胰岛素样生长因子在老年糖尿病患者血清中的表达及其与骨质疏松的关系

周文旭, 方　堃, 谭湘淑, 刘　江, 庄　稼, 高　路

(1. 西安交通大学医院 内科; 2. 西安交通大学第一附属医院 老年病科, 陕西 西安, 710049)

胰岛素样生长因子在老年糖尿病患者血清中的表达及其与骨质疏松的关系

周文旭1, 方堃1, 谭湘淑1, 刘江1, 庄稼1, 高路2

(1. 西安交通大学医院 内科; 2. 西安交通大学第一附属医院 老年病科, 陕西 西安, 710049)

摘要:目的探讨胰岛素样生长因子(IGF)在老年糖尿病患者血清中的表达及其与骨质疏松的关系。方法根据骨密度(BMD)将2型糖尿病(T2DM)患者98例分为骨量正常组30例、骨量减少组37例、骨质疏松组31例，检测各组体质量指数(BMI)、空腹血糖(FBG)、餐后2 h血糖(PPG)、糖化血红蛋白(HbAlc)、骨碱性磷酸酶(BALP)、血清N-端骨钙素(N-MID)及IGF-1、IGF-2浓度，并分析上述各指标与BMD的相关性。结果骨量减少组和骨质疏松组BMI低于骨量正常组(P<0.01); N-MID、IGF-1、IGF-2水平在骨量正常组、骨量减少组及骨质疏松组之间均呈逐步下降趋势，两两比较, N-MID、IGF-1水平差异均有统计学意义(P<0.05, P<0.01); 相关性分析表明, BMD与IGF-1、N-MID、BALP均呈正相关(r=0.672, 0.624, 0504, P<0.01)。结论血清IGF-1与老年T2DM患者骨代谢相关指标密切相关，可能参与了骨质疏松的发生发展。

关键词:胰岛素样生长因子; 老年; 糖尿病; 骨质疏松; 骨密度; N-端骨钙素

2型糖尿病(T2DM)是一种由于胰岛素缺乏和/或胰岛素作用障碍导致的代谢综合征，以长期高血糖为主要特征，伴有蛋白质、脂肪、水和电解质等代谢紊乱[1]。研究[2-3]表明, T2DM患者存在生长激素(GH)/胰岛素样生长因子-1(IGF-1)轴异常，及胰岛素样生长因子结合蛋白(IGFBPs)改变。IGF-1可调节骨细胞的功能与代谢，是骨代谢的重要影响因子，研究[4]表明，低骨量及骨质疏松患者血清IGF-1水平较骨密度正常者显著下降。本研究通过观察老年T2DM患者血清IGF-1、IGF-2水平，分析其与骨质疏松的关系，现报告如下。

1资料与方法

1.1　一般资料

选取2011年1月—2014年5月在西安交通大学医院第一附属医院就诊的T2DM患者98例，符合2013年美国ADA指南诊断标准[5], 排除合并其他可能影响骨密度(BMD)的慢性病者、糖尿病急性并发症者、有长期卧床史，及应用过可能影响骨代谢的药物者。其中男47例，女51例；年龄61～86岁，平均(66.13±4.85)岁。根据WHO骨质疏松症的诊断标准，将98例患者按BMD分为骨量正常组30例、骨量减少组37例、骨质疏松组31例。

1.2　方法

3组均于晨起空腹抽取肘静脉血，离心取血清后保存待测。以葡萄糖氧化酶法测定空腹血糖(FBG)、餐后2 h血糖(PPG)，以小柱测定法检测糖化血红蛋白(HbAlc)浓度，电化学发光法测定N-端骨钙素(N-MID)及骨碱性磷酸酶(BALP)水平，酶联免疫吸附法测定IGF-1水平，非平衡法测定IGF-2水平。所有操作均严格按照试剂盒说明书进行。

1.3　观察指标

观察3组体质量指数(BMI)、FBG、PPG、HbAlc水平等临床资料差异，血清N-MID、BALP、IGF-1、IGF-2水平差异，并分析上述各指标与BMD的相关性。

2结果

2.1　3组临床资料比较

3组FBG、PPG、HbAlc水平差异无统计学意义(P>0.05), 而骨量减少组和骨质疏松组BMI低于骨量正常组，差异有统计学意义(P<0.01), 骨量减少组和骨质疏松组之间差异则无统计学意义(P>0.05), 见表1。

±s)

与骨量正常组比较, **P<0.01。

2.2　3组血清N-MID、BALP、IGF-1、IGF-2水平比较

血清N-MID、BALP、IGF-1、IGF-2水平在骨量正常组、骨量减少组及骨质疏松组之间均呈逐步下降趋势，两两比较，3组间N-MID、BALP、IGF-1水平差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01)，IGF-2差异无统计学意义(P>0.05), 见表2。

指标骨量正常组(n=30)骨量减少组(n=37)骨质疏松组(n=31)N-MID/(ng/mL)7.83±3.144.67±3.55**3.15±2.24**#BALP/(μg/mL)32.47±5.6825.72±4.12**20.38±5.09**##IGF-1/(ng/mL)165.84±9.25124.71±8.56**103.42±9.37**##IGF-2/(ng/mL)257.36±12.41255.45±11.94252.18±9.65

