骨质疏松对骨骼肌含量及少肌症的影响❋

李 扬 温有锋 李文慧

(1 锦州医科大学生物人类学研究所, 2 锦州市妇婴医院儿外科, 3 辽宁省国人体质特征研究重点实验室, 锦州 121000)

骨骼肌是人体组织-器官层次的重要组成部分,在人体运动和新陈代谢中具有重要作用,且随着年龄增长会发生一系列的变化(如肌纤维数量减少、肌细胞体积缩小等),而这些变化所导致的后果目前尚未完全明确,近年来受到学者的广泛关注。1989年,美国学者Irwin Rosenberg首次提出“sarcopenia”一词[1],用来描述伴随年龄增长的骨骼肌质量的减少,我国学者多译为“少肌症”或“骨骼肌减少症”。Janssen等[2]研究显示,少肌症与老年人的骨折、跌倒、失能、残疾甚至死亡等有显著关系,骨质疏松(osteoporosis, OP)是一种以低骨量和骨组织微结构破坏为特征,并导致骨质脆性增加和易于骨折的全身性骨代谢性疾病[3],是随年龄增长而出现的一种病理生理现象。近年来,国外有研究表明,老年人的骨质流失与骨骼肌减少常伴随发生,少肌症与骨量丢失和骨质疏松有关[4]。我国目前仅见部分地区[5-6]有少肌症流行病学报道,而关于我国人群骨质疏松对骨骼肌含量及少肌症影响方面的研究还未见报道。本研究通过对受试者骨骼肌质量、骨强度的检测,了解骨质疏松对骨骼肌含量及少肌症的影响,为少肌症的诊断、预防及治疗提供参考依据。

1 材料和方法

1.1 研究对象

经知情同意,按照整群随机抽样的调查方法,在锦州市完成研究样本的采集。纳入标准： 选择年龄在50岁以上的志愿者作为调查对象;排除标准： 排除患有严重心血管疾病、代谢性疾病及肢体残疾会影响到调查结果的样本,所有志愿者均未服用可能会影响到骨或机体新陈代谢的药物。

本研究共选取50～87岁志愿者806例(男295例、女511例)作为研究对象,其平均年龄男性(61.22±9.10)岁,女性(61.71±8.39)岁。

1.2 骨密度的测量

采用超声骨密度测定仪(美国,GE Express)测量跟骨骨强度指数及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),测量部位为左足跟骨。通过超声振幅衰减和声波传播速度两个参数,并根据机内软件“奥美之路健康体适能管理系统”自动得出。

每天在进行测试或质量保证程序之前都要检查薄膜,每隔7d必须完成一次质量保证程序才能对受试者进行测量。

1.3 骨骼肌质量的测量

生物电阻抗分析仪(日本,TANITA,MC-180)测量体质量、全身肌肉量、躯干肌肉量、左上肢肌肉量、左下肢肌肉量、右上肢肌肉量、右下肢肌肉量及体质量指数(body mass index, BMI)。测量时先输入受试者基本信息,保存数据后让其身体放松,上肢自然下垂,双手握住握柄,赤足立于身体成分分析仪上,通过无痛电流,测定身体对电流的阻抗,从而得出各项指标测量值,所得数据直接通过软件储存于计算机内。测量过程中双臂与躯干及双腿内侧不得相互接触;排除使用电子医疗设备、体内有固定支架等的受试者,要求受试者摘下身上的金属物件(包括手表、钥匙、手机、首饰等物品);测量前2h内尽量不进行剧烈活动、不进食、不饮水、并排空尿液。

1.4 骨质疏松判断标准

根据WHO推荐标准[3],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为骨质正常,-2.5﹤T值﹤-1.0为骨质少孔,T值≦-2.5为骨质疏松。

1.5 少肌症判断标准

目前少肌症的诊断标准主要有3种,分别为亚洲少肌症工作组(Asian Working Group for Sarcopenia, AWGS)、EWGSOP、国际少肌症工作组(International Working Group on Sarcopenia, IWGS)所制定的。本研究根据AWGS制定的诊断标准[7],男性四肢骨骼肌指数(appendicular skeletal muscle mass index, ASMI)<7kg/m2,女性ASMI<5.4kg/m2为少肌症。

1.6 质量控制

本项课题研究人员均经过严格培训,能达到方法、手法统一;每次测试前均进行仪器校正、调试,测量数据由专业人员整理、录入数据库,保证测量结果的准确性;严格选择研究对象,剔除所有不符合调查条件者。

