骨钙素在老年2型糖尿病患者中的血糖调控作用及其影响因素研究

苏晓慧，李维辛

骨钙素（osteocalcin）在骨基质矿化中起调节作用，近年来越来越多的研究发现骨钙素和糖代谢之间也关联密切［1-2］，了解骨转换和糖代谢之间的关系对研究糖尿病的全新治疗方法非常重要。同时，糖尿病和甲状腺疾病之间的关系也受到国内外学者的广泛关注，多数研究人员认为糖尿病与甲状腺功能异常密切相关［3-4］。但是，目前少有研究针对亚临床甲状腺功能减退症（以下简称甲减）对骨钙素血糖调节作用的影响。本研究旨在探讨骨钙素对糖代谢的影响，同时讨论合并亚临床甲减及超重对骨钙素血糖调节作用的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象 本研究采用随机抽样方法，选取2017—2018年在兰州大学第一医院因2型糖尿病（T2DM）住院的60岁及以上患者329例作为研究对象，其中男176例，女153例；甲状腺功能正常190例，合并亚临床甲减139例。纳入标准：（1）年龄≥60岁；（2）依据《中国2型糖尿病防治指南（2013年版）》［5］

本研究价值：

人口老龄化是我国面临的一大重要挑战，2型糖尿病（T2DM）、亚临床甲状腺功能减退症及超重在老年人中已成为普遍现象。本研究以老年T2DM患者为研究对象，探索了骨钙素的血糖调节作用，结果发现骨钙素对老年T2DM患者的胰岛素敏感性、胰岛素分泌功能具有积极的调控作用，再次证实了骨钙素在骨骼以外也发挥着重要作用，为进一步研究骨钙素相关的治疗糖尿病的药物提供了依据。T2DM患者常合并甲状腺功能异常，其中以亚临床甲状腺功能减退症最为多见，但很少有人关注亚临床甲状腺功能减退症的不良影响，本研究进一步探讨了合并亚临床甲状腺功能减退症及超重对骨钙素血糖调节作用的影响，结果发现当合并亚临床甲状腺功能减退症及超重时，骨钙素调控糖代谢的作用减弱，提示临床治疗T2DM应重视亚临床甲状腺功能减退症及超重对胰岛素敏感性的影响。诊断为T2DM；（3）亚临床甲减的诊断标准：依据《成人甲状腺功能减退症诊治指南》［6］，并结合实验室检查〔促甲状腺激素（TSH）＞4.94 mU/L、血清总甲状腺素（TT4）4.87～11.72 μg/dl、游离甲状腺素（FT4）0.70～1.48 ng/dl〕诊断为亚临床甲减；（4）超重的判断标准：依据《中国成人超重与肥胖症预防与控制指南（节录）》［7］中的相关指标界定：体质指数（body mass index，BMI）≥24.0 kg/m2为超重。排除标准：（1）长期服用肾上腺皮质激素等影响骨代谢的药物者；（2）合并甲状旁腺功能亢进、骨折、原发或继发性骨恶性肿瘤、肾性骨营养不良、畸形性骨炎、骨折等高转换率骨病者；（3）合并除亚临床甲减以外的其他甲状腺功能异常者；（4）服用左甲状腺素钠片等影响甲状腺功能药物者；（5）有甲状腺手术史、下丘脑或垂体疾病史、糖尿病急性并发症以及有严重脏器衰竭或功能障碍者。本研究已通过兰州大学第一医院伦理委员会审批，研究对象均对本研究知情同意并已签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 一般资料 入院时记录患者的一般资料，包括：性别、年龄、BMI、T2DM病程。

1.2.2 实验室检查指标检测方法 患者隔夜空腹10 h以上，于次日清晨从肘静脉抽取静脉血15 ml，分别将血样送至兰州大学第一医院检验科及内分泌研究室，由专业检验人员检测患者的同型半胱氨酸（Hcy）、尿酸（UA）、血肌酐（Scr）、25-羟基维生素D（25-OH-VD）、骨钙素、糖化血红蛋白（HbA1c）、TSH、TT4。晨起以及早餐后2 h由专业医务人员采集手指末端指腹两侧血液测定空腹血糖（FPG）、餐后2 h血糖（2 hPG）。

1.2.3 糖耐量+胰岛素释放试验方法 患者隔夜空腹10 h以上，并停用长效胰岛素及长效降糖药物24 h，次日清晨停用所有降糖药物，抽取肘静脉血5 ml，随后口服馒头100 g，分别于馒头餐后30、60、120、180 min抽取肘静脉血5 ml，将血样送至兰州大学第一医院内分泌研究室，由专业检验人员检测葡萄糖（0′）、葡萄糖（30′）、葡萄糖（60′）、葡萄糖（120′）、葡萄糖（180′）、胰岛素（0′）、胰岛素（30′）、胰岛素（60′）、胰岛素（120′）、胰岛素（180′）水平。

