维持性血液透析患者氧化应激和炎症状态与骨质疏松的关系

2021-08-18 01:48李小庭黄碧珍王文添
中国医药科学 2021年13期
关键词:成骨细胞骨密度介质

李小庭 黄碧珍 周 晨 王文添

解放军南部战区空军医院血液净化科,广东广州 510062

维持性血液透析(maintenance hemodialysis,MHD)[1]是终末期肾病(end-stage renal disease,ESRD)最主要替代性治疗手段。然而长期的MHD会导致一系列并发症的发生。骨质疏松(osteoporosis,OP)是临床上常见的全身性骨骼系统疾病,以骨组织微结构损伤、骨量低为特点,造成骨脆性增加,从而导致OP患者容易发生骨折。据流行病学统计[2],MHD患者OP的发生率高达40%~60%,因此会严重影响患者的生活质量。相关研究显示[3],MHD患者存在氧化应激和炎症反应状态。而过量的活性氧(reactive oxygen species,ROS)和炎症介质可以影响骨代谢[4-5]。本研究探讨MHD患者血清氧化应激指标和炎症介质的水平与OP发生之间的关联,为MHD患者发生OP预防和治疗提供研究依据。现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2016年1月至2018年12月在南部战区空军医院接受维持性血透的180例患者作为研究对象。其中男126例,女54例,年龄50~69岁,平均(55.27±4.83)岁。纳入标准:①门诊血液透析患者,持续血透时间>3个月;②病情相对稳定;③神智清晰并自愿参加本次研究。排除标准:①合并心脑肺等重要脏器严重疾病,严重感染;合并恶性肿瘤,甲状腺或甲状腺旁腺功能亢进;②长期服用影响骨代谢的药物,近3个月有糖皮质激素药物使用史;③存在语言表达不清和认知障碍。该研究经过医院医学伦理委员会批准,所有受试者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 血清标本采集 所有研究对象于清晨空腹采集静脉血5 ml,室温下静置1 h。置于高速离心机,在4°C、3000 rpm离心条件下离心20 min,取上清置于新的1.5 ml微量离心管。-70°C条件下保存待进一步实验。

1.2.2 OP检测判定和分组 采用美国Hologic双能X线骨密度仪(型号:Discovery Wi)对研究对象腰椎和髋部骨密度(bone mineral density, BMD)进行检测。BMD值降低程度等于或大于2.5个标准差即可诊断为OP[6]。根据是否诊断为OP将180例MHD患者分为OP组和non-OP组。

1.2.3 血清氧化应激指标检测 用中国生工生物工程有限公司的ELISA试剂盒分别对研究对象血清中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)和总抗氧化力(total anti-oxidation capacity,T-AOC)这3种氧化应激指标进行检测。所有检测均严格按照试剂盒使用说明书的操作步骤进行。

1.2.4 血清炎症介质检测 采用中国生工生物工程有限公司的ELISA 试剂盒分别检测研究对象血清中炎症介质C-反应蛋白(C-reaction protein,CRP)、白 细 胞 介 素 -1(interleukin-1,IL-1)和IL-6的浓度水平。所有检测均严格按照试剂盒说明书步骤进行操作。

1.3 统计学分析

采用SPSS 19.0软件对实验数据进行统计学分析。计量资料用()来表示。组间计量资料比较分析采用t检验,采用Pearson相关性分析MHD患者发生OP与血清氧化应激指标和炎症介质之间的相关性,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 MHD患者发生OP情况

根据骨密度仪检测结果,按是否患有OP将180例MHD患者分为OP组(n=92)和non-OP组(n=88)。本研究中,MHD患者OP患病率51.11%。两组患者一般资料比较,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

2.2 两组患者血清氧化应激指标比较

OP组患者血清SOD和T-AOC浓度值均较non-OP组低,而MDA浓度值则高于non-OP组,两组间比较差异具有统计学意义(P<0.05),见表2。

表2 两组患者血清氧化应激指标比较()

组别 n SOD(U/ml) MDA(nmol/ml) T-AOC(U/ml)OP 组 92 78.73±6.64 8.05±0.91 7.44±1.05 non-OP组 88 84.35±5.72 7.26±0.85 8.53±0.92 t值 2.836 2.726 3.128 P值 0.014 0.019 0.006

2.3 两组患者血清炎症介质比较

OP组患者血清IL-1、IL-6和 CRP浓度值均高于non-OP组,两组间比较差异有统计学意义(P< 0.05),见表 3。

表3 两组患者血清炎症介质比较()

表3 两组患者血清炎症介质比较()

组别 n IL-1(ng/L) IL-6(ng/L) CRP(mg/L)OP 组 92 65.91±5.26 30.75±2.82 11.65±1.41 non-OP 组 88 59.38±4.80 26.52±2.39 9.47±1.18 t值 2.807 3.076 3.724 P值 0.016 0.007 0.003

