肌肉减少症和骨关节炎的相关性研究进展

刘勇 蒋联建 梁功强 黄文文 尹东

【摘要】 肌肉减少症和骨关节炎（OA）同为年龄相关性疾病，患病率逐年增加。近年来国内外有一些研究报道中，OA与肌肉减少症关系密切，常呈伴发趋势，但两者相互关联的具体机制尚不明确。近年来国内外学者对两者的研究不断深入，肌肉减少症和OA两者的发病机制及两者之间的关系逐渐明了。本文通过总结近年来国内外关于肌肉减少症和OA的相关性研究，从定义、流行病学、发病机制、诊断和防治措施等方面进行综述，以期望为两种疾病的诊断及防治提供了一些参考和指导。

【关键词】 肌肉减少症 骨关节炎 运动 营养

Research Progress on Correlation between Sarcopenia and Osteoarthritis/LIU Yong， JIANG Lianjian， LIANG Gongqiang， HUANG Wenwen， YIN Dong. //Medical Innovation of China， 2024， 21（07）： -178

[Abstract] Both sarcopenia and osteoarthritis （OA） are age-related diseases， and the prevalence rate is increasing year by year. In recent years， there have been some research reports at home and abroad that OA and sarcopenia are closely related and often accompanied， but the specific mechanism of their correlation is still unclear. In recent years， scholars at home and abroad continue to deepen the study of both， and the pathogenesis of sarcopenia and OA and the relationship between them are gradually clear. This article summarizes the research on the correlation between sarcopenia and OA at home and abroad in recent years from the definition， epidemiology， pathogenesis， diagnosis and prevention measures， hoping to provide some reference and guidance for the diagnosis and prevention of the two diseases.

[Key words] Sarcopenia Osteoarthritis Exercise Nutrition

First-author's address： Graduate School of Youjiang Medical College for Nationalities， Baise 533000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2024.07.039

隨着社会老龄化的加重，肌肉减少症和骨关节炎（OA）同为年龄相关性疾病，两种疾病的患病率逐年增加，公众对两种疾病的关注度也有所增加。近期有关脊柱疾病和髋部骨折与肌肉减少症联系的报道越来越多。这些报道表明，骨科患者显示出非常高的肌肉减少症患病率，且肌肉减少症会影响骨科疾病的预后。近年来国内外有一些研究报道，OA与肌肉减少症关系密切，但两者相互关联的具体机制尚不明确。近年来随着国内外学者对两者的研究不断深入，两种疾病的关系逐渐明了，故本文通过总结近年来国内外关于肌肉减少症和OA的相关性研究，从定义、流行病学、发病机制、诊断和防治措施等方面进行综述，以期望可以帮助学者了解肌肉减少症和OA两者之间的关系，为以后两者的预防和治疗提供一定的帮助和参考。

1 肌肉减少症和OA的定义及流行病学特点

1989年Rosenberg最早提出肌肉减少症的概念[1]，是一种进行性的、全身性骨骼肌质量减少、肌力下降及体能减退的综合征。肌肉减少症会导致患者的日常活动功能下降，增加患者跌倒、骨折的风险，而且近期的一些研究发现肌肉减少症与肺部疾病及心脏疾病等多系统疾病的发生有联系[2]。据估计，全世界现有超过5 000万人患有肌肉减少症，到2050年，这一数字有望增加到5亿人[3]。近些年，国内外学者对肌肉减少症进行了较多的临床及基础研究。一项来自德国的荟萃研究显示60岁以上个体的肌肉减少症患病率为10%～27%[4]。一项来自国内的研究发现我国60岁及以上的老年人肌肉减少症的发病率约为10.6％，其中男性约为11.3％，女性约为9.8％[5]。越来越多的研究发现，肌肉减少症可以影响肝病、慢性阻塞性肺疾病（COPD）、2型糖尿病等多种疾病的转归及预后，对老年患者的生活质量及生存率有较大的影响[6-7]。

OA是一种常见于中老年人群的退行性疾病，是一种涉及关节组织多种解剖学和生理学改变的疾病，包括软骨退化、骨重塑和骨赘形成，这导致患者出现疼痛、僵硬、肿胀和关节功能受限等临床表现。OA不仅会引起疼痛，影响身体机能，还会造成心理健康、睡眠、生活质量下降，甚至增加死亡率等不良后果。近年来国内外有一些研究报道，OA在65岁以上人群的发病率高达50%以上[8]，OA与肌肉减少症同为年龄相关性疾病，两者关系密切，呈现明显的伴发趋势。

