老年骨质疏松症患者血清1，25-二羟维生素D3与骨骼肌减少症的相关性研究

张 黎，李 燕



·论著·

老年骨质疏松症患者血清1，25-二羟维生素D3与骨骼肌减少症的相关性研究

张 黎，李 燕

目的探讨老年骨质疏松症(osteoporosis，OP)患者血清1，25-二羟维生素D3〔1，25-(OH)2D3〕与骨骼肌减少症(sarcopenia，SAR)的相关性。方法选取2013年10月—2015年4月到云南省第一人民医院就诊的老年OP患者390例。根据是否合并SAR，将纳入患者分为合并SAR组(n=286)和未合并SAR组(n=104)。患者均进行体格检查、骨密度和身体组织成分检测及实验室检查，并分析血清1，25-(OH)2D3与SAR评价指标和影响因素的相关性。结果两组患者性别、年龄及BMI比较，差异无统计学意义(P>0.05)。未合并SAR组患者血清1，25-(OH)2D3高于合并SAR组，差异有统计学意义(P<0.05)。Spearman秩相关分析结果显示，男性/女性OP患者血清1，25-(OH)2D3与步速、握力呈正相关(P<0.05)，而与四肢骨骼肌量指数(ASMI)不相关(P>0.05)；血清1，25-(OH)2D3与雌二醇(E2)、睾酮(T)、胰岛素样生长因子-1(IGF-1)、白介素10(IL-10)呈正相关(P<0.05)，与活性氧(ROS)、全段甲状旁腺激素(iPTH)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白介素6(IL-6)呈负相关(P<0.05)，而与BMI、胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、超敏C反应蛋白(hs-CRP)不相关(P>0.05)。结论OP患者血清1，25-(OH)2D3水平与部分SAR评价指标和影响因素相关，可能是早期预测和评估SAR的指标之一。

骨质疏松；肌减少症；骨化三醇；相关性分析

张黎，李燕.老年骨质疏松症患者血清1，25-二羟维生素D3与骨骼肌减少症的相关性研究[J].中国全科医学，2016，19(25)：3050-3054.[www.chinagp.net]

ZHANG L,LI Y.Correlation analysis between serum 1,25-dihydroxyvitamin D3of patients with senile osteoporosis and sarcopenia[J].Chinese General Practice，2016，19(25)：3050-3054.

骨质疏松症(osteoporosis，OP)和骨骼肌减少症(sarcopenia，SAR)均是老年人的高发病，严重影响了老年人的身体健康。随着年龄的增加，机体骨量逐渐减少，骨脆性增加，骨折风险增大。老年人的骨质流失常常与骨骼肌减少伴随发生，国外研究发现，SAR与骨量丢失和OP有关[1]，也有研究结果显示SAR是预测老年人全因死亡率的独立危险因素[2]，是导致机体功能和生活质量下降的综合征[3]。因此深入研究老年OP患者合并SAR的危险因素，对于早期防治SAR、改善老年人生活质量、延长生命具有重要意义。近年来的研究发现，1，25-二羟维生素D3〔1，25-(OH)2D3〕的生物学作用除了调节钙磷代谢和骨骼重建外，还可以调节骨骼肌细胞的代谢[4]。本研究旨在探讨老年OP患者血清1，25-(OH)2D3与SAR的相关性，从而为SAR的早期防治提供依据。

1　对象与方法

1.1研究对象选取2013年10月—2015年4月到云南省第一人民医院干部保健科就诊的老年OP患者390例。纳入标准：(1)年龄≥60岁；(2)近3个月未服用过维生素D或钙剂。排除标准：(1)糖尿病患者，且血糖控制不达标；(2)近3个月发生过急性心肌梗死、急性脑梗死及脑出血；(3)合并肝肾系统疾病、免疫系统疾病、急性炎性应激状态；(4)近3个月内使用过糖皮质激素；(5)患者及家属不愿意参加本研究。

1.2诊断标准(1)OP：根据WHO推荐标准，以个体骨密度值与同性别该年龄段人群骨密度参考值相比较的标准差(T值)表示，T值≥-1.0为骨量正常，-2.5

1.3研究方法根据是否合并SAR，将纳入患者分为合并SAR组(n=286)和未合并SAR组(n=104)。纳入患者均进行体格检查、骨密度和身体组织成分检测及实验室检查，并分析血清1，25-(OH)2D3与SAR评价指标和影响因素的相关性。

