不同糖代谢水平>50岁男性人群骨密度与血糖、内脏脂肪面积及肌肉质量的关系

刘炎 贾晓娇 刘晓丽 石蕊 刘鑫 王菲 陆强 王锐

骨质疏松症是一种以骨密度降低、骨量减少、骨脆性增加、骨组织微结构受损为特征的代谢性疾病。它已经成为>50岁人群的重要健康问题[1]。越来越多的证据表明, T2DM引起的骨脆性增加已经被认为是糖尿病并发症之一[2],糖尿病影响骨代谢并导致骨质疏松,T2DM患者比非糖尿病患者有更高的骨折风险[3]。有研究显示,骨质疏松、骨量减少及正常骨密度人群血糖水平有差异[4]。但也有研究认为,不同糖代谢组间的骨量减少和骨质疏松检出率无显著差异[5]。骨密度在糖代谢异常患者与糖代谢正常的健康人之间也没有显著差异[6]。肥胖对骨密度的影响与多种因素有关,肥胖与骨质疏松的关系也有一定争议。既往有研究认为,肥胖是骨骼的保护因素之一[7],体重对骨骼形成的机械负荷已被证实具有积极作用[8],流行病学研究也证实了肥胖和骨骼健康之间的积极关系[9]。但也有不同的观点认为,过量的脂肪,尤其是内脏脂肪,可能是导致骨质流失和增加肥胖骨折风险的危险因素[10,11]。原因可能是由于肥胖,尤其是腹型肥胖会增加多种疾病的患病率及死亡率,可以通过分泌多种脂肪因子等方式影响人体代谢,其中就包括对骨骼的影响。研究认为,与单纯肥胖人群比较,肥胖合并T2DM在骨转换减少、松质骨骨小梁微体系结构贫瘠和骨强度下降方面表现更差[12]。有研究表明, 在不同糖代谢状态女性绝经后人群,骨脏脂肪(AVF)及2 h血糖(2hPG)与BMD具有相关性[3-7,13]。本研究纳入不同糖代谢状态下的>50岁男性为研究对象,统计并分析该人群中不同血糖及AVF状态下的BMD情况,以及此人群血糖、AVF、lean mass等指标对BMD的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究以医院体检中心健康体检男性人群为研究对象,年龄≥50岁,中国国籍,汉族。纳入标准:(1)未参加过正规的职业体育训练;(2)自愿接受双能X线(DXA)进行全身及各部位BMD测定及身体成分分析;(3)长期居住在中国秦皇岛地区。排除标准:(1)过度饮酒或吸烟者;(2)严重肝、肾疾病或慢性阻塞性肺疾病等;(3)癌症;(4)近6个月服用过影响骨代谢及体成分的药物(糖皮质激素,雌激素,甲状腺激素,甲状旁腺激素,Vitamin D,降钙素,二磷酸盐);(5)近6个月曾患有急性心脑血管疾病;(6)近6个月曾有过病理性骨折。本研究经秦皇岛市第一医院伦理委员会批准,所有受试者签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 OGTT试验及实验室检查:隔夜禁食10 ～ 12 h后行75 g OGTT,采集空腹及服葡萄糖后2 h的肘静脉血各3 ml,检测血糖和胰岛素浓度,同时检测血脂。使用生化自动分析仪(7600 series; Hitachi,Tokyo,Japan)检测血糖、TC、TG、HDL-c、LDL-c水平;电化学发光法(Elecsys 2010; Roche,Switzerland)检测空腹和2 h血浆胰岛素。根据美国糖尿病学会(ADA)2003年标准分3组:①FPG≥7.0 mmol/L或2hPG≥11.1 mmol/L诊断为T2DM组;② FPG 6.1～7.0 mmol/L,2hPG 7.8～11.1 mmol/L为糖调节异常(IGR)组;③ FPG ≤6.1 mmol/L,2 hPG ≤7.8 mmol/L为正常对照(NGT)组。所有糖尿病患者为体检中新发现,未使用过胰岛素或者口服降糖药治疗。

1.2.2 人体基本参数测定:所有受试者收集人体测量指标参数,受试者着轻衣、免冠、脱鞋测量身高、体重。测量血压,采用水银血压计检测,静坐10 min后,测量2遍取平均值用于分析。计算体重指数(BMI)。

1.2.3 腹内脂肪面积测定:应用1.5T MRI(General Electric Signa scanner,Milwaukee,WI,USA),水抑制T1加权成像序列测量腹部脂肪[14]。研究对象取仰卧位,于脐平面L4/L5为扫描水平,平静呼气末屏气扫描,以内部腹部脂肪图像分割系统软件计算腹内脂肪面积。

1.2.4 体成分骨密度测定:对于所有的参与者,股骨颈(FN)、腰椎(L1～L4)、骨矿盐质量(BMC)、全身肌肉质量和脂肪质量通过DXA (Hologic-4500 densitometer,Hologic,Inc.,Waltham,Massachusetts,USA)测量。根据世界卫生组织(WHO)的诊断分类,骨质疏松症的定义是股骨颈或腰椎的骨密度小于或等于青年参考人群平均骨密度的2.5个标准差(T值≤-2.5)。低骨量(骨质减少)低于青年参考人群的平均水平 (-2.5

2 结果

2.1 3组骨质疏松发生率比较 在研究对象中,52.94%的人有骨质减少或骨质疏松,新发T2DM组骨量减少或骨质疏松的发生率(68.75%)高于NGT(43.33%)和IGR组(54.54%)。

