绝经后女性体质量指数、体成分与骨密度的变化特征及关系

袁嘉尧 林燕平 林贤灿 林适 黄佳纯 马江涛 杨彬彬 万雷 黄宏兴*

1.广州中医药大学第三临床医学院，广东 广州 510006

2.广州中医药大学第三附属医院，广东 广州 510240

3.河南省洛阳正骨医院(河南省骨科医院)，河南 郑州 450046

骨质疏松症(osteoporosis,OP) 是一种高度普遍的疾病，以低骨密度和骨质疏松性骨折风险增加为特征[1]。我国的流行病学调查发现[2]，50岁和65岁以上女性中骨质疏松症的患病率分别为32.1%和51.6%，已经成为影响我国50岁以上绝经后女性健康的重要问题。骨质疏松症的影响因素较多，烟酒习惯、绝经年龄等因素已经被证明与OP相关[3-7]；而随着年龄的增长，人体内主要体成分脂肪、肌肉和骨骼也会发生相应的变化[8]，导致骨质减少以及肌肉萎缩等问题，使老年人脆性骨折的风险增加，影响其生活质量[9]。绝经后女性是骨质疏松症的高发人群，然而关于肌肉和脂肪等身体成分对绝经后女性骨质疏松症影响的研究相对较少，其关系并未阐明。本研究旨在了解绝经后女性年龄、体质量指数(body mass index,BMI)及体成分变化的规律及其关系，进一步阐明年龄、BMI及体成分对绝经后女性骨质疏松情况的影响。

1 资料及方法

1.1 研究对象

选取2019年12月至2021年1月在广州中医药大学第三附属医院门诊就诊的120名受试者。纳入标准：年龄大于45周岁的绝经后女性，可配合进行基本资料收集、骨密度检查及体成分分析检测。排除标准：有代谢性骨病史，如慢性肝肾衰竭、类风湿关节炎等疾病；有甲状腺功能亢进、甲状腺功能减退等影响BMI或体成分的疾病史；接受过甲状腺激素、糖皮质激素、双膦酸盐和减肥药等能够影响BMI、骨密度和体成分的药物治疗；在绝经前进行过卵巢切除术。经过资料收集及筛选，最终有98名受试者符合纳入标准，平均年龄(62.21±7.46)岁。本研究已经通过广州中医药大学第三附属医院伦理委员会的审查及批准(批件号2020034)。

1.2 基础资料收集、骨密度和体成分的测定

详细记录受试者的年龄以及病史、相关用药史，并根据相关资料纳入及排除受试者；测量受试者体重和身高并计算BMI。使用Hologic QDR-apex 3.1型骨密度仪(变异系数CV值<1.0%)检测所有受试者的骨密度及身体成分(包括整体骨矿含量、整体肌肉质量和整体脂肪质量)；分析得出受试者整体骨密度值及T值。

1.3 分组依据及情况

参照WHO骨质疏松症标准以及中华医学会骨质疏松及骨矿盐疾病分会制定的《原发性骨质疏松症诊疗指南(2017年)》[10]将受试者分为骨量正常组(T≥ -1)、骨量减少组(-1

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 不同年龄和BMI人群的基础资料、骨密度及体成分的分布情况

如表1所示，各个年龄组的整体骨密度(P<0.001)及整体骨矿含量(P<0.05)随年龄增加而下降。如表2所示，各个BMI组的整体骨矿含量(P<0.05)、整体肌肉质量(P<0.001)、整体脂肪质量(P<0.001)随BMI增加而增加，整体骨密度则逐渐下降(P>0.05)。

表1 不同年龄绝经后女性的基础资料、骨密度及体成分的分布情况Table 1 The distribution of basic data, BMD and body composition in different age

表2 绝经后女性不同BMI的基础资料、骨密度及体成分的分布情况Table 2 The distribution of basic data, BMD and body compositionof postmenopausal women with different

2.2 年龄、BMI及体成分与骨质疏松程度的关系

按体成分结果的三分位数将数据分为低、中、高质量三组，根据各组骨量正常、骨量减少和骨质疏松比率进行Spearman相关分析，如表3所示，随着年龄增加(P=0.005)，骨质疏松程度越严重；而随着BMI(P=0.019)、整体骨矿含量(P<0.001)、肌肉质量(P=0.014)和脂肪质量(P=0.013)的增加，患骨质疏松的程度越轻。见表4。

表3 Spearman相关分析赋值情况Table 3 Assignment of Spearman rank correlation analysis

表4 年龄、BMI及体成分与骨质疏松程度的Spearman相关分析结果Table 4 Spearman rank correlation analysis between age, BMI and body composition with osteoporosis

2.3 整体骨密度及整体骨矿含量的影响因素

以年龄、BMI及体成分为自变量，分别以整体骨密度及整体骨矿含量为因变量进行多元线性回归分析。结果显示，年龄与绝经后女性整体骨密度(P=0.002，B= -0.004)及整体骨矿含量呈负相关(P=0.000，B= -0.013)；而整体肌肉质量(P=0.018，B=0.022)和整体脂肪质量(P=0.037，B=0.027)则与绝经后女性整体骨矿含量呈正相关。见表5。

表5 整体骨密度影响因素的多元线性回归分析结果Table 5 Multivariate linear regression analysis of the influencing factors of BMD

表6 整体骨矿含量影响因素的多元线性回归分析结果Table 6 Multivariate linear regression analysis of the influencing factors of BMC