2 肌肉减少症和OA的发病机制及联系

2.1 运动缺乏

运动缺乏是OA患者肌肉质量下降的独立危险因素。OA患者因慢性炎症、关节疼痛或畸形及疲乏等原因引起活动量降低，从而造成全身肌肉的失用性萎缩，致使肌力下降[9]。而当关节处肌力降低和肌量减少时，关节的稳定性、承重性降低，又导致OA进展，活动进一步减少，两者形成恶性循环。因此可见，运动减少在OA与肌肉减少症之间起到诱发疾病及加速疾病进展的作用。

2.2 营养及维生素缺乏

缺乏营养是引发肌肉减少症的常见诱因，蛋白质是参与肌肉合成代谢的重要营养物质，蛋白质缺乏会导致肌肉合成减少、分解增加，进而导致肌肉减少症的发生。最近一项临床研究数据显示，65.1%的膝OA患者蛋白质摄入量低于欧盟老年医学会建议的每日摄入量[10]。此外有研究发现适量增加膳食纤维的摄入量对改善肌肉减少症有积极的作用；同时，有研究发现维生素C与肌肉减少症呈负相关，且维生素C是肌肉减少症的保护因素[11]。

2.3 肥胖

肥胖与肌肉减少症之间关系密切，张恬等[12]的研究发现，腹型肥胖与体重指数正常的老年人患肌肉减少症的风险升高显著相关。另外肥胖也是引起OA的重要危险因素，肥胖会导致下肢承重关节负荷增加，进而导致关节磨损、软骨破坏，导致OA的发生和进展。

2.4 衰老

衰老是骨骼、肌肉退化的病理生理学基础。OA和肌肉减少症均为年龄相关性疾病，其患病率伴随着年龄增长而增加。人类的骨骼肌数量自50岁开始便会以每年1%～2%的速度逐年减少，衰老破坏了骨骼肌内部的动态平衡，引起骨骼肌细胞的蛋白质合成、分解代谢失衡，从而引起骨骼肌细胞整体质量的丢失[13]。此外，与衰老进程相关的线粒体功能障碍、细胞凋亡等分子生物学改变也被证明与OA和肌肉减少症的发生密切相关[14]。

2.5 慢性低度炎症

低度炎症在肌肉减少症及各种病理状态下发生，例如肥胖、癌症和OA。除了受影响的组织外，潜伏和慢性低度炎症通过组织间的串扰引发连锁反应，从而影响整个机体。例如，Wang等[15]提出，在胰岛素抵抗（与肥胖相关）发生期间，存在一种潜在的炎症现象，加剧了肌肉减少症的程度和进展。这种低度炎症的状态一直是研究的重点，以确定新的潜在生物标志物。有趣的是，这种潜在炎症状态与肌肉减少症的发生显著相关。有研究显示，OA患者的炎性标志物显著升高，这些炎性物质含量的升高不仅与OA严重程度有关，也与肌力降低明显相关[16]。此外，Knoop等[17]的研究通过MRI检测到局部的关节积液和滑膜炎也与肌力下降显著相关。有临床研究报道，患有肌肉减少症的老年髋、膝OA患者的炎性水平高于非肌肉减少症患者[18]。因此可见，目前众多的研究直接或间接表明了炎症反应与OA和肌肉质量减少之间有一定程度的相互作用。

2.6 雌激素水平

雌激素是一种类固醇激素，具有重要的功能和作用，除了最主要的调控女性生殖的功能以外，还能够靶向调控其他表达雌激素受体的器官和组织，例如心血管、骨、骨骼肌等[19]。随着女性到达绝经年龄以后，雌激素缺乏会导致肌肉减少症的发生。此外雌激素缺乏会导致骨代谢异常，进而引起骨质疏松、OA的发生，严重影响老年人的健康及生活。

2.7 共病因素

肌肉减少症、OA、2型糖尿病、心脑血管疾病、COPD和骨质疏松症等是目前老年人常见的一些慢性疾病，目前已有众多研究发现这些慢性疾病之间存在许多共同调控因素。Sebastiaan等[20]表明三种明显不同的病理状态（即2型糖尿病、OA和COPD）与慢性低度炎症状态相关并导致肌肉减少症。研究表明，糖尿病与肌肉减少症存在相互促进的关系，糖尿病可通过血管并发症等因素导致肌肉质量下降，而同时肌肉质量下降也可能引起机体的能量代谢方式发生改变，从而加重糖尿病[21]。此外，与OA相关的慢性疾病，如高血压等也可能通过相关途径加剧肌肉质量减少[22]。

