絕經(jīng)后女性維生素D和骨鈣素水平與代謝綜合征的關(guān)系

劉宇彤， 金 俠， 賈丹寧， 王 崢

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京潞河醫(yī)院脊柱小兒骨外科， 北京 101149)

代謝綜合征(Metabolic Syndrome, MS)是一種使人體的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等物質(zhì)發(fā)生代謝紊亂的病理狀態(tài)，是一類復(fù)雜的代謝紊亂癥候群，包括胰島素抵抗、肥胖、動(dòng)脈粥樣硬化性血脂異常和高血壓等，是導(dǎo)致糖尿病心腦血管疾病的危險(xiǎn)因素。代謝綜合征是絕經(jīng)后女性的主要健康問(wèn)題之一，是這一類女性心血管發(fā)病和死亡的主要原因[1]。在世界各地進(jìn)行的研究表明，絕經(jīng)后女性代謝綜合征的患病率可能高達(dá)41.5%。我國(guó)局部地區(qū)進(jìn)行的研究表明，絕經(jīng)后女性代謝綜合征的患病率高達(dá)24.1%～40.87% ，明顯高于圍絕經(jīng)期，且隨著年齡的增長(zhǎng)發(fā)病率逐步上升[2-5]。

越來(lái)越多的證據(jù)表明，成骨細(xì)胞分泌的骨鈣素除了在骨礦化和鈣穩(wěn)態(tài)中的作用外，還作為保護(hù)因子，對(duì)代謝綜合征患者不同的身體組分具有密切的相關(guān)性。骨鈣素可以調(diào)節(jié)脂聯(lián)素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路促進(jìn)肌肉組織和肝臟對(duì)脂肪的消耗和燃燒，達(dá)到降低體質(zhì)量的作用；可以調(diào)節(jié)胰島素、血糖、血脂的水平進(jìn)而改善胰島素抵抗；通過(guò)影響瘦素發(fā)揮調(diào)控胰島素分泌的功能[6-7]。低水平的骨鈣素會(huì)增加胰島素抵抗和代謝綜合征的風(fēng)險(xiǎn)，升高骨鈣素水平有望減少代謝綜合征事件的發(fā)生[6-7]。血清骨鈣素水平可作為絕經(jīng)后女性的篩查工具，在骨鈣素水平超過(guò)臨界值的受試者可進(jìn)一步進(jìn)行雙能X線吸收法骨密度儀(Dual-energy X-ray absorptiometry，DEXA)掃描來(lái)分級(jí)骨質(zhì)疏松癥的嚴(yán)重程度[8]。骨鈣素的產(chǎn)生需要維生素D的參與。維生素D的濃度與糖尿病、高血壓、脂代謝紊亂、肥胖、胰島素抵抗等具有相關(guān)性[9]。維生素D水平降低是代謝綜合征的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[10-12]。本研究旨在通過(guò)分析患有MS的非骨質(zhì)疏松絕經(jīng)后女性的維生素D和骨鈣素水平之間的關(guān)系，了解維生素D和骨鈣素對(duì)絕經(jīng)后骨密度正常女性MS的預(yù)測(cè)價(jià)值。

1 資料和方法

1.1 一般資料2018年3月-2018年11月期間，共入組191例絕經(jīng)1年以上的女性進(jìn)行研究。所有參與研究的女性進(jìn)行DEXA掃描，以確定股骨頸、總股骨和總L1～L4骨密度。所有患者的T值(T-Score)均>-2.5。參與研究的所有受試者均沒(méi)有因?yàn)楣遣〗邮苓^(guò)任何治療。排除所有骨質(zhì)疏松癥病史、患有自身免疫性疾病、腫瘤、癌癥和艾滋病等慢性疾病、皮膚病以及在過(guò)去12個(gè)月內(nèi)服用維生素D補(bǔ)充劑或類似物(包括阿爾法骨化醇、鈣鐵醇和膽鈣鐵醇)的女性。

1.2 MS診斷標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)2005年國(guó)際糖尿病聯(lián)合會(huì)的共識(shí)[13]的定義：具備中心性肥胖的特征：腰圍(WC)≥80 cm；如果體質(zhì)指數(shù)(BMI)>30 kg/m2，則認(rèn)為存在中心性肥胖并且無(wú)需測(cè)量腰圍)加上以下4個(gè)特征中的任意2項(xiàng)：(1)高甘油三酯血癥[甘油三酯(TG)≥150 mg/dL]；(2)高密度脂蛋白-膽固醇(HDL-C)<50 mg/dL；(3)高血壓(血壓≥130/85 mmHg)；(4)高血糖(空腹血糖≥6.1 mmol/L)。

