胰島素樣生長因子在老年糖尿病患者血清中的表達(dá)及其與骨質(zhì)疏松的關(guān)系

周文旭, 方　堃, 譚湘淑, 劉　江, 莊　稼, 高　路

(1. 西安交通大學(xué)醫(yī)院 內(nèi)科; 2. 西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院 老年病科, 陜西 西安, 710049)

胰島素樣生長因子在老年糖尿病患者血清中的表達(dá)及其與骨質(zhì)疏松的關(guān)系

周文旭1, 方堃1, 譚湘淑1, 劉江1, 莊稼1, 高路2

(1. 西安交通大學(xué)醫(yī)院 內(nèi)科; 2. 西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院 老年病科, 陜西 西安, 710049)

摘要:目的探討胰島素樣生長因子(IGF)在老年糖尿病患者血清中的表達(dá)及其與骨質(zhì)疏松的關(guān)系。方法根據(jù)骨密度(BMD)將2型糖尿病(T2DM)患者98例分為骨量正常組30例、骨量減少組37例、骨質(zhì)疏松組31例，檢測各組體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、空腹血糖(FBG)、餐后2 h血糖(PPG)、糖化血紅蛋白(HbAlc)、骨堿性磷酸酶(BALP)、血清N-端骨鈣素(N-MID)及IGF-1、IGF-2濃度，并分析上述各指標(biāo)與BMD的相關(guān)性。結(jié)果骨量減少組和骨質(zhì)疏松組BMI低于骨量正常組(P<0.01); N-MID、IGF-1、IGF-2水平在骨量正常組、骨量減少組及骨質(zhì)疏松組之間均呈逐步下降趨勢，兩兩比較, N-MID、IGF-1水平差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05, P<0.01); 相關(guān)性分析表明, BMD與IGF-1、N-MID、BALP均呈正相關(guān)(r=0.672, 0.624, 0504, P<0.01)。結(jié)論血清IGF-1與老年T2DM患者骨代謝相關(guān)指標(biāo)密切相關(guān)，可能參與了骨質(zhì)疏松的發(fā)生發(fā)展。

關(guān)鍵詞:胰島素樣生長因子; 老年; 糖尿病; 骨質(zhì)疏松; 骨密度; N-端骨鈣素

2型糖尿病(T2DM)是一種由于胰島素缺乏和/或胰島素作用障礙導(dǎo)致的代謝綜合征，以長期高血糖為主要特征，伴有蛋白質(zhì)、脂肪、水和電解質(zhì)等代謝紊亂[1]。研究[2-3]表明, T2DM患者存在生長激素(GH)/胰島素樣生長因子-1(IGF-1)軸異常，及胰島素樣生長因子結(jié)合蛋白(IGFBPs)改變。IGF-1可調(diào)節(jié)骨細(xì)胞的功能與代謝，是骨代謝的重要影響因子，研究[4]表明，低骨量及骨質(zhì)疏松患者血清IGF-1水平較骨密度正常者顯著下降。本研究通過觀察老年T2DM患者血清IGF-1、IGF-2水平，分析其與骨質(zhì)疏松的關(guān)系，現(xiàn)報告如下。

1資料與方法

1.1　一般資料

選取2011年1月—2014年5月在西安交通大學(xué)醫(yī)院第一附屬醫(yī)院就診的T2DM患者98例，符合2013年美國ADA指南診斷標(biāo)準(zhǔn)[5], 排除合并其他可能影響骨密度(BMD)的慢性病者、糖尿病急性并發(fā)癥者、有長期臥床史，及應(yīng)用過可能影響骨代謝的藥物者。其中男47例，女51例；年齡61～86歲，平均(66.13±4.85)歲。根據(jù)WHO骨質(zhì)疏松癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)，將98例患者按BMD分為骨量正常組30例、骨量減少組37例、骨質(zhì)疏松組31例。