3 肌肉减少症和OA的诊断

3.1 OA诊断

目前医学上对OA的诊断主要根據在病史、临床表现、查体、影像学及实验室检查。其中X线检查被推荐为OA诊断的“金标准”；典型X线表现是受累关节间隙非对称性变窄、软骨下骨硬化、骨赘形成。CT主要用于OA的鉴别诊断，表现为关节间隙狭窄、骨硬化和骨赘增生等。MRI常被用于诊断早期OA，表现为软骨变薄、缺损、半月板损伤、腘窝囊肿形成等[23]。

3.2 肌肉减少症诊断

最早是2010年欧洲老年人肌肉减少症工作组（EWGSOP）根据肌肉质量、肌肉力量和身体表现提出了肌肉减少症的诊断标准。然而，考虑到亚洲人通常体型较小、脂肪组织较多、生活方式也比较活跃，直接将西方肌肉减少症诊断标准应用于亚洲人可能不够充分。因此，亚洲肌肉减少症工作组（AWGS）提出了一种基于亚洲人体数据筛查和诊断肌肉减少症的诊断共识。该共识依据亚洲人群特点在EWGSOP的诊断标准基础上进行修订，对于肌肉减少症筛查推荐从肌肉力量、辅助行走、起立、爬楼梯、跌倒五方面进行调查问卷或测定小腿围，对筛查出的可疑病例，需要进一步评估肌肉量、肌肉力量和身体表现，进而明确肌肉减少症的诊断[24]。其中肌肉质量可通过双能X线法（DXA）、生物电阻抗法（BIA）、CT及MRI影像第三腰椎横截面面积计算骨骼肌质量指数（SMI）等评估；对于肌肉力量可通过握力测试、起坐试验等进行评估；而身体表现可通过步速、简易体能状况量表（SPPB）等进行评估。

4 肌肉减少症和OA的预防及治疗

4.1 针对OA和肌肉减少症的主要治疗方法包括保守治疗和手术治疗。

手术治疗常用关节置换、关节清理等方法，操作难度大、手术风险高、治疗花费昂贵。保守治疗主要包括口服药物、关节腔注射药物治疗。口服药物易出现耐药，且易出现消化道不良反应。关节腔注射药物治疗是通过将药物直接注入到病变位点，减少药物在体内运输中的不良反应和被机体代谢消耗，以最小剂量发挥最大作用。目前，临床研究中用于关节腔内注射治疗膝OA的注射物多种多样，包括已被国际上公认用于治疗膝OA的糖皮质激素及玻璃酸钠，以及当前处于临床研究热门的注射物，如几丁糖等化学药物及富含血小板血浆、间充质干细胞等生物制剂[25]。

4.2 运动

有益的生活方式有助于促进肌肉与骨骼的合成代谢，从而达到防治肌肉减少症和OA的目的。体育锻炼在对抗肌肉减少症进展方面的作用显而易见。有强有力的证据表明，抗阻运动可用于治疗、减缓和预防肌肉减少症。据报道，即使在OA或脊柱关节炎等疾病状态情况下，力量训练也能产生出色的效果，肌肉力量和大小都有明显改善。抗阻运动是最有效的对抗肌肉减少症进展的预防方法，可以从多个方面改善人体健康。值得注意的是，抗阻运动可能需要至少3个月或更长时间才能获得相关临床参数的显着改善[26]。阻力训练计划应该包括针对所有主要肌肉群的锻炼，但建议主要针对下肢肌肉群。

4.3 营养

无论OA还是肌肉减少症的防治，两者都需要积极的营养干预。有研究发现，维生素D水平与肌力、肌肉质量呈正相关，缺乏维生素D会引起继发性甲状旁腺功能亢进，导致骨转换程序加快，以及随之而来的骨质丢失、骨骼肌细胞的减少[27]。韩晓丽等[11]的研究证明，在满足基本能量摄入的基础上，适当增加含维生素D、维生素C、膳食纤维的食物的摄入量，可以达到预防和控制肌肉减少症的发生和发展的目的。

4.4 减肥

肥胖在OA和肌肉减少症人群中十分常见，肥胖是OA和肌肉减少症的重要危险因素，因此肌肉减少症的防治需要人们适度减重，但是，肌肉减少症型肥胖的人群应注意防止减肥的同时避免丢失肌肉组织。方孟等[28]的研究表明有氧联合抗阻运动能提高老年肥胖型肌肉减少症患者的肌肉力量及生活质量，降低体脂率，从而达到促进患者生理和心理健康的目的。

