田雨,杨历新
(1.青海大学研究生院,青海 西宁;2.青海省人民医院,青海 西宁)
骨质疏松症是一种随着年龄增加而发生率升高的骨骼疾病,根据近年来我国一项人口数据统计所显示,我国老年人口已是全球范围内绝对指数最大的国家。目前,在十四亿人口中,六十岁以上的老年人口已多达2亿人,其中包括六十五岁以上的老年人(近1.5亿人)[1]。而随着老年人数量的逐年增长,老年性的骨质疏松疾病的发病情况逐年增加,因为临床治疗效果不理想,医治花销较多等客观及主观因素影响,为患者家庭及社会造成了较严重的压力负担。有关研讨发现骨质疏松症以及骨质疏松性骨折发生的重要要素涉及体内维生素D的减少及缺乏,同时也是发生骨质疏松症和骨质疏松性骨折的重要风险因素[2],且查阅近几年中国、美国[3-5]、加拿大[6]、英国[7]、波兰[8]、日本[9]以及韩国[10]权威学术机构发布的关于骨质疏松症临床防治的相关指南中,都提到了需要维持绝对充足的VitD水平是骨骼健康的必要的条件。本文从维生素D的生理作用出发,阐述维生素D通过调节钙、磷代谢、甲状旁腺激素对于骨代谢的影响。
人体内绝大部分的维生素D是由于太阳的照射所产生,其中阳光中的紫外线是主要原因(波长290-315nm)[10]。而25羟维生素D的生成则是通过紫外线照射皮肤,使人体皮肤内的相关物质进而转换为胆骨化醇,并且与人体血液内的VitD结合蛋白共同生成[11-12]。除去遗传因素对维生素D的影响,其它影响因素包括包括光照时间、季节、健康情况以及地理位置等重要自然因素[13-14]。Gaugris S在其系统性回顾的相关研究中分析得出体内维生素D缺乏的最寻常的因素,为日照暴露不足[15]。因25(OH)D在人体中半衰期较长、血清浓度较高、且1,25(OH)2D容易受血钙、血磷水平调节影响,故将其作为衡量人体维生素D的理想指标,随着近几年对维生素D研究的深入,国内外众多研究表明维生素D对人体的众多生理活动有影响,研究发现,维生素D不但参与生物的骨代谢及生物机体的免疫调节,并对肌肉以及心血管的产生有很多影响[16]。
就目前而言,维生素D不足的相关定义在社国际社会中仍存在一定的争议,较多专家针对维生素D不足的标准做出了相关界定,该定义以20ng/mL和30ng/mL为关键节点,并由这两个节点划分出三种程度,低于20ng/mL为不足,处于21至29ng/mL为相对不足,而超过30ng/mL则是充沛。但当25羟维生素D超过150ng/mL(暨375nmol/L)时则属于维生素D中毒[17-19]。美国国家健康和营养调查组织(National Health and Nutrition Examination Survey,NHANES)的相关最新数据显示发现,有超过90%的在美国有色人种(包括黑人以及亚洲人等)和大约75%的美国白种人存在着维生素D不足的表现[暨25羟维生素D低于30ng/mL];现如今的数据较十年前的数据相比,维生素D缺乏的发生率在美国本土上基本上翻了一倍[20]。国内相关专家[21]朱汉民等人通过调查上海市在18岁至102岁的约2600例健康的成年人经过研究发现,维生素D不足的情况(暨低于15ng/mL)的发生率达到了32.45%。北方地区沈阳市通过在1996年到2006年这十年期间对长期存在维生素D不足情况的中老年人群所进行的跟踪调查发现,冬春季节则是维生素D严重不足的重要时间[22-24];其次是对于绝经后的女性进行相关调研,结果显示,在中国北京市停经妇女群体维生素D缺乏情况甚至达到了80%以上,相对而言,上海略低比例为68%。综上所述,以上调查研究皆表明了维生素D不足是一种全球性的健康问题,这些调查研究均显示维生素D受多种因素的影响,而在我国的相关研究表明,不同地域因经济发展程度及饮食习惯等诸多因素影响,导致了维生素D的程度也存在必然的不同。
1,25-二羟维生素D3在与肾脏、骨骼以及肠道壁内的VitD受体相结合后,VitD在这些部位皆具有重要功能。例如,在肾脏及肠道内部和相应的受体结合,将促成Ga离子和P离子在肠道和肾脏中的吸收,而且作为骨基质中的蛋白基因转录的重要因子,VitD对于骨骼的形成也具有重要的促进的调控作用,不光促成骨基质的结合形成还参加了骨骼的形成以及矿化;1,25-二羟维生素D3也可以通过调节机体的反馈系统进行对PTH分泌的抑制,从而使机体血液内的Ca3(Po4)2离子的含量增加,从而推动骨质的正常矿化的状态。并且,1,25-二羟基维生素D3也会激化破骨细胞的前体细胞的成长分化,从而使其数量增长,同时加强骨骼的吸收。这是VitD关于骨代谢的重要双重性作用,而这个双重性作用的相干结果的关键即是VitD的在机体内的含量,因此VitD在机体内的程度以及其影响要素对骨质疏松的临床医治疗具备必然的现实意义。
