肠道菌群与骨重建的关系
骨质疏松症概述
骨质疏松症（Osteoporpsis,OP)是由多因素共同作用导致的全身性骨病，中医古籍中也有“骨枯”“骨萎”“骨痹”的记载。骨质疏松症主要表现为骨含量减少、骨微观结构破坏、骨强度下降，导致骨脆性增加，易发生骨折。而在骨折发生前患者并没有表观症状，所以骨质疏松症也称为是一种没有明显症状的沉默的疾病。该病可发生于任意年龄和不同性别人群，其中老年男性和绝经后女性发病率更高。
人类的骨骼更新，即骨重建，贯穿整个生命，包括骨吸收和骨形成2个过程。骨重建的过程就是旧的骨质不断地被来源于造血干细胞的单核巨噬细胞产生的破骨细胞所降解和吸收，而新骨基质则由来自于骨髓间充质干细胞分化的成骨细胞所构建，当骨重建的动态平衡遭到破坏，破骨细胞与成骨细胞的功能失衡，骨吸收的速度大于骨形成的速度，使得骨代谢失衡，，造成骨丢失，引起骨质疏松症的发生。
肠道菌群概述
胃肠道内定植着数量庞大、种类繁多的微生物群落，称为肠道菌群 (gut microbiota，GM)，数量可超过 1014数量级，基因组的基因数约为人类宿主基因组基因总数的150倍。肠道菌群就像人体的一个器官，收到外界环境及其它因素的刺激后，改变肠道菌群种类和数量影响肠道神经系统 、肠道内分泌系统、免疫系统、肠道通透性等功能 ，在对食物消化、维生素营养、抵御外来病原微生物入侵、刺激免疫等方面起着重要作用。
肠道菌群与骨重建的关系
- 肠道菌群、性激素与骨重建
性激素在骨骼生长发育中发挥的作用已成为共识，雌激素受体和雄激素受体均在成骨细胞表面表达，另外雌激素受体同样在破骨细胞及其它与骨重建相关的细胞表面存在。雌、雄激素具有抑制成骨细胞凋亡和刺激成骨细胞增殖及成熟的能力，雌激素还可直接诱导破骨细胞的凋亡及抑制肿瘤坏死因子( TNF) 、白细胞介素-1( IL-1) 的产生从而间接抑制骨吸收。大量的研究证明多种肠道微生物可影响性激素的代谢，甚至性激素与肠道菌群之间存在相互作用、相互影响的关系：梭状芽胞杆菌可合成至少两种影响类固醇激素代谢的生物酶；雌激素及黄体酮可直接影响链杆菌属的代谢途径而调节整个肠道菌群生态结构等。
- 肠道菌群、血清素与骨重建
血清素由两种不同的色氨酸羟化酶Tph1 和Tph2合成，它们分别调节神经源性和非神经源性5-羟色胺( 5-HT) 的合成。5-HT对骨重建有着双向调节影响，外周组织生成的 5-HT能够抑制骨形成，而在中枢产生的5-HT通过增加骨形成和抑制骨吸收对骨量有积极的影响。已有研究表明棒状杆菌、链球菌和大肠杆菌可在体外培养基中产生5-HT。此外的无菌性小鼠实验中，无菌性小鼠血清中5-HT 的浓度明显低于正常小鼠，但5-HT在细胞内的包装、释放过程没有明显改变。在每个年龄阶段的无菌性小鼠中，肠道微生物群的移植均可以恢复小鼠血清和结肠中5 -HT水平。
- 肠道菌群、肾上腺皮质激素与骨重建
骨骼生长与钙离子的联系众所周知，而过量的肾上腺皮质激素会抑制肠道钙离子的吸收，使尿钙排出增加，导致负钙平衡，影响骨骼矿化。目前绝大部分研究支持肾上腺皮质激素对活性维生素D起负性调节作用的观点。此外肾上腺皮质激素可减少维生素D受体的数量在动物实验及临床试验中也已证实。肠道菌群能够影响肾上腺糖皮质激素的合成及分解，间接影响钙离子吸收和骨重建过程。
- 肠道菌群、免疫系统与骨重建
肠道微生物还可以通过改变骨免疫状态介导调节骨代谢，IL-1、IL-6、TNF-α、RANKL、OPG、CCL2等炎症因子受肠道菌群的影响。TNF-α是参与骨吸收的关键因子，可促进破骨细胞的形成，IL-1及TNF-α等表达水平的升高可导致绝经后女性发生骨质疏松的风险增加，通过抑制IL-1及 TNF-α的表达可提高成骨标记物的表达水平，有助于延缓骨质疏松的发生。向无菌性小鼠肠道内移植肠道微生物后，小鼠体内促进破骨细胞生成的骨髓 CD4+ T 细胞、破骨细胞与破骨细胞前体细胞数量明显减少，TNF-α 表达下调。
注意：本文仅作为科普文章，不作为医学指导。
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