysical avtivityfor the preventionofbonelossin sIm岛l -ausalwo~n[J]．OstecporesInt， 1997，7(4)：331—337． [6]赵雪梅．不同强度有氧运动缓解女性更年期综合症的研究[J]．中 国运动医学杂志，20O3，22(2)：126． [7]HdbauerLC，Khosla S，DunstsnCR，et a1．Endocrinology，1991，140(9)： 4367． [8]AkatsuT，MurakamiT，NishikawaM，eta1．Bioch 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