2.1.1 维生素D在小肠粘膜的作用
1,25-二羟维生素D3可以使钙离子和磷离子在肠道内更快被吸收。Ga离子的吸收主要依靠以VitD为载体的主动转运形式,主要在十二指肠以及空肠上部分进行。主要过程则是,小肠黏膜上的刷状缘通过钙泵将肠道内的钙离子主动转运到细胞内部。在此活动中,活性VitD将更改肠道黏膜组织中的磷脂成分,从而增加钙离子的通过率,而且加强肠道中的粘膜刷状缘钙离子-ATP酶的活性,进一步加快钙离子在肠道内的吸收。而在对食物中的P离子的吸收则只要是两种形式,暨磷酸盐以及磷酸酯。而其中对于磷酸盐的吸收则是以肠道为主,磷酸盐在进入肠道黏膜中细胞的形式主要是被动吸收的弥散方式;磷酸盐的主动吸收需要借助蛋白质、VitD和生物活性酶等物质的进行参与。当VitD不足时,将会导致生物机体的P离子的相应吸收减少,甚至血清中的Ga离子和P离子的水平降低。
2.1.2 维生素D在骨骼的作用
对于人体而言,骨骼是储存Ga、P的重要场所,并且对于钙离子和磷离子的水平稳定拥有相对重要的作用。在Ca、P的相对调解下,1,25-二羟维生素D3将会直接影响骨细胞,并且干预遗传信息的转录流程,促进相关物质及细胞的合成分化,可以调控骨骼的成长及发育;而血液及肠道中的钙含量下降并且不能支持血钙的正常水平值时,1,25-二羟维生素D3将会和PTH一起作用,从而激化破骨细胞的前体转变成为破骨细胞,为了维持血液中的钙磷元素的相对稳定,破骨细胞进一步刺激了骨骼对于钙磷元素的释放。
2.1.3 维生素D在肾脏的作用
当1,25-二羟维生素D3再被肾脏器官羟化后可以直接进入近曲小管,并且直接对其进行作用,从而增强肾脏对于Ca离子和P离子的重吸收作用,其主要作用是升高血液中钙含量和磷含量,降低尿液中钙含量和磷含量。当血液中钙含量较低时,甲状旁腺激素将会在一定程度上增加,这将会推动破骨细胞的增长,进一步刺激破骨细胞中的相关物质,从而再使血液中钙含量的增长;于此同时当将24,25-二羟维生素D3加速转变为1.25二羟维生素D3来推动肾脏以及肠道对于钙离子的吸收,而血液中钙含量的不断增加,长期情况下将会是骨质疏松以及骨疏性骨折烦人风险大大提高。
VitD的不足将会导致PTH的分泌增加或者继发性甲状旁腺相关功能在一定程度上的亢进,而PTH对于骨骼的转化拥有一定程度上的双向性作用,但是双向性作用的最终结果将取决于VitD的相关水平,PTH的含量与骨转化呈正相关。VitD也可以直接作用于甲状旁腺的主细胞,从而抑制PTH分泌情况,而当VitD的水平降低时,PTH可以直接抑制成骨细胞,并且间接刺激破骨细胞,刺激骨钙以及磷释放入血。国际的研究现状是:PAUL等专家在全球范围内的调查和研究显示研究内的所有地区的人类血清的PTH指数与25(OH)D的相关水平呈现一定程度上的负相关(暨r以0.25为界,p低于0.01)[25]。TomR等专家选取了约400名年龄在51-95岁的爱尔兰国籍的健康绝经后女性进行调查研究,发现血液中25(OH)D水平以及PTH的相关指数呈现一定程度的相关(r=-0.241,P=0.014)[26]。而中国学者孟萍等人则对564名年龄六十岁以上九十岁以下的老年男性进行调查研究,发现25(OH)D的水平和PTH指数水平呈现一定程度的负相关(r=-0.240,P=0.000)[27]。
随诊人均寿命的提高骨质疏松症的发病率也逐年增加,因其病程较长、治疗费用较高、治疗效果不佳等因素的限制,骨质疏松已成为各国所关注的重要国民生活健康问题,而VitD是影响骨质疏松的重要因素之一,因其人群的普遍缺乏亦成为全球性问题。一方面,维生素D可以通过调节钙、磷的在肠道的吸收和在肾脏的重吸收影响骨代谢,另一方面,维生素D通过PTH发挥对于骨骼的成骨和破骨的双向性作用,而持续的PTH刺激可以影响重吸收的增长,并且小剂量一级间歇性的实际应用PTH可存进骨的形成,促进作用或抑制作用的根本原因是血清维生素D的浓度。因此,维持适宜水平的25(OH)D的水平是维持骨健康不可缺少的条件。