Integrative physiology of bone, energy metabolism and fertility : role of osteocalcin and sex steroids

L'arrivée des souris transgéniques a ouvert une ère nouvelle pour la physiologie intégrative permettant d’étudier la fonction d'un gène au sein d'un organisme vivant. Ces techniques ont permis la découverte du rôle de l'os sur le métabolisme énergétique et la fertilité. Contrôle neurologique de la masse osseuse. La leptine agit dans le tronc cérébral en freinant les neurones sérotoninergiques qui projettent sur l'hypothalamus pour contrôler la masse osseuse (VMH) et l'appétit (noyau arqué). La sérotonine cérébrale freine le tonus sympathique et stimule la masse osseuse. Régulation osseuse du métabolisme énergétique. L’ostéocalcine est une hormone protéique sécrétée par l'ostéoblaste, qui stimule la production d'insuline par le pancréas et diminue l'insulinorésistance périphérique. Nous rapportons la démonstration directe chez l'homme de l'action de l’ostéocalcine sur la glycémie. Ici l’ostéome ostéoïde est un adénome bénin sécrétant de l’ostéocalcine. Dans une large étude, l’ostéocalcine est négativement corrélée à la glycémie, au syndrome métabolique et à l'existence de calcifications aortiques abdominales. Steroides sexuels et os. Le traitement adjuvant du cancer du sein par anti-aromatase induit une perte osseuse sévère. Par ailleurs, nous avons identifié un patient avec une oligospermie, un syndrome métabolique et une mutation F464Y du récepteur de l'ostéocalcine GPRC6A. Nous présentons un nouvel axe « pancréas-os-testicule » qui régule la fertilité.Transgenic mice offers powerful tools to study integrative physiology especially to study a specific gene function in a whole organism. Using transgenic mice revealed the role of the skeleton on fertility and energy metabolism.Central control of bone mass. Leptin acts on brain stem and decrease serotonin neuron (SN) activity. SN project on hypothalamus to control bone mass (VMH nucleus) and appetite (arcuate nucleus). Brain serotonin reduces sympathetic tone and increases bone mass.Bone regulates energy metabolism. Osteocalcin is a new hormone secreted by osteoblast which stimulates insulin secretion and reduces insulin resistance. We show here for the first time that the action of osteocalcin on blood glucose is conserved in humans. Osteoid osteoma can be considered as a benign tumor secreting osteocalcin. In a large cohort of elderly males, osteocalcin is negatively associated to blood glucose, metabolic syndrome and abdominal aortic calcifications. Sex steroids and bone. First we show aromatase inhibitor induces bone loss after one year of adjuvant therapy in breast cancer. Second we identified a patient presenting severe oligospermia, metabolic syndrome and a F464Y mutation of the GPRC6A osteocalcin receptor. We identified a new independent pancreas- bone – testis axis to regulate fertility