2.4 MHD患者BMD值与血清氧化应激指标和炎症介质的相关性

MHD患者BMD值与血清SOD和T-AOC呈明显正相关,与血清IL-1、IL-6、CRP和MDA存在明显负相关,差异有统计学意义(P<0.05),见表4。

表4 Pearson相关性分析结果

3 讨论

MHD是一种挽救ESKD患者生命的方法。随着透析治疗技术的不断发展,目前MHD患者的生存期大大延长。然而,MHD患者大多伴有不同程度的骨质代谢紊乱,且随着透析治疗时间的延长,OP的发生率也越来越高[7]。研究表明[8],MHD患者的骨量丢失进展速度及骨折风险明显大于普通人群。据流行病学统计[9],MHD患者OP的发生率约为20%~50%。而来自美国肾脏病数据系统(USRDS)的数据显示[10],MHD患者的髋部骨折风险大约高出普通人群4倍,且与年龄和性别无关。OP会导致骨脆性增加和骨折风险增加,最终会影响MHD患者的生存质量和预后。因此,及时预测其发生OP的风险并采取规范的防治措施是非常有必要的。本研究中,采用双能X线骨密度仪对纳入研究的MHD患者骨密度进行检测来判定是否患OP。双能X线吸收法(ualenergy X-ray absorptiometry,DXA)是目前国际公认的骨密度检测方法,其测定值被WHO认为是诊断骨质疏松的金标准[11]。结果显示180例MHD患者中92例患有OP,这与相关报道的数据是一致的。

在MHD患者中,骨量丢失最终导致OP是由于多种因素共同作用的结果,其具体机制目前尚不明确。临床观察显示[12],全身性OP与全身炎症发病周期存在一致性,局部性OP与局部炎症区也存在共定位的情况。相关流行病学研究也报道在各种炎症条件下发生OP的风险增加。新近的数据表明[13],骨生物学和炎症生物学之间存在重叠的途径。某些促炎性细胞因子在正常骨重建过程中以及在围绝经期和晚期OP的发病机制中都发挥着潜在的关键作用。IL-6能促进破骨细胞分化和活化,IL-1则是另一种强有力的骨吸收刺激因子。它们在体内的高表达会加速骨丢失,与特发性和绝经后OP的发生有关[14]。CRP是全身炎症的敏感标志物,能够被IL-1、IL-6和肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)激活分泌。研究发现[15],机体内CRP的水平与骨密度之间存在关联,高表达的CRP在体外能够抑制成骨细胞功能,促进成骨细胞凋亡。以上的研究报道表明,促炎性细胞因子参与了成骨细胞和破骨细胞的调节,也是引起OP发病的因素。本研究中,OP组患者血清IL-1、IL-6和CRP浓度值均高于non-OP组,且MHD患者BMD值与血清IL-1、IL-6 和CRP存在明显负相关(P<0.05)。以上研究结果提示体内高表达的IL-1、IL-6和CRP水平与MHD患者OP发生之间存在关联。

人体正常状态下的抗氧化机制是完善的,可以通过酶催化和酶自由基催化作用消除氧自由基,从而起到抗氧化作用。当机体防御系统功能低下时,氧化还原反应将失去平衡,导致ROS的积累,氧化与抗氧化之间失衡,其中氧化占主导地位,导致氧化应激的发生。体内外研究显示[16],高水平的ROS能够诱导NF-kB受体激活剂配体(receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand,RANKL)表达增强,抑制骨保护素(osteoprotegerin,OPG)的表达,导致 RANKL/OPG比值增加,阻断并降低成骨细胞的活性和分化,诱导成骨细胞和骨细胞凋亡。氧化应激改变了骨重建过程,导致破骨细胞和成骨细胞活性失衡,这可能导致代谢性骨疾病,并导致骨骼系统疾病的发病,包括以骨密度低和骨量减少为特征的OP的发生[17]。本研究采用ELISA检测受试者血清中SOD、MDA和T-AOC水平。SOD是人体最主要的抗氧化酶,反映机体清除自由基的能力。MDA为脂质氧化终产物,直接反映氧自由基水平。T-AOC代表抗氧化物质和抗氧化酶等构成总抗氧化水平。本研究结果显示,OP组患者血清SOD和T-AOC浓度值均较non-OP组低,而MDA浓度值则高于non-OP组。但是相关分析结果显示MHD患者BMD值与血清SOD和T-AOC存在正相关,而与MDA MDA存在明显负相关(P<0.05)。以上研究结果提示MHD患者体内氧化应激反应会对骨代谢会产生影响,进而促进OP的发生。

综上所述,MHD患者易发生OP,其炎症程度和氧化应激反应状态与OP的发生密切相关。进一步探讨氧化应激和炎症状态在OP中的相关作用机制对于防治MHD患者发生OP而言具有重要意义。

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