根据SAR诊断标准确定SAR评价指标，包括ASMI、步速、握力；根据既往研究结果确定SAR影响因素，包括BMI[7]，胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)[8-9]，活性氧(reactive oxygen species，ROS)[10]，雌二醇(estradio，E2，女性)和睾酮(testosterone，T，男性)[11-12]，全段甲状旁腺激素(intact parathyroid hormone，iPTH)[13]，胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1，IGF-1)[14]，肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha，TNF-α)、白介素6(inter leukin-6，IL-6)、超敏C反应蛋白(high-sensitivity C-reactive protein，hs-CRP)[15-17]，白介素10(inter leukin-10，IL-10)[18]。

1.3.1体格检查由经过统一培训的护士，对患者进行体格检查，具体包括：(1)采用体质量计测量身高、体质量，并计算BMI。(2)采用机械握力计测量优势手的握力。测量时患者取坐位，双足自然置于地面，屈膝屈髋90°，上臂与胸部平贴，前臂处于中立位，伸腕0°～30°，并保持0°～15°尺偏[19]。重复测量3次，每次测量完由专人进行调零，取最大值，以kg为单位，精确到0.1 kg。(3)采用秒表测量患者以自然速度步行4 m所需时间，重复测量2次，取较短时间，并计算步速。

1.3.2骨密度和身体组织成分检测采用美国GE公司 Lunar Prodigy公司生产的双能X线骨密度仪(dual-nergy X-ray absorptiometry，DXA)测定患者腰椎L1～L4、左髋部(股骨头、股骨颈、大转子、Ward′s 区)的骨密度，以及全身身体组成成分(肌肉、脂肪组织含量)。ASMI=四肢肌肉量(ASM)/身高。

1.3.3实验室检查抽取患者空腹8 h以上的清晨肘正中静脉血10 ml，抽取前1 d患者禁酒且清淡饮食。于室温下静置30～60 min，然后以3 000 r/min离心10 min，离心半径为8 cm，取上层淡黄色清亮血清，于-20 ℃保存。采用BIO-RAD公司生产的Model 680型酶标仪，通过ELISA法检测血清1，25-(OH)2D3，试剂盒购自英国IDS公司。采用日本日立公司生产的7600-020全自动生化检测仪，通过己糖激酶法检测空腹血糖、空腹胰岛素，试剂盒购自罗氏诊断产品上海有限公司，HOMA-IR=空腹胰岛素×空腹血糖/22.5；采用化学荧光法检测ROS，试剂盒购自罗氏诊断产品上海有限公司；采用免疫分析法检测E2(女性)、T(男性)，试剂盒购自北京北方生物制品研究所；采用免疫发光法检测iPTH，试剂盒购自天津德普诊断产品有限公司；采用ELISA法检测IGF-1，试剂盒购自深圳晶美生物工程有限公司；采用ELISA法检测TNF-α、IL-6、IL-10，试剂盒购自深圳晶美生物工程有限公司；采用免疫荧光法检测hs-CRP，试剂盒购自罗氏诊断产品上海有限公司。

2　结果

2.1两组患者一般资料比较两组患者性别、年龄及BMI比较，差异无统计学意义(P>0.05，见表1)。

表1　两组患者一般资料比较

注：SAR=骨骼肌减少症；a为t值

2.2两组患者血清1，25-(OH)2D3比较未合并SAR组和合并SAR组患者血清1，25-(OH)2D3分别为(21.1±9.8)、(14.2±6.3) ng/L，两组比较，差异有统计学意义(t=2.145，P<0.05)。

2.3OP患者血清1，25-(OH)2D3与SAR评价指标的相关性分析Spearman秩相关分析结果显示，在男性/女性OP患者中，血清1，25-(OH)2D3与步速、握力均呈正相关(P<0.05)，而与ASMI不相关(P>0.05，见表2)。

2.4OP患者血清1，25-(OH)2D3与SAR影响因素的相关性分析Spearman秩相关分析结果显示，血清1，25-(OH)2D3与E2、T、IGF-1、IL-10呈正相关(P<0.05)，与ROS、iPTH、TNF-α、IL-6呈负相关(P<0.05)，而与BMI、HOMA-IR、hs-CRP不相关(P>0.05，见表3)。

3　讨论

SAR是指随年龄增加，骨骼肌量、肌力及其功能下降的一种综合征[20]。有研究结果显示，机体肌力在60岁以后可每年下降3%～5%，60～70岁老年人的SAR发病率约为10%，>80岁老年人可达30%[21]。SAR与住院时间延长、院内感染增加及疾病生存期减少有关[4，22]，是接受化疗和手术癌症患者的危险因素[23]，也是生命后期失能的重要预测指标[22]。目前临床上尚缺乏公认的治疗OP和SAR的疗效确切药物，因此早期发现、早期干预是其治疗关键。