1.7 统计学处理

ASMI的计算采用Baumgartner[8]等的方法：

ASMI (kg/m2)=ASM (kg)/Height2(m2)

注： ASM(appendicular skeletal muscle mass)为四肢骨骼肌量[9],其计算公式如下：

ASM=左上肢肌肉量+右上肢肌肉量+左下肢肌肉量+右下肢肌肉量;Height为身高(以m为计量单位)。

所得测量数据由机器自带的分析软件“奥美之路健康体适能管理系统”直接储存在计算机内,以Excel 2010格式导出之后,录入SPSS 20.0统计软件包。对数据进行描述性统计分析、t检验、相关分析及回归分析等统计学处理。

2 结果

2.1 少肌症、骨质疏松的发病情况

根据AWGS制定的诊断标准,男性ASMI<7kg/m2,女性ASMI<5.4kg/m2为少肌症,结果见表1;骨质状况判定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为骨质正常,-2.5

表1 少肌症发病情况(%)

结果显示(表1),男性少肌症的发病率(6.8%)高于女性(3.3%)(P<0.05);随着年龄增加,少肌症的发病率总体呈增加趋势(P<0.01),男性由4.4%(50～岁组)增加到13.8%(70～87岁组)(P<0.05),女性由0%(50～岁组)增加到10.3%(70～87岁组)(P<0.01),女性少肌症发病率的变化幅度大于男性。

表2 骨质疏松发病情况(%)

结果显示(表2),从总体看,女性的骨质疏松发病率(9.0%)和男性(8.8%)差异无统计学意义;随着年龄增加,骨质疏松发病率总体呈上升趋势(P<0.01),男性由6.3%(50～岁组)增加到12.3%(70～87岁组),差异无统计学意义,女性由3.3%(50～岁组)增加到18.7%(70～87岁组)(P<0.01);相对于男性而言,女性骨质状况随年龄增加变化幅度较大。

表3 不同骨质状况骨骼肌质量比较结果±s， kg)

#P<0.05,##P<0.01vsnormal;*P<0.05,**P<0.01vsless hole

结果显示(表3),随着骨质状况的下降,骨骼肌质量呈下降趋势,在女性尤其明显,骨质疏松组的全身肌肉质量、躯干肌肉质量、左上肢肌肉质量、左下肢肌肉质量、右上肢肌肉质量、右下肢肌肉质量、ASM及ASMI与骨质正常组、骨质少孔组相比,差异存在统计学意义(P<0.01)。

2.2 不同骨质状况骨骼肌质量的比较及少肌症的判定

不同骨质状况骨骼肌质量的比较结果见表3,不同骨质状况少肌症判定结果见表4。

表4 不同骨质状况少肌症发病情况(%)

结果显示(表4),随着骨质状况的下降,少肌症的发病率总体呈增加趋势,由3.2%(骨质正常组)增加到12.5%(骨质疏松组)(P<0.01)。同一骨质状况下,男性少肌症的发病率(5.7%、6.6%、15.4%)均高于女性(1.8%、4.7%、10.9%)(P<0.05)。

2.3 少肌症与骨质疏松关系的调查

少肌症与骨质疏松关系的调查结果见表5。

结果显示(表5),女性OR值为4.604,95%CI为1.546-13.708(P<0.01),说明女性骨质疏松是少肌症发病的1个危险因素;不同性别OR值一致性检验表明,不同性别OR值差异无统计学意义(P>0.05),故以性别作分层变量求得公共OR值为3.647,95%CI为1.640-8.110(P<0.01),总的来看,骨质疏松是少肌症发病的一个危险因素。男性骨质疏松者较非骨质疏松者发生少肌症的相对危险度(RR)为2.500,女性骨质疏松者较非骨质疏松者发生少肌症的RR为3.543。

表5 少肌症与骨质疏松关系的调查结果分析

3 讨论

3.1 骨质疏松对骨骼肌质量的影响

骨骼与肌肉两者紧密联系,共同构成骨骼肌肉系统,其发育、功能及衰老是一个有机的整体,主要负责机体的运动功能。骨质疏松和少肌症有很多相似之处,骨骼与肌肉有共同的间质前体[10],骨量流失和肌肉质量改变与老年人失能及脆弱紧密相关[11]。

