健康人群血清骨鈣素影響因素的研究
——以北京市海淀區(qū)為例

孔令華 卜淑敏

1. 國家體育總局體育科學(xué)研究所，北京 100061 2.首都體育學(xué)院，北京 100191

骨鈣素(osteocalcin，OC)，是γ-羧基谷氨酸蛋白或依賴維生素K蛋白，由非增殖期成骨細(xì)胞通過骨鈣素基因轉(zhuǎn)錄和表達(dá)并分泌的一種非膠原蛋白，具有骨代謝調(diào)節(jié)激素的作用[1-2]。研究表明，OC不僅具有支撐身體和骨代謝的功能，還參與機(jī)體能量代謝，它的缺少可影響機(jī)體能量代謝的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致胰島素抵抗增加以及肥胖癥、糖尿病的發(fā)生[3]。本研究將探討中國健康人群血清OC與年齡、性別、BMI以及血清能量代謝指標(biāo)、HOMA-IR等因素的相關(guān)性，分析血清OC與能量代謝之間的關(guān)系，為健康人群預(yù)防代謝類疾病提供指導(dǎo)性建議。

1 材料和方法

1.1 研究對象

本研究通過面對面問卷調(diào)查形式在北京市中關(guān)村醫(yī)院篩選115名年齡在20～69歲健康人群受試者，男性60名，女性55名，其中絕經(jīng)前女性35名，絕經(jīng)后女性20名。所有受試者均簽署知情同意書。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①細(xì)菌、病毒感染者；②肝腎功能不全者；③糖尿病患者；④自身免疫性疾病患者；⑤甲狀腺功能亢進(jìn)或減退且兩個月內(nèi)服用減肥藥患者；⑥半年內(nèi)存在骨折病史患者；⑦服用影響骨代謝的藥物等。

1.2 樣本采集

所有受試者均隔夜空腹8 h以上，次日清晨抽取肘靜脈血10 mL，采用羅氏Cobas e 601免疫測定分析儀、Beckman Coulter AU 2700自動生化分析儀檢測血清OC、空腹胰島素(fasting insulin，F(xiàn)INS)、總膽固醇(total cholesterol，TC)、三酰甘油(triglyceride，TG)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、空腹血糖(fasting plasma glucose，F(xiàn)PG)。穩(wěn)態(tài)模型評估胰島素抵抗指數(shù)(homeostasis model assessment- insulin resistance，HOMA-IR)是通過公式：[空腹胰島素(mIU/L)×空腹血糖(mmol/L)] /22.5計算得出[4]。根據(jù)BMI=kg /m2計算BMI值。

1.3 測試方法

血清OC與FINS測試采用電化學(xué)發(fā)光法，試劑盒由德國羅氏公司提供；TC、TG、HDL-C、LDL-C、FPG測試采用終點(diǎn)法，試劑盒由北京九強(qiáng)生物技術(shù)股份有限公司提供。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件對全部數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，所有指標(biāo)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。不同組別之間差異采用One-way ANOVA分析。年齡、BMI、TC、TG、HDL-C、LDL-C、FPG、FINS、HOMA-IR與血清OC之間相關(guān)性分析采用雙變量相關(guān)分析法。P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 研究對象臨床特征

由表1可以看出，絕經(jīng)前女性BMI水平與男性(P<0.01)、絕經(jīng)后女性(P<0.05)差異存在統(tǒng)計學(xué)意義。絕經(jīng)后女性O(shè)C水平與男性、絕經(jīng)前女性差異存在統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。絕經(jīng)后女性TG水平與男性(P<0.05)、絕經(jīng)前女性(P<0.01)差異存在統(tǒng)計學(xué)意義；絕經(jīng)前女性HDL-C水平與男性差異存在統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。絕經(jīng)后女性LDL-C水平與絕經(jīng)前女性差異存在統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。絕經(jīng)前女性FPG水平與男性差異存在統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；絕經(jīng)后女性FPG水平與男性(P<0.05)、絕經(jīng)前女性(P<0.01)差異存在統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 研究對象臨床特征Table 1 Clinical characteristics of study subjects