表2　OP患者血清1，25-(OH)2D3与SAR评价指标的相关性分析Table 2　Correlation analysis between OP patients′ serum 1，25-(OH)2D3 and evaluation indexes of SAR

注：OP=骨质疏松症，1，25-(OH)2D3=1，25-二羟维生素D3，ASMI=四肢骨骼肌量指数

表3　OP患者血清1，25-(OH)2D3与SAR影响因素的相关性分析Table 3　Correlation analysis between OP patients′ serum 1，25-(OH)2D3 and influencing factors of SAR

注：HOMA-IR=胰岛素指数，ROS=活性氧，E2=雌二醇，T=睾酮，iPTH=全段甲状旁腺激素，IGF-1=胰岛素样生长因子-1，TNF-α=肿瘤坏死因子α，IL-6=白介素6，IL-10=白介素10，hs-CRP=超敏C反应蛋白

SAR是随衰老而产生的多因素综合作用结果，其发病机制尚不明确，可能原因包括：(1)氧化损伤，衰老后ROS生成加快，炎性因子TNF-α、IL-6、C反应蛋白(CRP)表达增加[24]，引发慢性炎性反应，诱导细胞凋亡[25]，引起蛋白质分解、抑制蛋白质合成；抗炎因子IL-10水平下降，抑制促炎因子和细胞凋亡的作用降低，进一步加重炎性反应[26]，进而导致骨骼肌质量减少。(2)激素水平下降，性激素、生长激素及肾上腺皮质激素等在中年以后开始逐渐减少，肌肉蛋白的合成量也随着激素量的减少明显下降。(3)骨骼肌的内在改变，肌肉卫星细胞是肌纤维细胞的前体，其分化、增殖在衰老过程中被抑制，导致肌纤维量减少。(4)神经-肌肉的功能衰退和运动单位重组，随着衰老，支配快肌纤维的运动神经元出现功能衰退或失去活性，被相邻的支配慢肌纤维的运动神经元接管，从而导致其支配的肌纤维萎缩或失活，肌纤维流失、死亡。

来自皮肤和饮食中的维生素D可以在肝脏和肾脏中代谢成为最具活性的形式，即1，25-(OH)2D3。其在体内最主要的生物学作用是调节钙磷代谢，近年来的研究发现，其还具有广泛的骨外作用，包括调节细胞增生与分化、抗增殖/抗分化、调节细胞凋亡、介导免疫反应及多种内分泌腺激素分泌等[27]。一项国外研究发现，当骨骼肌质量尚未明显丢失时，骨骼肌内钙的释放、摄入及再循环功能已发生改变，表明钙稳态已经失衡[28]。本研究结果显示，OP患者的血清1，25-(OH)2D3水平与炎性因子IL-6、TNF-α及iPTH呈负相关，与抗炎因子IL-10及性激素E2、T呈正相关，提示1，25-(OH)2D3可能是SAR发病的早期预测指标。但是否是因为1，25-(OH)2D3水平下降导致钙稳态失衡，进而引发骨质疏松、骨骼肌流失，尚有待进一步临床和基础性研究。

骨骼和肌肉是紧密联系的，机体的运动功能是由神经-肌肉-骨骼系统承担的。不能单独应用ASM评估SAR，ASM的提高并不能带来活动能力(肌肉功能)的改善[29]，同样OP患者治疗后，骨密度提高，但骨折风险并未降低[30]。OP和SAR间通常存在多个基因和环境因素的共同作用，存在许多共同危险因素，如激素水平、胰岛素抵抗、氧化应激、慢性炎性反应产生的炎性因子和遗传等。本研究结果也显示，OP患者的SAR合并率为26.7%，合并SAR组患者血清1，25-(OH)2D3水平低于未合并组，提示1，25-(OH)2D3存在独立的改善骨骼肌-肌肉功能的机制。1，25-(OH)2D3缺乏时，Ⅱ型纤维明显萎缩，导致近端肌肉无力、起立及上下楼梯困难、轴向平衡障碍[4]，因此维生素D缺乏的老年人跌倒频率较高。国外研究结果显示，补充1，25-(OH)2D3可以降低老年人的跌倒风险[31]。本研究发现，血清1，25-(OH)2D3水平与SAR评价指标中的步速、握力呈正相关，但与ASMI不相关，提示补充1，25-(OH)2D3可以改善骨骼肌功能，但这种改善并不是通过增加肌肉质量或体质量实现。1，25-(OH)2D3在体内的生物效应需要靠维生素D受体(vitamin D receptor，VDR)介导，但其对骨骼肌功能的改善是否是与分布于神经元、骨骼和骨骼肌细胞的VDR结合，通过1，25-(OH)2D3信号通路[32]实现，尚有待进一步研究。综上所述，1，25-(OH)2D3除可作为骨质疏松的评价指标，还可能是早期预测和评估SAR发病风险的指标，且血清1，25-(OH)2D3水平较高患者的骨骼肌功能较好，这为SAR的临床治疗提供了新思路。

