骨質(zhì)疏松對(duì)骨骼肌含量及少肌癥的影響?

李 揚(yáng) 溫有鋒 李文慧

(1 錦州醫(yī)科大學(xué)生物人類學(xué)研究所, 2 錦州市婦嬰醫(yī)院兒外科, 3 遼寧省國人體質(zhì)特征研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 錦州 121000)

骨骼肌是人體組織-器官層次的重要組成部分,在人體運(yùn)動(dòng)和新陳代謝中具有重要作用,且隨著年齡增長會(huì)發(fā)生一系列的變化(如肌纖維數(shù)量減少、肌細(xì)胞體積縮小等),而這些變化所導(dǎo)致的后果目前尚未完全明確,近年來受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。1989年,美國學(xué)者Irwin Rosenberg首次提出“sarcopenia”一詞[1],用來描述伴隨年齡增長的骨骼肌質(zhì)量的減少,我國學(xué)者多譯為“少肌癥”或“骨骼肌減少癥”。Janssen等[2]研究顯示,少肌癥與老年人的骨折、跌倒、失能、殘疾甚至死亡等有顯著關(guān)系,骨質(zhì)疏松(osteoporosis, OP)是一種以低骨量和骨組織微結(jié)構(gòu)破壞為特征,并導(dǎo)致骨質(zhì)脆性增加和易于骨折的全身性骨代謝性疾病[3],是隨年齡增長而出現(xiàn)的一種病理生理現(xiàn)象。近年來,國外有研究表明,老年人的骨質(zhì)流失與骨骼肌減少常伴隨發(fā)生,少肌癥與骨量丟失和骨質(zhì)疏松有關(guān)[4]。我國目前僅見部分地區(qū)[5-6]有少肌癥流行病學(xué)報(bào)道,而關(guān)于我國人群骨質(zhì)疏松對(duì)骨骼肌含量及少肌癥影響方面的研究還未見報(bào)道。本研究通過對(duì)受試者骨骼肌質(zhì)量、骨強(qiáng)度的檢測,了解骨質(zhì)疏松對(duì)骨骼肌含量及少肌癥的影響,為少肌癥的診斷、預(yù)防及治療提供參考依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象

經(jīng)知情同意,按照整群隨機(jī)抽樣的調(diào)查方法,在錦州市完成研究樣本的采集。納入標(biāo)準(zhǔn)： 選擇年齡在50歲以上的志愿者作為調(diào)查對(duì)象;排除標(biāo)準(zhǔn)： 排除患有嚴(yán)重心血管疾病、代謝性疾病及肢體殘疾會(huì)影響到調(diào)查結(jié)果的樣本,所有志愿者均未服用可能會(huì)影響到骨或機(jī)體新陳代謝的藥物。

本研究共選取50～87歲志愿者806例(男295例、女511例)作為研究對(duì)象,其平均年齡男性(61.22±9.10)歲,女性(61.71±8.39)歲。

1.2 骨密度的測量

采用超聲骨密度測定儀(美國,GE Express)測量跟骨骨強(qiáng)度指數(shù)及以個(gè)體骨密度值與同性別該年齡段人群骨密度參考值相比較的標(biāo)準(zhǔn)差(T值),測量部位為左足跟骨。通過超聲振幅衰減和聲波傳播速度兩個(gè)參數(shù),并根據(jù)機(jī)內(nèi)軟件“奧美之路健康體適能管理系統(tǒng)”自動(dòng)得出。

每天在進(jìn)行測試或質(zhì)量保證程序之前都要檢查薄膜,每隔7d必須完成一次質(zhì)量保證程序才能對(duì)受試者進(jìn)行測量。

1.3 骨骼肌質(zhì)量的測量

生物電阻抗分析儀(日本,TANITA,MC-180)測量體質(zhì)量、全身肌肉量、軀干肌肉量、左上肢肌肉量、左下肢肌肉量、右上肢肌肉量、右下肢肌肉量及體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)。測量時(shí)先輸入受試者基本信息,保存數(shù)據(jù)后讓其身體放松,上肢自然下垂,雙手握住握柄,赤足立于身體成分分析儀上,通過無痛電流,測定身體對(duì)電流的阻抗,從而得出各項(xiàng)指標(biāo)測量值,所得數(shù)據(jù)直接通過軟件儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)內(nèi)。測量過程中雙臂與軀干及雙腿內(nèi)側(cè)不得相互接觸;排除使用電子醫(yī)療設(shè)備、體內(nèi)有固定支架等的受試者,要求受試者摘下身上的金屬物件(包括手表、鑰匙、手機(jī)、首飾等物品);測量前2h內(nèi)盡量不進(jìn)行劇烈活動(dòng)、不進(jìn)食、不飲水、并排空尿液。