注：與男性比，*P<0.05，**P<0.01；與絕經(jīng)前女性比，★P<0.05，★★P<0.01。

2.2 各項(xiàng)指標(biāo)與血清骨鈣素的相關(guān)性分析

由表2可知，男、女性年齡與血清OC之間均呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為r男=-0.517和r女=-0.568。提示，男性、女性血清OC水平隨著年齡的增長均呈逐漸下降的趨勢。男、女性BMI與血清OC之間均呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為r男=-0.286和r女=-0.453。脂代謝指標(biāo)與血清OC相關(guān)性分析中，男性受試者HDL-C與血清OC之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為rHDL-C=0.271。女性受試者TG與血清OC之間呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為rTG=-0.340； HDL-C與血清OC之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為rHDL-C=0.275。糖代謝指標(biāo)與血清OC相關(guān)性分析中，男性受試者FINS、HOMA-IR與血清OC之間呈顯著負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為rFINS=-0.295，rHOMA-IR=-0.28。女性受試者FPG、 FINS、HOMA-IR與血清OC之間無顯著相關(guān)性。

表2 血清OC與各指標(biāo)之間的相關(guān)性Table 2 Correlation between serum OC and each indicator

注：*P<0.05；**P<0.01。

3 討論

OC由成骨細(xì)胞分泌，作為骨形成的一種標(biāo)志物，它不僅參與骨代謝的調(diào)節(jié)，同時也是能量代謝的調(diào)節(jié)因子，對機(jī)體糖、脂代謝的調(diào)節(jié)，起到了重要的作用[3]。在隨后的諸多動物實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，OC可能參與機(jī)體能量代謝的調(diào)節(jié)過程，根據(jù)已有的臨床發(fā)現(xiàn)，本研究探討國內(nèi)健康人群(以北京市海淀區(qū)為例)血清OC水平與能量代謝指標(biāo)及其他影響因素的關(guān)系[5-7]。血清OC水平隨年齡的增長而降低，與年齡呈顯著負(fù)相關(guān)性；在近些年研究中同樣發(fā)現(xiàn)年齡是影響血清OC的一個因子，主要是由于成骨細(xì)胞的功能隨著年齡的增加而逐漸降低，合成骨鈣素的含量減少，從而導(dǎo)致血清OC的含量降低[8-10]。本研究中血清OC與BMI存在顯著負(fù)相關(guān)性。Lee等[3]通過對Esp-/-和Ocn-/-兩種不同基因結(jié)構(gòu)的小鼠進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)血清OC與肥胖之間存在緊密關(guān)系。Im等[11]的研究結(jié)果表明，在韓國已絕經(jīng)婦女中，血清OC與BMI呈顯著負(fù)相關(guān)性關(guān)系；周密[12]在對247例正常糖耐量和年齡、性別、BMI與正常受試者匹配的253例新診斷2型糖尿病人群的研究中發(fā)現(xiàn)，體脂含量是血清OC的獨(dú)立負(fù)影響因子。劉桂莉等[13]在對50例代謝綜合征患者中的研究發(fā)現(xiàn)，血清OC與BMI呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。Lee等[3]在動物實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)OC與血糖、胰島素之間存在相互關(guān)系，即血清OC促進(jìn)胰島素分泌，增強(qiáng)胰島素敏感性，抑制體脂水平等。

在血清OC與脂代謝指標(biāo)的研究中，F(xiàn)ernandez-Real等[14]對健康女性的研究中發(fā)現(xiàn)，血脂指標(biāo)與血清OC沒有表現(xiàn)出明顯的相關(guān)性，然而對受試者進(jìn)行訓(xùn)練減重后發(fā)現(xiàn)，OC與三酰甘油呈負(fù)相關(guān)。顧朋穎等[15]對不同糖耐量下男性中老年的研究中發(fā)現(xiàn)，血清OC與TC、TG、LDL-C呈顯著負(fù)相關(guān)，與HDL-C呈顯著正相關(guān)。在兩項(xiàng)關(guān)于非羧基化血清OC的研究中發(fā)現(xiàn)，血清非羧基化OC水平與TC、TG、LDL-C水平無相關(guān)性關(guān)系，而與HDL-C可能存在相關(guān)性，即在男性中，血清非羧基化OC水平與HDL-C呈正相關(guān)關(guān)系，在女性中，其與HDL-C呈負(fù)相關(guān)關(guān)系[16-17]。Chen等[18]對中國男性的研究中認(rèn)為血清OC與脂代謝有密切相關(guān)性。本研究中男性受試者HDL-C與血清OC之間呈顯著正相關(guān)，女性受試者TG與血清OC之間呈顯著負(fù)相關(guān)，HDL-C與血清OC之間呈顯著正相關(guān)。與上述研究結(jié)果略有差別，分析其原因，血清OC分為羧基化OC和非羧基化OC兩種，而非羧基化OC在血液中起主要調(diào)節(jié)作用[19]，本研究中所檢測的是血清OC，沒有具體區(qū)分是羧基化OC還是未羧基化OC，導(dǎo)致OC與其影響因素的相關(guān)性結(jié)果與眾多學(xué)者的結(jié)果有差別，此外，本研究所抽取的樣本量較小，也可能導(dǎo)致血清OC與其影響因素的相關(guān)性結(jié)果。