1.2.4 胰岛素敏感性、分泌功能评估 基础状态下胰岛素敏感性采用稳态模型胰岛素抵抗指数（HOMA-IR）评估，计算公式：HOMA-IR=空腹胰岛素（FINS）×FPG/22.5［8］，HOMA-IR越大，基础状态下胰岛素敏感性越弱。基础状态下胰岛素分泌功能由稳态模型胰岛β细胞功能（HOMA-β）反映，计算公式：HOMA-β=FINS×20/（FPG-3.5）［9］，HOMA-β 越大，基础状态下胰岛素分泌功能越强。糖负荷状态下胰岛素分泌功能由0～120 min胰岛素曲线下面积（AUCINS120）和0～120 min葡萄糖曲线下面积（AUCGLU120）的比值，即AUCINS120/AUCGLU120反映，AUCINS120和AUCGLU120采用不规则梯形公式计算［10］，AUCINS120/AUCGLU120越大，糖负荷状态下胰岛素分泌功能越强。

1.3 分组 根据患者骨钙素水平中位数（11.73 μg/L）［11］，将患者分为两组：低骨钙素水平组（OL组，165例）与高骨钙素水平组（OH组，164例）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0统计学软件进行数据处理，采用Spearman秩相关分析评估不同临床指标之间的相关性；计量资料符合正态分布以（±s）表示，两组间比较采用t检验；计量资料不符合正态分布以M（P25，P75）表示，两组间比较采用秩和检验；计数资料以相对数表示，两组间比较采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

表1 患者不同临床指标之间的相关性分析（rs值）Table 1 Spearman rank correlation analysis of clinical indicators of elderly T2DM patients

2 结果

2.1 不同临床指标之间的相关性分析 Spearman秩相关分析结果显示，老年T2DM患者性别与Hcy、Scr呈负相关，与骨钙素呈正相关（P＜0.05）；年龄与T2DM病程、Hcy、Scr呈正相关（P＜0.05）；BMI与UA呈正相关（P＜0.05）；T2DM病程与Scr、FPG、2 hPG呈正相关（P＜0.05）；Hcy与UA、Scr呈正相关（P＜0.05）；UA与Scr、HbA1c、FPG、2 hPG呈正相关（P＜0.05）；Scr与 HbA1c、FPG、2 hPG 呈 正 相 关（P＜0.05）；25-OH-VD、骨钙素与HbA1c、FPG呈负相关，与TSH呈正相关（P＜0.05）；骨钙素与2 hPG呈负相关（P＜0.05）；HbA1c与 FPG、2 hPG呈 正 相 关（P＜0.05）；FPG与2 hPG呈正相关（P＜0.05，见表1）。

2.2 不同骨钙素水平患者临床资料比较 OL组与OH组患者年龄、BMI、T2DM病程、Hcy、UA、Scr、25-OH-VD、TT4水平比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）；OL组患者男性比例、FPG、2 hPG水平高于OH组，骨钙素、TSH水平低于OH组，差异均有统计学意义（P＜0.05，见表2）。

2.3 不同骨钙素水平患者胰岛素敏感性、分泌功能评估指标比较 OL组患者HbA1c、HOMA-IR高于OH组，差异均有统计学意义（P＜0.05）；不同骨钙素水平患者HOMA-β、AUCINS120/AUCGLU120比较，差异均无统计学意义（P＞0.05，见表3）。

2.4 不同骨钙素水平合并亚临床甲减患者及甲状腺功能正常患者的胰岛素敏感性、分泌功能评估指标比较根据患者是否合并亚临床甲减，分为亚临床甲减患者139例和甲状腺功能正常患者190例。亚临床甲减患者中OL组43例、OH组96例，甲状腺功能正常患者中OL组122例、OH组68例。亚临床甲减患者，OL组HOMA-IR高于OH组，差异有统计学意义（P＜0.05）；OL组 与 OH 组 HbA1c、HOMA-β、AUCINS120/AUCGLU120比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。甲状腺功能正常患者，OL组HbA1c、HOMA-IR高于OH组，差异均有统计学意义（P＜0.05）；OL组与OH组HOMA-β、AUCINS120/AUCGLU120比较，差异均无统计学意义（P＞0.05，见表4）。

2.5 不同骨钙素水平超重患者及非超重患者的胰岛素敏感性、分泌功能评估指标比较 根据患者是否合并超重，分为超重患者187例和非超重患者142例。超重患者中OL组98例、OH组89例，非超重患者中OL组67例、OH组75例。 超 重 患 者，OL组 与OH组HbA1c、HOMA-IR、HOMA-β、AUCINS120/AUCGLU120比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。非超重患者，OL组患者的HOMA-IR高于OH组，差异有统计学意义（P＜0.05）；OL 组 与 OH 组 HbA1c、HOMA-β、AUCINS120/AUCGLU120比较，差异均无统计学意义（P＞0.05，见表5）。

表2 不同骨钙素水平患者临床资料比较Table 2 Comparison of general clinical data of elderly T2DM patients by osteocalcin level

表3 不同骨钙素水平患者的胰岛素敏感性、分泌功能评估指标比较〔M（P25，P75）〕Table 3 Comparison of evaluation indexes of insulin sensitivity and secretory function in elderly T2DM patients by osteocalcin level

