血管钙化基础之二

一些基础知识和基本概念，对科学的准确理解是不可或缺的。因此，这里继续介绍一些基础。

PTH，甲状旁腺激素

甲状旁腺素（PTH）是甲状旁腺分泌的激素，单链，84个氨基酸。主要生理作用是维持血钙平衡。PTH分泌受血钙浓度调节，血钙升高抑制PTH分泌。

PTH增加破骨细胞数量和活性，促进骨吸收，释放钙磷离子入血。当然，PTH也会增加成骨细胞的数量，促进成骨细胞释放骨生长因子。同时，PTH还通过肾促进钙的吸收（重吸收），提高血钙浓度。

实际上，PTH的作用有两个，一是骨骼骨量的维持和骨代谢的平衡，另外一个是调节血钙的平衡。也许就因此，PTH的脉冲分泌时相有两个：稳定性时相，多变性时相。稳定性时相对应前者，多变性时相对应于后者。

骨质疏松，说到底是成骨细胞与破骨细胞的总活力平衡破坏。破骨细胞的总活力大于成骨细胞的总活力，结果是骨吸收大于骨形成，发生骨质疏松。

PTH作用于破骨细胞，使得破骨细胞数量增加，骨溶解增加，即骨吸收增加。但是也不能因此认为PTH只是破坏骨形成的，相反，短期脉冲补充PTH反而可能会增加骨密度，这在临床上是有案例的。

骨钙素，BGP

骨钙素，原本为osteocalcin（OC），缩写为BGP是因为其与γ-羧基谷氨酸（gamma-carboxyglutamic acid, Gla）的关系，应该是指bone Gla protein吧。有约50个氨基酸，分子量为约6kD。3个γ-羧基谷氨酸位于21、24、27位。之所以这三个γ-羧基谷氨酸很重要，在于其羧基化是至关重要的。这也是维生素K2的作用“靶点”吧。

骨钙素，成骨细胞分泌，构成骨基质。骨钙素不是胶原蛋白，在成人骨中约占非胶原蛋白总量的四分之一，占总谷蛋白的1～2%。其3个Gla的重要性在于，荷负电，与羟基磷灰石上的钙结合。

骨钙素大部分沉积在骨骼中，作为骨基质。但还是有少量会分泌在血液中。分析血清中骨钙素的量，可以估计成骨细胞的活性。因此，血中骨钙素分析也就成为检测判断骨转换率的一个敏感指标了。

当然，骨钙素的水平是随年龄而变化的，骨骼代谢快者与慢者是不同的。比如说，青春期是骨骼生长的最快时期，骨钙素可以达到37.9±16.9 nm/ml的高峰。而在30～60岁的正常人，则可能是稳定在5.5±1.9 nm/ml的水平。

骨钙素的3个γ-羧基谷氨酸，是在维生素K2的羧基化酶作用下完成羧基化的。羧基化不全的骨钙素增加，可以预测骨折风险。骨折是骨质疏松患者常见的严重并发症。因此，在老年人群中，检测血中羧基化不全的骨钙素，是有必要的，而且具有很好的临床意义。

骨钙素的作用，除了参与骨骼建设，还参与能量代谢的调节、雄性生殖。

MGP，基质Gla蛋白

基质Gla蛋白，即matrix Gla protein（MGP）。84个氨基酸，分子量10kD；含5个维生素K2依赖的γ-羧基谷氨酸；广泛存在于骨骼、牙质、软骨、血管壁、心肺等组织中。在血管中层，主要由血管平滑肌细胞（vascular smooth muscle cell, VSMC）表达合成MGP；在血管内膜，巨噬细胞、血管平滑肌细胞、内皮细胞均有MGP的合成。

MGP可抑制血管钙化和软骨钙化，抑制矿盐沉积。

MGP类似于骨钙素BGP，这从二者的名字可以看出来：

基质γ-羧基谷氨酸蛋白，

骨γ-羧基谷氨酸蛋白。

与骨化相关的蛋白，主要有MGP与BGP这两个维生素K2依赖性蛋白。

Gla蛋白，γ-羧基谷氨酸蛋白

Gla蛋白。一类特定的蛋白，其谷氨酸残基在维生素K2的作用下发生γ-羧基化。经过羧基化的γ-羧基谷氨酸残基，可以结合钙、磷、羟基磷灰石，这些骨矿化成分。

维生素K2，是可以将谷氨酸羧基化的γ-谷氨酸羧化酶的辅助因子，将无活性的谷氨酸残基活化为有生理活性的γ-羧基谷氨酸（Gla）残基。

写在后面

今天我们介绍的概念，实际上是两个：一个是甲状旁腺激素PTH，一个是维生素K2依赖的蛋白Gla蛋白。

尤其是Gla蛋白，无论是血管钙化，还是骨质疏松，都是非常关键的。

对BGP，我们还专门画了一个图。也是为了更好理解。