1.2　方法

3組均于晨起空腹抽取肘靜脈血，離心取血清后保存待測。以葡萄糖氧化酶法測定空腹血糖(FBG)、餐后2 h血糖(PPG)，以小柱測定法檢測糖化血紅蛋白(HbAlc)濃度，電化學(xué)發(fā)光法測定N-端骨鈣素(N-MID)及骨堿性磷酸酶(BALP)水平，酶聯(lián)免疫吸附法測定IGF-1水平，非平衡法測定IGF-2水平。所有操作均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。

1.3　觀察指標(biāo)

觀察3組體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、FBG、PPG、HbAlc水平等臨床資料差異，血清N-MID、BALP、IGF-1、IGF-2水平差異，并分析上述各指標(biāo)與BMD的相關(guān)性。

2結(jié)果

2.1　3組臨床資料比較

3組FBG、PPG、HbAlc水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05), 而骨量減少組和骨質(zhì)疏松組BMI低于骨量正常組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01), 骨量減少組和骨質(zhì)疏松組之間差異則無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05), 見表1。

±s)

與骨量正常組比較, **P<0.01。

2.2　3組血清N-MID、BALP、IGF-1、IGF-2水平比較

血清N-MID、BALP、IGF-1、IGF-2水平在骨量正常組、骨量減少組及骨質(zhì)疏松組之間均呈逐步下降趨勢，兩兩比較，3組間N-MID、BALP、IGF-1水平差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05或P<0.01)，IGF-2差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05), 見表2。

指標(biāo)骨量正常組(n=30)骨量減少組(n=37)骨質(zhì)疏松組(n=31)N-MID/(ng/mL)7.83±3.144.67±3.55**3.15±2.24**#BALP/(μg/mL)32.47±5.6825.72±4.12**20.38±5.09**##IGF-1/(ng/mL)165.84±9.25124.71±8.56**103.42±9.37**##IGF-2/(ng/mL)257.36±12.41255.45±11.94252.18±9.65

與骨量正常組比較, **P<0.01; 與骨量減少組比較，#P<0.05, ##P<0.01。

2.3　相關(guān)性分析

經(jīng)pearson相關(guān)性分析，BMD與N-MID、BALP、IGF-1均呈正相關(guān)(r=0.672, 0.624, 0504,P<0.01)，與其他指標(biāo)無顯著相關(guān)性。

3討論

骨質(zhì)疏松是指骨組織微觀結(jié)構(gòu)退化、骨量降低，導(dǎo)致骨質(zhì)脆性增加，而易發(fā)生骨折的一種代謝性骨病[6]。老年人由于性腺功能衰退，激素水平下降，更易發(fā)生骨質(zhì)疏松。骨質(zhì)疏松被認(rèn)為是糖尿病的慢性并發(fā)癥之一，T2DM患者發(fā)生骨質(zhì)疏松可能與長期高血糖狀態(tài)，糖基化終末化產(chǎn)物蓄積、雌激素水平下降、胰島素分泌不足和/或敏感性下降等多種原因有關(guān)[7]。

IGF-1能通過結(jié)合胰島素受體促進(jìn)葡萄糖的運輸，抑制肝糖輸出，從而降低血糖，同時IGF-1還可直接抑制胰島素分泌[8]。近年來多項研究[9]表明, IGF-1在T2DM發(fā)生骨質(zhì)疏松過程中可能發(fā)揮了重要作用。成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞上均存在IGF-1受體，其與IGF-1結(jié)合后可調(diào)節(jié)細(xì)胞的生長與增殖，具體作用方式包括: ① 刺激成骨細(xì)胞攝取氨基酸，合成膠原，促進(jìn)骨形成; ② 通過刺激骨原細(xì)胞DNA合成，形成骨基質(zhì); ③ 通過抑制骨吸收過程中相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，使骨膠原降解減少[10]。因此，血液循環(huán)中IGF-1水平對骨量獲得與維持有重要影響[11]。動物實驗表明，體內(nèi)局部注射IGF-1可明顯促進(jìn)家兔骨質(zhì)疏松性骨折的愈合，且注射劑量越大，愈合速度越快[12]。