1.4 骨質(zhì)疏松判斷標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)WHO推薦標(biāo)準(zhǔn)[3],以個(gè)體骨密度值與同性別該年齡段人群骨密度參考值相比較的標(biāo)準(zhǔn)差(T值)表示,T值≧-1.0為骨質(zhì)正常,-2.5﹤T值﹤-1.0為骨質(zhì)少孔,T值≦-2.5為骨質(zhì)疏松。

1.5 少肌癥判斷標(biāo)準(zhǔn)

目前少肌癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)主要有3種,分別為亞洲少肌癥工作組(Asian Working Group for Sarcopenia, AWGS)、EWGSOP、國際少肌癥工作組(International Working Group on Sarcopenia, IWGS)所制定的。本研究根據(jù)AWGS制定的診斷標(biāo)準(zhǔn)[7],男性四肢骨骼肌指數(shù)(appendicular skeletal muscle mass index, ASMI)<7kg/m2,女性ASMI<5.4kg/m2為少肌癥。

1.6 質(zhì)量控制

本項(xiàng)課題研究人員均經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn),能達(dá)到方法、手法統(tǒng)一;每次測試前均進(jìn)行儀器校正、調(diào)試,測量數(shù)據(jù)由專業(yè)人員整理、錄入數(shù)據(jù)庫,保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性;嚴(yán)格選擇研究對(duì)象,剔除所有不符合調(diào)查條件者。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

ASMI的計(jì)算采用Baumgartner[8]等的方法：

ASMI (kg/m2)=ASM (kg)/Height2(m2)

注： ASM(appendicular skeletal muscle mass)為四肢骨骼肌量[9],其計(jì)算公式如下：

ASM=左上肢肌肉量+右上肢肌肉量+左下肢肌肉量+右下肢肌肉量;Height為身高(以m為計(jì)量單位)。

所得測量數(shù)據(jù)由機(jī)器自帶的分析軟件“奧美之路健康體適能管理系統(tǒng)”直接儲(chǔ)存在計(jì)算機(jī)內(nèi),以Excel 2010格式導(dǎo)出之后,錄入SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件包。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)分析、t檢驗(yàn)、相關(guān)分析及回歸分析等統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。

2 結(jié)果

2.1 少肌癥、骨質(zhì)疏松的發(fā)病情況

根據(jù)AWGS制定的診斷標(biāo)準(zhǔn),男性ASMI<7kg/m2,女性ASMI<5.4kg/m2為少肌癥,結(jié)果見表1;骨質(zhì)狀況判定以個(gè)體骨密度值與同性別該年齡段人群骨密度參考值相比較的標(biāo)準(zhǔn)差(T值)表示,T值≧-1.0為骨質(zhì)正常,-2.5

表1 少肌癥發(fā)病情況(%)

結(jié)果顯示(表1),男性少肌癥的發(fā)病率(6.8%)高于女性(3.3%)(P<0.05);隨著年齡增加,少肌癥的發(fā)病率總體呈增加趨勢(P<0.01),男性由4.4%(50～歲組)增加到13.8%(70～87歲組)(P<0.05),女性由0%(50～歲組)增加到10.3%(70～87歲組)(P<0.01),女性少肌癥發(fā)病率的變化幅度大于男性。

表2 骨質(zhì)疏松發(fā)病情況(%)

結(jié)果顯示(表2),從總體看,女性的骨質(zhì)疏松發(fā)病率(9.0%)和男性(8.8%)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;隨著年齡增加,骨質(zhì)疏松發(fā)病率總體呈上升趨勢(P<0.01),男性由6.3%(50～歲組)增加到12.3%(70～87歲組),差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,女性由3.3%(50～歲組)增加到18.7%(70～87歲組)(P<0.01);相對(duì)于男性而言,女性骨質(zhì)狀況隨年齡增加變化幅度較大。

表3 不同骨質(zhì)狀況骨骼肌質(zhì)量比較結(jié)果±s， kg)

#P<0.05,##P<0.01vsnormal;*P<0.05,**P<0.01vsless hole

結(jié)果顯示(表3),隨著骨質(zhì)狀況的下降,骨骼肌質(zhì)量呈下降趨勢,在女性尤其明顯,骨質(zhì)疏松組的全身肌肉質(zhì)量、軀干肌肉質(zhì)量、左上肢肌肉質(zhì)量、左下肢肌肉質(zhì)量、右上肢肌肉質(zhì)量、右下肢肌肉質(zhì)量、ASM及ASMI與骨質(zhì)正常組、骨質(zhì)少孔組相比,差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