2.2 3组人群一般资料、生化资料及人体参数持特征比较 3组比较,年龄、身高、体重、BMI、SBP、DBP、TG、TC、HDL-c、LDL-c差异均无统计学意义(P>0.05)。FINS、2hINS有升高趋势,但差异无统计学意义(P>0.05)。体成分方面,lean mass、AVF差异均无统计学意义(P>0.05),但AVF有增大趋势。与NGT组比较,IGR及新发T2DM组Fat mass增加(P<0.05)。3组比较,PG、2hPG、股骨颈及腰椎骨密度差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 3组人群一般资料、生化资料及人体参数特征

2.3 受试者股骨颈骨密度、腰椎骨密度和其他变量之间的相关性 股骨颈骨密度与体质量(r=0.443,P<0.05),BMI(r=0.344,P<0.05),AVF(r=0.381,P<0.05),Lean Mass(r=0.245,P<0.05)均呈正相关,与年龄(r= -0.272,P<0.05),FPG(r=-0.263,P<0.05),2hPG(r= -0.353,P<0.05)呈负相关。腰椎骨密度与FPG(r= -0.458,P<0.05),2hPG(r=-0.275,P<0.05)及2hINS(r=-0.595,P<0.01)呈负相关,与其他指标无关。见表2。

表2 受试者股骨颈骨密度、腰椎骨密度和其他变量之间的相关性

2.4 股骨颈和腰椎骨密度的多元线性回归分析回归分析结果显示,股骨颈骨密度受2 h PG负向影响,受Lean mass正向影响。腰椎骨密度受2 h PG的负向影响,受AVF的正向影响。见表3、4。

表3 以股骨颈骨密度为因变量的多元线性回归分析

表4 以腰椎骨密度为因变量的多元线性回归分析

2.5 骨量减少或骨质疏松的相关因素分析 Logistic分析结果也显示,骨密度受2hPG的消极影响(P=0.043),受AVF和Lean mass的积极影响(P=0.002和0.018)。见表5。

表5 以是否存在骨量减少或骨质疏松为因变量的Logistic回归分析

3 讨论

骨质疏松对男性存在巨大影响,但临床工作中往往更关注绝经后女性骨质疏松情况,而忽视了男性患者。研究结果显示,IGR、T2DM状态对BMD和BMC均有不同程度的影响。由此认为,糖代谢状态异常(包括IGR和T2DM)及腹型肥胖对BMD存在影响[18,19],这可能与该类人群血糖升高程度、病程长短、胰岛素水平改变和肥胖率增加有关[3,5]。本文研究中单因素相关分析结果也显示,股骨颈骨密度及腰椎骨密度均与FPG、2hPG呈负相关,进一步校正其他影响因素后的回归分析结果仍提示,FPG对腰椎和股骨颈骨密度的影响被剔除,2hPG仍表现出对股骨颈及腰椎骨密度的消极影响,这说明与空腹血糖比较,2hPG异常对BMD的影响更明显。一项研究结果认为,校正年龄、BMI后,但骨代谢标志物BGP与糖代谢异常呈显著负相关[5]。

与体质量、BMI、腰围等提示肥胖程度的人体测量参数比较,AVF是一项评价腹型肥胖的金标准[16]。本研究中我们采集了受试人群的AVF,结果显示,新发T2DM组AVF有增大趋势,在NGT组、IGR组及新发T2DM组,AVF面积时逐渐增大。股骨颈骨密度与AVF呈正相关。经校正其他混杂因素后,回归分析结果肯定了AVF对骨密度的积极影响。既往有部分研究结果认为,AVF对BMD的影响是消极的,过量的内脏脂肪,可能对骨骼微观结构有负面影响[17],是导致骨质流失和增加肥胖骨折风险的风险因素[9,11]。本研究结果与之不同,考虑可能与本研究所纳入正常组人群AVF平均值为偏低有关,所纳入人群AVF的增加程度不一致,导致对骨骼的影响可能不同。如果增加重度腹型肥胖受试者数量,并按照AVF面积增加程度进行分层分析,可能会得到更合理的研究结果。另外,脂肪组织尤其是内脏脂肪释放多种脂肪因子,影响包括骨代谢在内的各种代谢过程,这或许能解释脂肪组织和骨组织之间的复杂联系[8,18]。

本研究还通过DXA检测了lean mass及fat mass,lean mass因对骨骼的机械牵拉作用而被视为BMD的保护因素已被广泛报道[19]。本研究显示,Lean Mass在IGR组呈现出最高的趋势,在新发T2DM组反而下降,相关分析显示 BMC及股骨颈骨密度均与Lean mass呈正相关,回归分析也肯定了lean mass和对骨密度的积极影响,与既往研究结果[19]一致。对于fat mass,许多流行病学研究发现,fat mass与BMD呈正相关关系[20,21],但过多的fat mass可能会造成BMD的下降[22]。本研究结果认为 fat mass与股骨颈及腰椎骨密度均未显示出独立影响。分析其原因可能与此研究中肥胖人群肥胖程度以及所采集fat mass未区分具体分布部位有关,不同部位的脂肪组织对骨骼[17]及其他代谢性疾病[23]的影响有差异。总之,我们认为,脂肪组织可能仅仅通过机械负荷对骨骼产生积极作用[17],而两种影响综合作用的结果在不同人群、不同程度脂肪组织增多时可能是不一致的。

综上,研究结果强调了在>50岁男性人群中。AVF对BMD的影响可能与其增加的程度有关,适度增加对BMD是有益的,而过度增加则有害。Lean mass对BMD的影响是积极的。相比于空腹血糖,2hPG升高对BMD的影响更显著。更应关注2hPG升高、AVF明显增加及lean mass减少的男性>50岁人群BMD的变化。