3 讨论

由于现代社会生活条件及医疗条件的逐渐改善，老年人的比例越来越高，预期寿命不断延长，骨质疏松症和肌肉减少症的流行以及相关的并发症将在未来几年变得更加普遍[13-14]。据统计[15]，肌肉骨骼疾病约占60岁以上人群疾病负担的7.5 %，给家庭及社会构成了巨大的负担。由于衰老通常会导致骨矿含量、肌肉质量的减少和脂肪组织的增加，但身体成分如何影响BMD尚不清楚，国内对体成分的研究也比较有限。因此，从年龄、BMI以及肌肉、脂肪和骨骼的角度研究OP显得十分迫切和重要，研究人员需要更好地理解与年龄增长相关的肌肉力量、身体功能和身体组成(包括脂肪和肌肉量)变化，以及这些变化是如何相互关联和影响骨质疏松程度的。DXA具有相对可用性、价格低廉、辐射剂量低的特点，能够通过高分辨率、良好的图像质量和增强的边缘检测，提供人体成分的总体和区域分析，可以很好地满足近年在人体成分测量领域对精确、自动化工具的需求，在临床实践中具有重要意义[16]。本研究通过DXA分析了绝经后女性的骨质疏松情况与年龄、BMI及体成分之间的复杂关系。结果发现，年龄是绝经后女性患骨质疏松症的危险因素，而BMI、肌肉质量和脂肪质量是保护因素，有助于提高整体骨密度和整体骨矿含量。

有研究[17]显示，较高的BMI对骨质疏松有保护作用，BMI值与骨密度呈正相关。Lins等[18]也发现，BMI与各部位骨密度呈正相关，是预防骨量减少和骨质疏松症的保护因素。也有研究[19]显示，骨质疏松组BMI比骨量减少组显著降低，较低的BMI会介导骨质疏松症的发展和脆性骨折的增加。对于BMI与骨质疏松的关系，有学者[20]认为BMI越高的人，承受的机械负荷越大，而较高的机械负荷可以减少骨吸收，刺激骨形成，从而推迟骨质疏松症的发生或降低其严重程度；因此可以看出，保持合适的BMI有利于绝经后女性保持骨密度，减轻患骨质疏松症的概率及程度。在肌肉质量与OP之间的关系方面，笔者发现肌肉质量与脂肪质量越高，骨质疏松的程度越低，骨骼的健康程度就越好；并且肌肉质量和脂肪质量有助于提高整体骨密度和整体骨矿含量，是绝经后女性患骨质疏松症的保护因素。有许多研究与本研究得出了相似的结论：Marin等[21]发现，肌肉质量对绝经后女性的骨密度有积极作用；同时Xiang等[22]也发现肌肉质量与不同部位的骨密度呈正相关；在脂肪质量方面，有研究显示[23]，绝经后女性的骨密度与机体的脂肪质量呈正相关，保持良好的脂肪质量有利于骨密度的增加。还有更多研究[16,24,26]已经证明肌肉质量和脂肪质量与BMD的正相关关系。因此绝经后女性保持良好的肌肉质量和脂肪质量，可以有效地提高骨密度及骨矿含量，促进骨骼健康，防治骨质疏松症。

对于肌肉质量和脂肪质量提高骨密度、减轻骨质疏松程度的机制，有研究者[12]认为更高的肌肉质量能有效地改善骨生物力学，起到与BMI相似的促进骨密度机械应力效应，能有效地刺激成骨细胞的增殖、分化和矿化，增加骨密度，从而可以有效地降低椎体骨折的风险[27]；同时，由于骨骼肌和骨骼紧密相连，肌肉收缩产生的应力可导致骨组织的骨特异性变形，促进成骨细胞和骨细胞的增殖、分化和矿化，增加成骨细胞相关基因的合成和表达，增加骨骼强度，使其能够适应施加的压力[28]。Karasik等[29]发现肌肉代谢相关基因与肌肉丢失和骨质疏松同时相关，如肌细胞增强因子2c、a-肌动蛋白3以及肌生成抑制素等，从基因层面发现了肌肉与OP的相关性。在脂肪影响骨密度的机制方面，一方面脂肪也可以对骨骼施加更大的机械应力[30]，改善骨生物力学，骨骼质量相应增加以适应更大的负荷；另一方面脂肪作为内分泌标志物，可以分泌促进骨骼增长、增加骨密度的生长因子[31]，如脂联素和瘦素。同时,作为绝经后女性芳香化酶的来源，脂肪细胞可以产生雌激素进而诱导破骨细胞凋亡来抑制骨吸收[24,32]。但是脂肪质量对骨密度的影响是有争议的，许多研究[33]也发现脂肪质量与骨密度呈负相关，脂肪质量的增加导致促炎细胞因子水平的增加，促进骨吸收和随后的骨流失;而且脂肪浸润会增加患骨质疏松症、肌肉减少症等老年性疾病的风险[34,36]。总而言之，目前关于肌肉质量和脂肪质量影响骨密度及骨质疏松程度的机制探讨，相对来说仍不够全面及深入，还不能完全理解是脂肪还是肌肉质量决定了骨量的发展，这提示了肌肉和脂肪对骨骼的作用可能是相互协同，存在着密切的关系，后续仍需要进一步的探讨。

本研究发现年龄是绝经后女性患骨质疏松症的危险因素，而BMI、肌肉质量和脂肪质量是保护因素，有助于提高整体骨密度和整体骨矿含量；年龄较大，BMI、肌肉质量和脂肪质量过低的绝经后女性需要定期检测骨密度及针对性地就诊，通过饮食、运动以及用药等方式防治骨质疏松症，加强骨密度，降低脆性骨折的发生率。当然，本研究也存在一定的不足，如样本数量较少、研究人群存在地域和种族的限制等，下一步需要继续收集不同地域的更多受试者信息，探寻与骨质疏松症关系更密切的因素，进行更深入的研究。