2.2 不同骨質(zhì)狀況骨骼肌質(zhì)量的比較及少肌癥的判定

不同骨質(zhì)狀況骨骼肌質(zhì)量的比較結(jié)果見表3,不同骨質(zhì)狀況少肌癥判定結(jié)果見表4。

表4 不同骨質(zhì)狀況少肌癥發(fā)病情況(%)

結(jié)果顯示(表4),隨著骨質(zhì)狀況的下降,少肌癥的發(fā)病率總體呈增加趨勢,由3.2%(骨質(zhì)正常組)增加到12.5%(骨質(zhì)疏松組)(P<0.01)。同一骨質(zhì)狀況下,男性少肌癥的發(fā)病率(5.7%、6.6%、15.4%)均高于女性(1.8%、4.7%、10.9%)(P<0.05)。

2.3 少肌癥與骨質(zhì)疏松關(guān)系的調(diào)查

少肌癥與骨質(zhì)疏松關(guān)系的調(diào)查結(jié)果見表5。

結(jié)果顯示(表5),女性O(shè)R值為4.604,95%CI為1.546-13.708(P<0.01),說明女性骨質(zhì)疏松是少肌癥發(fā)病的1個(gè)危險(xiǎn)因素;不同性別OR值一致性檢驗(yàn)表明,不同性別OR值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),故以性別作分層變量求得公共OR值為3.647,95%CI為1.640-8.110(P<0.01),總的來看,骨質(zhì)疏松是少肌癥發(fā)病的一個(gè)危險(xiǎn)因素。男性骨質(zhì)疏松者較非骨質(zhì)疏松者發(fā)生少肌癥的相對(duì)危險(xiǎn)度(RR)為2.500,女性骨質(zhì)疏松者較非骨質(zhì)疏松者發(fā)生少肌癥的RR為3.543。

表5 少肌癥與骨質(zhì)疏松關(guān)系的調(diào)查結(jié)果分析

3 討論

3.1 骨質(zhì)疏松對(duì)骨骼肌質(zhì)量的影響

骨骼與肌肉兩者緊密聯(lián)系,共同構(gòu)成骨骼肌肉系統(tǒng),其發(fā)育、功能及衰老是一個(gè)有機(jī)的整體,主要負(fù)責(zé)機(jī)體的運(yùn)動(dòng)功能。骨質(zhì)疏松和少肌癥有很多相似之處,骨骼與肌肉有共同的間質(zhì)前體[10],骨量流失和肌肉質(zhì)量改變與老年人失能及脆弱緊密相關(guān)[11]。

已有研究提出肌肉與骨骼可能存在共同的影響因素(如運(yùn)動(dòng)、營養(yǎng)、遺傳)及相互關(guān)聯(lián)的物理性因素[12];還受共同的內(nèi)分泌因子調(diào)節(jié)(如胰島素樣生長因子、肌肉生長抑制素及維生素D等)[13];存在共同的信號(hào)通路,Ras-Raf-MAPK/ERK信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路參與骨骼肌蛋白的表達(dá),同時(shí)也與成骨細(xì)胞的增殖密切相關(guān)[14]。通過雙能量X射線吸收測定法(DXA)和最近使用的橫斷面成像技術(shù)[15-16]可以展示骨骼和肌肉健康之間的關(guān)聯(lián)。DXA研究顯示,肌肉健康與骨質(zhì)量或骨密度之間呈正相關(guān)關(guān)系;另外,外圍定量計(jì)算機(jī)斷層掃描(pQCT)的使用證實(shí)了骨大小、強(qiáng)度與肌肉大小相關(guān),并且在較小程度上與肌肉強(qiáng)度相關(guān)。本研究結(jié)果顯示,隨骨質(zhì)狀況下降,全身肌肉質(zhì)量、軀干肌肉質(zhì)量、左上肢肌肉質(zhì)量、左下肢肌肉質(zhì)量、右上肢肌肉質(zhì)量、右下肢肌肉質(zhì)量、ASM、ASMI均呈下降趨勢,在女性尤其明顯,骨質(zhì)疏松組與非骨質(zhì)疏松組相比,差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。以上結(jié)果表明,骨質(zhì)狀況對(duì)肌肉質(zhì)量有一定的影響,隨著骨量流失,肌肉質(zhì)量逐漸減少。