与骨量正常组比较, **P<0.01; 与骨量减少组比较，#P<0.05, ##P<0.01。

2.3　相关性分析

经pearson相关性分析，BMD与N-MID、BALP、IGF-1均呈正相关(r=0.672, 0.624, 0504,P<0.01)，与其他指标无显著相关性。

3讨论

骨质疏松是指骨组织微观结构退化、骨量降低，导致骨质脆性增加，而易发生骨折的一种代谢性骨病[6]。老年人由于性腺功能衰退，激素水平下降，更易发生骨质疏松。骨质疏松被认为是糖尿病的慢性并发症之一，T2DM患者发生骨质疏松可能与长期高血糖状态，糖基化终末化产物蓄积、雌激素水平下降、胰岛素分泌不足和/或敏感性下降等多种原因有关[7]。

IGF-1能通过结合胰岛素受体促进葡萄糖的运输，抑制肝糖输出，从而降低血糖，同时IGF-1还可直接抑制胰岛素分泌[8]。近年来多项研究[9]表明, IGF-1在T2DM发生骨质疏松过程中可能发挥了重要作用。成骨细胞和破骨细胞上均存在IGF-1受体，其与IGF-1结合后可调节细胞的生长与增殖，具体作用方式包括: ① 刺激成骨细胞摄取氨基酸，合成胶原，促进骨形成; ② 通过刺激骨原细胞DNA合成，形成骨基质; ③ 通过抑制骨吸收过程中相关转录因子的表达，使骨胶原降解减少[10]。因此，血液循环中IGF-1水平对骨量获得与维持有重要影响[11]。动物实验表明，体内局部注射IGF-1可明显促进家兔骨质疏松性骨折的愈合，且注射剂量越大，愈合速度越快[12]。

本研究表明, IGF-1水平在骨量正常组、骨量减少组及骨质疏松组之间均呈逐步下降趋势，组间差异有统计学意义，且相关性分析结果证实其与BMD呈显著正相关，也证实了骨密度越低的患者，其血清IGF-1越低，与李瑞霄[13]、阚全娥[14]等研究一致。本研究中血清IGF-2水平在3组中逐渐下降，但差异无统计学意义，提示其可能并未直接参与T2DM患者骨质疏松的发生发展过程。骨钙素在外周血中常裂解为N-MID片段及C端片段，N-MID可反映成骨细胞与破骨细胞的数量与活性，以及骨转换的速度。BALP是反映骨形成的敏感指标，由成熟的骨细胞合成、分泌，可与细胞外骨基质结合，促进骨形成。研究[15]表明，对骨质疏松症患者进行治疗后，其血清N-MID和BALP水平显著升高，提示骨形成处于活跃阶段。本研究结果表明，N-MID及BALP水平均随着BMD下降而降低，与BMD存在显著相关性，与上述报道一致。

此外，本研究中3组患者BMI存在统计学差异，提示体质量可能对骨代谢存在一定影响。BMI较高时，机体骨骼的应力相对增加，可减少骨吸收，刺激骨形成，从而延缓BMD下降及病情进展。因此，T2DM患者维持适宜的体质量可能有助于避免骨丢失。

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Expression of IGF in serum of patients with T2DM and its relationship with osteoporosis

ZHOU Wenxu1, FANG Kun1, TAN Xiangshu1, LIU Jiang1, ZHUANG Jia1, GAO Lu2

(1.DepartmentofInternalMedicine,TheHospitalofXi′anJiaotongUniversity;

2.DepartmentofGerontology,TheFirstAffiliatedHospitalofXi′anJiaotongUniversity,

Xi′an,Shaanxi, 710049)

ABSTRACT:ObjectiveTo explore the expression of insulin-like growth factor (IGF) in the serum of elderly patients with diabetes and its relationship with osteoporosis. MethodsA total of 98 patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) were divided into normal bone mass group (n=30), reduced bone mass group (n=37) and osteoporosis group (n=31) according to the bone mineral density (BMD). Fasting blood glucose (FBG), 2-h postprandial blood glucose (PPG), glycosylated hemoglobin (HbAlc), bone alkaline phosphatase (BALP), N-MID osteocalcin (OT) as well as the concentrations of IGF-1 and IGF-2 were detected and compared among all the groups. ResultsThe BMI in the reduced bone mass group and the osteoporosis group were evidently lower than the normal bone mass group (P<0.01). N-MID, IGF-1 and IGF-2 levels showed a decreasing trend in the normal bone mass group, the reduced bone mass group and the osteoporosis group in sequence, and pair wise comparison indicated that there were significant differences in N-MID and IGF-1 levels (P<0.05 orP<0.01). Correlation analysis demonstrated that BMD was positively associated with IGF-1, N-MID and BALP (r=0.672, 0.624, 0504, P<0.01). ConclusionSerum IGF-1 is closely associated with bone metabolism-related indexes, and it may participate in the development and progression of osteoporosis.

KEYWORDS:insulin-like growth factor; elderly; diabetes mellitus; osteoporosis; N-MID osteocalcin

通信作者:高路, E-mail: jzgaolu123@163.com

基金项目:中国高校医学期刊临床专项资金(11520251)

收稿日期:2014-12-08

中图分类号:R 587.1

文献标志码:A

文章编号:1672-2353(2015)07-035-03DOI: 10.7619/jcmp.201507009