在血清OC與糖代謝指標(biāo)的研究中，F(xiàn)ernández-Real 等[14]、Kindblom等[20]發(fā)現(xiàn)，健康人群血清OC與FPG、HOMA-IR存在負(fù)相關(guān)性。Zhou等[21]研究發(fā)現(xiàn)血清OC水平與FPG呈負(fù)相關(guān)，與FINS呈正相關(guān)性，而與HOMA-IR無關(guān)系。Hu等[22]對2032名年齡在20～94歲之間健康女性的研究發(fā)現(xiàn)，血清OC與FPG呈顯著負(fù)相關(guān)性，與FINS、HOMA-IR之間沒有明顯的關(guān)聯(lián)性。在本研究中，男性受試者FINS、HOMA-IR與血清OC之間呈顯著負(fù)相關(guān)。女性受試者FPG、FINS、HOMA-IR與血清OC之間無顯著相關(guān)性。與上述研究結(jié)果略有差別。分析其原因，樣本抽取數(shù)量不足是其首要原因，其次，血液中OC分為羧基化和未羧基化兩種，它們水平的不同對糖代謝紊亂所表現(xiàn)出的現(xiàn)象的影響關(guān)系有待進(jìn)一步考證，第三，由于人群的日常生活習(xí)慣不同亦有可能導(dǎo)致研究結(jié)果的不同。根據(jù)現(xiàn)有研究報道已確定血清OC參與糖、脂代謝調(diào)節(jié)，與肥胖，糖尿病及其并發(fā)癥、高胰島素血癥等疾病密切相關(guān)，已成為代謝疾病的一個預(yù)測指標(biāo)[23]。

在絕經(jīng)前與絕經(jīng)后女性中，血清OC水平也有明顯的變化，在比較早的研究中，賴金玉等[24]對448名絕經(jīng)前與絕經(jīng)后的婦女進(jìn)行研究分析發(fā)現(xiàn)，其絕經(jīng)后婦女的血清OC水平高于絕經(jīng)前婦女。董建軍等[25]在研究中也認(rèn)為，絕經(jīng)后女性血清OC水平高于絕經(jīng)前女性，并且在絕經(jīng)后1～5年內(nèi)血清OC水平達(dá)到峰值，隨后隨著絕經(jīng)年限的增加，血清OC水平逐漸下降，但仍高于絕經(jīng)前女性血清OC水平。Luo等[26]以及Jeong等[27]在其各自的研究中認(rèn)為絕經(jīng)后女性血清OC水平顯著高于絕經(jīng)前女性。本研究結(jié)果表明，絕經(jīng)后女性血清OC水平低于絕經(jīng)前女性，與賴金玉以及董建軍、Jeong等的研究結(jié)果不同，分析其原因，董建軍等[25]在研究中指出，絕經(jīng)后女性骨形成與骨吸收過程均表現(xiàn)增強(qiáng)，而雌激素水平在絕經(jīng)后女性中急劇下降，骨密度也隨之下降，導(dǎo)致骨量流失，使骨質(zhì)疏松癥成為絕經(jīng)后女性的一個高發(fā)病癥，由此看來，在絕經(jīng)后女性中骨吸收過程顯著增強(qiáng)。然而社會進(jìn)步和生活水平提高，脂代謝紊亂成為當(dāng)今社會常見而多發(fā)的疾病，脂代謝紊亂與骨質(zhì)疏松均伴有嚴(yán)重的并發(fā)癥，例如，高血脂癥與骨質(zhì)疏松的發(fā)生有著密不可分的關(guān)系。陳國富等[28]在研究中表明，骨質(zhì)疏松患者表現(xiàn)出明顯的脂代謝紊亂現(xiàn)象，導(dǎo)致體內(nèi)的骨髓基質(zhì)細(xì)胞的成脂增加，成骨減少，所以在絕經(jīng)后婦女中血清OC含量會出現(xiàn)下降趨勢。

對于預(yù)防代謝類疾病，我們需要探討更多的因素與血清OC之間的關(guān)系，近幾年對于體育運(yùn)動與血清OC的研究證實(shí)，一定的負(fù)荷強(qiáng)度下，可提高大鼠的血清OC水平[29-30]，但在人群研究中，只是證明體育運(yùn)動是血清OC的一個刺激因子，沒有提出標(biāo)準(zhǔn)化的體力活動指導(dǎo)方案，對于體力活動對血清OC的研究需進(jìn)一步研究。