3.2 骨質(zhì)疏松對(duì)少肌癥的影響

本研究結(jié)果表明,男性少肌癥檢出率(6.8%)顯著高于女性(3.3%),這一結(jié)果與洪維等[17]的研究結(jié)果類似,也有研究顯示,老年人少肌癥檢出率無明顯性別差異[18]。我國學(xué)者杜艷萍等[19]分析多國少肌癥的流行病學(xué)調(diào)查情況,表明不同地區(qū)不同種族少肌癥發(fā)病率有較大差異。可見,研究對(duì)象的不同、診斷方法的選擇都有可能導(dǎo)致少肌癥檢出率的差異,對(duì)于少肌癥的診斷標(biāo)準(zhǔn)仍需達(dá)成進(jìn)一步共識(shí)。女性骨質(zhì)疏松檢出率(9.0%)稍高于男性(8.8%)。目前認(rèn)為老年女性骨質(zhì)疏松率高的主要原因是絕經(jīng)后女性體內(nèi)雌激素水平急劇下降、骨丟失加速造成的,且其骨峰值低于男性(約25%);此外,男性骨丟失是骨小梁變細(xì),而不是斷裂。

本研究結(jié)果顯示,隨著骨質(zhì)狀況的下降,少肌癥的發(fā)病率總體呈增加趨勢,女性少肌癥發(fā)病率的增幅高于男性,女性O(shè)R值為4.604,說明女性骨質(zhì)疏松是少肌癥發(fā)病的一個(gè)危險(xiǎn)因素;不同性別OR值一致性檢驗(yàn)表明,不同性別OR值不存在顯著差異,故以性別作分層變量求得公共OR值為3.647,總的來看,骨質(zhì)疏松是少肌癥發(fā)病的一個(gè)危險(xiǎn)因素。男性骨質(zhì)疏松者較非骨質(zhì)疏松者發(fā)生少肌癥的相對(duì)危險(xiǎn)度(RR值)為2.500,女性為3.543。目前少肌癥的病因尚不明確,其主要致病因子包括身體活動(dòng)減少、激素變化、胰島素抵抗、遺傳易感性、食欲減退和營養(yǎng)缺乏等,但這些因素對(duì)正常老化的影響尚未完全確定。有文獻(xiàn)報(bào)道,男性50歲前瘦體質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定,50歲后由于雄激素持續(xù)處于低水平,會(huì)使肌肉量每年減少約0.4kg[20]。另外,隨年齡增加肌肉量逐漸減少,主要原因是Ⅰ、Ⅱ型肌纖維數(shù)量減少及肌細(xì)胞體積縮小,以Ⅱ型肌纖維為主[19]。有學(xué)者研究顯示,骨質(zhì)疏松癥與Ⅱ型肌肉纖維(糖酵解纖維)萎縮相關(guān),Ⅱ型肌肉纖維萎縮與骨質(zhì)流失的程度成比例,Akt是肌肉質(zhì)量的主要調(diào)節(jié)器,骨質(zhì)疏松患者肌肉中的Akt表達(dá)比關(guān)節(jié)病患者低2.5倍,表明信號(hào)通路GH/IGF/P13K/Akt參與骨質(zhì)疏松癥相關(guān)性少肌癥的發(fā)生[21]。以上結(jié)果說明,骨質(zhì)疏松是增加少肌癥發(fā)生的一個(gè)重要因素。

目前對(duì)少肌癥的研究仍有許多空白,盡管新藥不斷開發(fā),但非藥物治療如體育鍛煉和營養(yǎng)支持被認(rèn)為是預(yù)防和治療少肌癥的基礎(chǔ),對(duì)于采用性激素療法治療少肌癥尚存爭議,有待于進(jìn)一步研究。骨質(zhì)疏松的干預(yù)手段主要有以下幾種,促進(jìn)骨形成、抑制骨吸收、補(bǔ)充骨營養(yǎng)素等。綜上所述,骨質(zhì)疏松者的骨骼肌質(zhì)量明顯下降,少肌癥的發(fā)病率明顯增高,因此,積極治療骨質(zhì)疏松能有效預(yù)防少肌癥的發(fā)生,提高老年人群生存質(zhì)量;對(duì)有骨量減少及骨質(zhì)疏松的老年人及時(shí)干預(yù)并進(jìn)行肌肉質(zhì)量早期篩查,有利于維持骨密度,對(duì)改善老年人少肌癥及相關(guān)合并癥的預(yù)防具有重要意義。