本研究表明, IGF-1水平在骨量正常組、骨量減少組及骨質(zhì)疏松組之間均呈逐步下降趨勢，組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，且相關(guān)性分析結(jié)果證實其與BMD呈顯著正相關(guān)，也證實了骨密度越低的患者，其血清IGF-1越低，與李瑞霄[13]、闞全娥[14]等研究一致。本研究中血清IGF-2水平在3組中逐漸下降，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義，提示其可能并未直接參與T2DM患者骨質(zhì)疏松的發(fā)生發(fā)展過程。骨鈣素在外周血中常裂解為N-MID片段及C端片段，N-MID可反映成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞的數(shù)量與活性，以及骨轉(zhuǎn)換的速度。BALP是反映骨形成的敏感指標(biāo)，由成熟的骨細(xì)胞合成、分泌，可與細(xì)胞外骨基質(zhì)結(jié)合，促進(jìn)骨形成。研究[15]表明，對骨質(zhì)疏松癥患者進(jìn)行治療后，其血清N-MID和BALP水平顯著升高，提示骨形成處于活躍階段。本研究結(jié)果表明，N-MID及BALP水平均隨著BMD下降而降低，與BMD存在顯著相關(guān)性，與上述報道一致。

此外，本研究中3組患者BMI存在統(tǒng)計學(xué)差異，提示體質(zhì)量可能對骨代謝存在一定影響。BMI較高時，機體骨骼的應(yīng)力相對增加，可減少骨吸收，刺激骨形成，從而延緩BMD下降及病情進(jìn)展。因此，T2DM患者維持適宜的體質(zhì)量可能有助于避免骨丟失。

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Expression of IGF in serum of patients with T2DM and its relationship with osteoporosis

ZHOU Wenxu1, FANG Kun1, TAN Xiangshu1, LIU Jiang1, ZHUANG Jia1, GAO Lu2

(1.DepartmentofInternalMedicine,TheHospitalofXi′anJiaotongUniversity;

2.DepartmentofGerontology,TheFirstAffiliatedHospitalofXi′anJiaotongUniversity,

Xi′an,Shaanxi, 710049)

ABSTRACT:ObjectiveTo explore the expression of insulin-like growth factor (IGF) in the serum of elderly patients with diabetes and its relationship with osteoporosis. MethodsA total of 98 patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) were divided into normal bone mass group (n=30), reduced bone mass group (n=37) and osteoporosis group (n=31) according to the bone mineral density (BMD). Fasting blood glucose (FBG), 2-h postprandial blood glucose (PPG), glycosylated hemoglobin (HbAlc), bone alkaline phosphatase (BALP), N-MID osteocalcin (OT) as well as the concentrations of IGF-1 and IGF-2 were detected and compared among all the groups. ResultsThe BMI in the reduced bone mass group and the osteoporosis group were evidently lower than the normal bone mass group (P<0.01). N-MID, IGF-1 and IGF-2 levels showed a decreasing trend in the normal bone mass group, the reduced bone mass group and the osteoporosis group in sequence, and pair wise comparison indicated that there were significant differences in N-MID and IGF-1 levels (P<0.05 orP<0.01). Correlation analysis demonstrated that BMD was positively associated with IGF-1, N-MID and BALP (r=0.672, 0.624, 0504, P<0.01). ConclusionSerum IGF-1 is closely associated with bone metabolism-related indexes, and it may participate in the development and progression of osteoporosis.

KEYWORDS:insulin-like growth factor; elderly; diabetes mellitus; osteoporosis; N-MID osteocalcin

通信作者:高路, E-mail: jzgaolu123@163.com

基金項目:中國高校醫(yī)學(xué)期刊臨床專項資金(11520251)

收稿日期:2014-12-08

中圖分類號:R 587.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號:1672-2353(2015)07-035-03DOI: 10.7619/jcmp.201507009