作者贡献：张黎、李燕进行试验设计、撰写论文并对文章负责；张黎进行试验实施、评估、资料收集；李燕进行质量控制与审校。

本文无利益冲突。

本文链接：

骨质疏松症(OP)的主要特征为低骨量和骨组织微结构变差，导致骨折风险增加，是目前世界上发病率、病死率及保健费用消耗较大的疾病之一。另外，随着年龄的增长，除骨量减少外，肌肉质量和力量也会降低，这个过程被称为骨骼肌减少症(SAR)。临床上防治SAR具有十分重要的意义，因为其可以降低跌倒风险和相关伤害，包括脆性骨折风险。2013年国际骨质疏松基金会(IOF)营养工作组针对营养对老年人肌肉质量、强度及性能影响的意见书指出，维生素D可以影响肌肉质量和功能的发展与保护，因此适度补充维生素D对预防和治疗老年OP、SAR具有十分重要的临床意义。IOF认为，血清25-羟维生素D〔25-(OH)D〕水平须达到60 nmol/L才能有效降低跌倒风险，老年人的血清25-(OH)D目标水平为75 nmol/L，估计需补充维生素D 20～25 μg/d。但一般而言，我国儿童和成年人的维生素D可耐受最大摄入量(UL)为20 μg/d。

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(本文编辑：王凤微)

Correlation Analysis between Serum 1,25-Dihydroxyvitamin D3of Patients with Senile Osteoporosis and Sarcopenia

ZHANGLi,LIYan.CadresHealthcareDepartment,FirstPeople′sHospitalofYunnanProvince,Kunming650032,China

Correspondingauthor:LIYan,CadresHealthcareDepartment,FirstPeople′sHospitalofYunnanProvince,Kunming650032,China;E-mail:2689963575@qq.com

ObjectiveTo explore the correlation between serum 1,25-dihydroxyvitamin D3〔1,25-(OH)2D3〕 of patients with senile osteoporosis(osteoporosis,OP) and sarcopenia(sarcopenia,SAR).Methods390 patients with senile OP,who received treatment in First People′s Hospital of Yunnan Province from October 2013 to April 2015 were selected.Depending on whether merging SAR,they were assigned to group combined with SAR(n=286) and group combined without SAR(n=104).All the patients received physical examination,bone density and body tissue composition testing and laboratory examination to analyze the correlation between serum 1,25-(OH)2D3level and the evaluation indexes and influencing factors of SAR.ResultsGender,age and BMI of the two groups were not significantly different(P>0.05).Serum 1,25-(OH)2D3of group combined with SAR was significantly higher than that in group without SAR(P<0.05).Spearman rank correlation analysis showed that male/female OP patients′ serum OP 1,25-(OH)2D3was positively correlated with walking speed,grip strength(P<0.05),and not correlated with arms and legs skeletal muscle mass index(ASMI);serum 1,25-(OH)2D3presented positive correlation with estradiol(E2),testosterone(T),insulin-like growth factor-1(IGF-1)，interleukin-10(IL-10,P<0.05),while negatively correlated with reactive oxygen species(ROS),intact parathyroid hormone(iPTH),tumor necrosis factor α(TNF-α),interleukin-6(IL-6,P<0.05),and not correlated with BMI,homeostasis model assessment of insulin resistance(HOMA-IR),high-sensitivity C-reactive protein(hs-CRP,P>0.05).ConclusionSerum 1,25-(OH)2D3level of OP patients is correlated with some of the evaluation indexes and influencing factors,and may be one of the indicators of early prediction.

Osteoporosis;Sarcopenia;Calcitriol;Correlation analysis

云南省应用基础研究面上项目(2013FZ183)；云南省老年病防治研究中心基金项目(2014NS240)；云南省第一人民医院王陇德院士工作站基金项目(2013年)

650032 云南省昆明市，云南省第一人民医院干部保健科

李燕，650032 云南省昆明市，云南省第一人民医院干部保健科；E-mail：2689963575@qq.com

R 681

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2016.25.010

2016-03-02；修回时间：2016-07-26)