已有研究提出肌肉与骨骼可能存在共同的影响因素(如运动、营养、遗传)及相互关联的物理性因素[12];还受共同的内分泌因子调节(如胰岛素样生长因子、肌肉生长抑制素及维生素D等)[13];存在共同的信号通路,Ras-Raf-MAPK/ERK信号转导通路参与骨骼肌蛋白的表达,同时也与成骨细胞的增殖密切相关[14]。通过双能量X射线吸收测定法(DXA)和最近使用的横断面成像技术[15-16]可以展示骨骼和肌肉健康之间的关联。DXA研究显示,肌肉健康与骨质量或骨密度之间呈正相关关系;另外,外围定量计算机断层扫描(pQCT)的使用证实了骨大小、强度与肌肉大小相关,并且在较小程度上与肌肉强度相关。本研究结果显示,随骨质状况下降,全身肌肉质量、躯干肌肉质量、左上肢肌肉质量、左下肢肌肉质量、右上肢肌肉质量、右下肢肌肉质量、ASM、ASMI均呈下降趋势,在女性尤其明显,骨质疏松组与非骨质疏松组相比,差异存在统计学意义(P<0.01)。以上结果表明,骨质状况对肌肉质量有一定的影响,随着骨量流失,肌肉质量逐渐减少。

3.2 骨质疏松对少肌症的影响

本研究结果表明,男性少肌症检出率(6.8%)显著高于女性(3.3%),这一结果与洪维等[17]的研究结果类似,也有研究显示,老年人少肌症检出率无明显性别差异[18]。我国学者杜艳萍等[19]分析多国少肌症的流行病学调查情况,表明不同地区不同种族少肌症发病率有较大差异。可见,研究对象的不同、诊断方法的选择都有可能导致少肌症检出率的差异,对于少肌症的诊断标准仍需达成进一步共识。女性骨质疏松检出率(9.0%)稍高于男性(8.8%)。目前认为老年女性骨质疏松率高的主要原因是绝经后女性体内雌激素水平急剧下降、骨丢失加速造成的,且其骨峰值低于男性(约25%);此外,男性骨丢失是骨小梁变细,而不是断裂。

本研究结果显示,随着骨质状况的下降,少肌症的发病率总体呈增加趋势,女性少肌症发病率的增幅高于男性,女性OR值为4.604,说明女性骨质疏松是少肌症发病的一个危险因素;不同性别OR值一致性检验表明,不同性别OR值不存在显著差异,故以性别作分层变量求得公共OR值为3.647,总的来看,骨质疏松是少肌症发病的一个危险因素。男性骨质疏松者较非骨质疏松者发生少肌症的相对危险度(RR值)为2.500,女性为3.543。目前少肌症的病因尚不明确,其主要致病因子包括身体活动减少、激素变化、胰岛素抵抗、遗传易感性、食欲减退和营养缺乏等,但这些因素对正常老化的影响尚未完全确定。有文献报道,男性50岁前瘦体质量相对稳定,50岁后由于雄激素持续处于低水平,会使肌肉量每年减少约0.4kg[20]。另外,随年龄增加肌肉量逐渐减少,主要原因是Ⅰ、Ⅱ型肌纤维数量减少及肌细胞体积缩小,以Ⅱ型肌纤维为主[19]。有学者研究显示,骨质疏松症与Ⅱ型肌肉纤维(糖酵解纤维)萎缩相关,Ⅱ型肌肉纤维萎缩与骨质流失的程度成比例,Akt是肌肉质量的主要调节器,骨质疏松患者肌肉中的Akt表达比关节病患者低2.5倍,表明信号通路GH/IGF/P13K/Akt参与骨质疏松症相关性少肌症的发生[21]。以上结果说明,骨质疏松是增加少肌症发生的一个重要因素。

目前对少肌症的研究仍有许多空白,尽管新药不断开发,但非药物治疗如体育锻炼和营养支持被认为是预防和治疗少肌症的基础,对于采用性激素疗法治疗少肌症尚存争议,有待于进一步研究。骨质疏松的干预手段主要有以下几种,促进骨形成、抑制骨吸收、补充骨营养素等。综上所述,骨质疏松者的骨骼肌质量明显下降,少肌症的发病率明显增高,因此,积极治疗骨质疏松能有效预防少肌症的发生,提高老年人群生存质量;对有骨量减少及骨质疏松的老年人及时干预并进行肌肉质量早期筛查,有利于维持骨密度,对改善老年人少肌症及相关合并症的预防具有重要意义。