4.5 控制基础病

在众多患有慢性疾病的患者中也观察到肌肉减少症的患病率增加，其中糖尿病已被报道为肌肉减少症恶化的常见危险因素。胰岛素一直是糖尿病治疗的基石。除了对血糖稳态的影响外，胰岛素还是肌肉、蛋白质合成的有效刺激因子。胰岛素增强肌肉、蛋白质合成代谢的机制尚不完全清楚，主要涉及增加mRNA翻译的启动、微血管募集、血流和向骨骼肌输送氨基酸及减少蛋白质降解[29]。通过胰岛素控制糖尿病的同时可以起到预防和防治肌肉减少症进展的效果。肌肉减少症是慢性肝病常见的营养相关性并发症，肌肉减少症又可以反过来加速慢性肝炎的进展，形成恶性循环，恶化临床结局[30]。因此，对慢性肝炎患者，应积极治疗原发病，保护肝脏功能，以防止肌肉减少症的出现。

4.6 药物治疗

肌肉减少症的发生和发展受多种因素影响：缺乏运动和营养、内分泌系统功能改变、氧化应激和线粒体功能障碍、蛋白质合成和降解途径失衡、骨骼肌去神经支配、骨骼肌修复异常、肠道微生物群失调，以及遗传因素的影响。这种疾病的复杂性为其药物开发带来了巨大的挑战，也带来了大量的机遇。目前，没有特定的药物被食品和药物管理局批准用于治疗肌肉减少症。近年国内外研究主要推荐使用的药物，包括生长激素、合成代谢类固醇或雄激素类固醇、选择性雄激素受体调节剂、蛋白质合成代谢剂、食欲兴奋剂、肌肉生长抑制素抑制剂、激活Ⅱ受体药物、β-受体阻滞剂、血管紧张素转换酶抑制剂、肌钙蛋白激活剂和单克隆抗体[31]。然而，这些治疗的疗效各不相同。生长激素可增加肌肉蛋白质合成并增加肌肉质量，但不会改善肌肉力量或功能。合成代谢类固醇的补充效果因性别而异，男性的体重和瘦体重增加，而女性的体重增加主要是由于脂肪量增加。在男性和女性中，睾酮补充剂都增加了肌肉力量。值得注意的是，在血清睾酮水平较低的男性中，睾酮对肌肉质量（而非力量）的影响更大。肌肉生长抑制素由肌肉产生，与肌肉质量的减少有关。肌肉生长抑制素的作用可以通过抗阻运动和肌肉生长抑制素抑制剂来降低。Bimagrumab是一种针对激活素Ⅱ受体的单克隆抗体，可增加肌肉体积、肌肉质量和功能状态。β-受体阻滞剂、ACE抑制剂和肌钙蛋白激活剂可以对肌肉质量和握力产生积极影响。这些药物的安全性和有效性仍需要高质量研究佐证。

5 小结及展望

近年来关于肌肉减少症和OA两种疾病的热度不断增加，关于两者的研究也越来越深入，兩者之间的发病机理、相互联系也逐渐被人们所知晓，这帮助人们认识到了两种疾病的伴发关系，为两种疾病的共同防治提供了新途径、新方法。对于未来OA和肌肉减少症的研究将更多地集中在防治上，其中预防比治疗更为重要。健康的生活方式和适度锻炼是一线预防及治疗方案，对于临床上重度肌肉减少症和OA患者则需通过药物干预控制病情发展[32]。另外，还有许多疾病，例如糖尿病和COPD可导致继发性肌肉减少症。危险因素的分析和早期识别、早期干预对于预防肌肉减少症的发生和进展很重要。运动是一种可人为控制的预防和治疗肌肉减少症的重要干预措施。因此，对于肌肉减少症的预防需要让年轻人意识到健康的生活方式（例如体育锻炼）对骨骼肌健康具有终生益处。虽然营养在治疗肌肉减少症中的作用机理尚不明确，但以目前的研究结果也建议优化饮食结构，保证充足的蛋白质摄入和适量的维生素、膳食纤维。未来的研究应侧重于肌肉减少症和OA在分子生物学层面的诊断及防治方法，例如用于早期检测的生物标志物、为严重肌肉减少症患者开发靶向治疗方法，以及建立预测肌肉减少症治疗效果的敏感指标等。对肌肉减少症和OA细胞和分子机制的深入研究可能在未来制定有针对性的治疗和预防策略中发挥关键作用。

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（收稿日期：2023-07-04） （本文编辑：白雅茹）