3 讨论

骨钙素作为骨形成的血清标志物之一，只由成骨细胞产生。既往研究发现，原发性骨质疏松症患者的骨钙素水平比正常人高［12］，女性骨钙素水平高于男性，甲状腺功能亢进症患者血清骨钙素水平明显升高［13］，可能与骨质疏松、甲状腺功能亢进症患者的骨转换率升高有关，而且在中老年T2DM患者中，女性的骨转换率可能高于男性［13］。本研究发现，老年T2DM患者的骨钙素水平存在性别差异，与上述研究结果类似，可能与绝经后女性发生骨质疏松症的概率及骨质疏松程度高于男性有关［12］。在本研究中，老年T2DM患者血清骨钙素水平与HbA1c、FPG、2 hPG呈负相关，OH组患者的HbA1c、FPG、2 hPG低于OL组，与现有的部分研究结果一致［14-15］，提示骨钙素在糖代谢过程中具有一定的调节作用。本研究还发现，血清骨钙素与TSH水平呈正相关，OH组患者TSH水平明显高于OL组，而骨钙素水平与患者年龄无相关性，排除了随着年龄升高，骨钙素和TSH水平共同升高造成的假阳性结果，但骨钙素和TSH相关的具体机制尚未明确，需进一步探讨。

正确评估胰岛素敏感性、胰岛β细胞分泌功能应选择合理的方法，临床上常用方法为标准馒头餐试验和口服葡萄糖耐量试验（oral glucose tolerance test，OGTT）。胰岛β细胞功能研究协作组以100 g面粉做成的馒头餐对正常人进行胰岛素释放试验，结果显示进餐后胰岛素的分泌明显增高，与口服75 g葡萄糖后的增长量类似，经统计学处理无差异［16］，因此馒头餐试验可用来探讨胰岛β细胞的反应能力和储备功能。郭玉珊等［17］观察了分别进行馒头餐试验和OGTT的老年糖尿病患者的血糖、胰岛素和C肽水平的变化情况，结果显示，馒头餐试验和OGTT患者的血清胰岛素、C肽水平无明显差异。综上所述，两种方法在反映胰岛β细胞功能方面具有很好的一致性［18］，而前者具有操作方便、胃肠道反应轻微、更符合生理等优势。因此，本研究亦采用标准馒头餐试验法进行胰岛素释放试验，以减少因葡萄糖快速吸收而引起餐后高血糖甚至酮症酸中毒等不良后果的发生。本研究发现OH组老年T2DM患者的HOMA-IR降低，提示在骨钙素水平较高时，患者的胰岛素敏感性有所改善，但胰岛素分泌功能无明显变化。

表4 不同骨钙素水平合并亚临床甲减患者及甲状腺功能正常患者的胰岛素敏感性、分泌功能评估指标比较〔M（P25，P75）〕Table 4 Comparison of evaluation indexes of insulin sensitivity and secretory function in elderly T2DM patients by osteocalcin level and subclinical hypothyroidism prevalence

表5 不同骨钙素水平超重患者及非超重患者的胰岛素敏感性、分泌功能评估指标比较〔M（P25，P75）〕Table 5 Comparison of evaluation indexes of insulin sensitivity and secretory function in elderly T2DM patients by osteocalcin level and overweight prevalence

本研究发现，在甲状腺功能正常的患者中，OH组的HbA1c、HOMA-IR均明显降低；但在合并亚临床甲减的老年T2DM患者中，OH组只有HOMA-IR明显降低，HbA1c等指标与OL组相比无明显差异。提示亚临床甲减可能在骨钙素调控糖代谢的过程中具有不良影响，但目前尚未见研究解释这一现象，值得进一步探索。

本研究发现，在非超重患者中，与OL组相比，OH组的HOMA-IR明显降低。而在超重患者中，OH组与OL组患者的HbA1c等指标均无明显差异。提示超重可能减弱骨钙素对血糖的调节作用。

综上所述，骨钙素对老年T2DM患者的胰岛素敏感性、胰岛素分泌功能具有积极的调控作用，为进一步研究骨钙素相关的治疗糖尿病的药物提供了依据。当合并亚临床甲减及超重时，老年T2DM患者骨钙素调控糖代谢的作用减弱，提示临床治疗T2DM应重视亚临床甲减及超重对胰岛素敏感性的影响。亚临床甲减可能减弱骨钙素对糖代谢的有利调控作用，应进一步寻找其影响途径以改善。

本研究存在一定的局限性。骨钙素主要以羧化骨钙素及非羧化骨钙素两种形式存在于机体血液循环中，既往研究表明，发挥调节糖代谢作用的主要为非羧化骨钙素［1］，本研究未考虑骨钙素状态差异的影响，致使结果可能有所偏倚，需进一步研究证明。

作者贡献：苏晓慧进行文章的构思与设计，研究的实施与可行性分析，数据收集、整理，统计学处理，结果的分析与解释，撰写论文，论文的修订；李维辛负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。