1.3 分組方法依據(jù)上述診斷標(biāo)準(zhǔn)，將受試者分為研究組(代謝綜合征患者99例))和對(duì)照組(無(wú)代謝綜合征的受試者92例)。代謝綜合征患者的比例占51.8%。兩組受試者在年齡、絕經(jīng)原因、絕經(jīng)持續(xù)時(shí)間、生產(chǎn)次數(shù)、流產(chǎn)次數(shù)、日照時(shí)間、脫氧吡啶啉(DHP)、堿性磷酸鹽(ALP)、鈣(Ca)和磷水平方面差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。而懷孕次數(shù)、血壓、身體指數(shù)(BMI、腰圍、臀圍、腰臀比)方面差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表1。

表1 兩組受試者一般資料的比較

注：BMI：體質(zhì)指數(shù)；WC：腰圍；HC：臀 圍；WHR：腰臀比

1.4 高血壓和糖尿病的判定患者休息10 min后處于坐姿，使用水銀血壓計(jì)從右臂測(cè)量血壓。使用抗高血壓藥物的患者歸類為高血壓病患者，先前被診斷患有糖尿病(DM)并接受治療或空腹血糖≥6.1 mmol/L的患者歸類為DM患者。使用以下公式計(jì)算胰島素抵抗性：homeo-胰島素抵抗的靜態(tài)模型評(píng)估(HOMA-IR)=血漿空腹胰島素(mIU/L)×血漿空腹血糖(mmol/L)/ 22.5。

1.5 實(shí)驗(yàn)室檢查患者空腹(禁食至少8 h后)，從肘前靜脈取出約5 mL的靜脈血置于抗凝管中。將血樣在不透光的器皿中送到實(shí)驗(yàn)室，離心分離血清并立即分析。使用貝克曼庫(kù)爾特UniCel DxI 800全自動(dòng)化學(xué)發(fā)光免疫分析儀測(cè)量包括卵泡刺激素(follicle-stimulating hormone，F(xiàn)SH)、雌二醇(estradiol，E2)和胰島素的血清水平。通過(guò)放射免疫測(cè)定法測(cè)量血清睪酮水平。使用BN-BZ200濁度計(jì)測(cè)定C-反應(yīng)蛋白(CRP)。血清25-OHD、鈣、磷、骨鈣蛋白、脫氧吡啶啉(DHP)、空腹血糖、糖化血紅蛋白(HbA1c)和脂質(zhì)譜，包括高密度脂蛋白-膽固醇(HDL-C)，低密度脂蛋白-膽固醇(LDL-C)、TC、TG和總膽固醇使用Beckman Coulter AU680全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)。

人25-OHD酶聯(lián)免疫分析(ELISA) 試劑盒測(cè)量血清25-OHD水平。血清25-OHD的測(cè)定內(nèi)和測(cè)定間變異系數(shù)分別為8.9%和10.6%。血清25-OHD濃度<20 ng/mL(50 nmol/L)歸類為維生素D缺乏癥，濃度為20～30 ng/mL歸類為維生素D不足，濃度≥30 ng/mL為正常狀態(tài)。使用骨鈣素(BGP)檢測(cè)試劑盒(免疫層析法)檢測(cè)血清骨鈣素水平。

1.6 其他指標(biāo)觀測(cè)BMI=體質(zhì)量(kg)/身高2(m2)。每日日照時(shí)間分為3次，分類如下：A：每日暴露不到20 min，B：每日暴露20～30 min，C：每日暴露30 min以上。

結(jié)合文獻(xiàn)[4，11-12，14-15]綜合評(píng)估，絕經(jīng)后骨密度正常的女性發(fā)生MS的患病率約為45%，根據(jù)橫斷面研究隨機(jī)抽樣樣本量計(jì)算公式[16]，檢驗(yàn)水準(zhǔn)為0.05，要達(dá)到0.80的檢驗(yàn)效能，需要153例受試者。

2 結(jié)果

2.1 兩組實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果比較研究組患者的平均血清骨鈣素水平為(4.2±2.1)ng/mL，而對(duì)照組受試者的血清骨鈣素水平為(5.5±3.0)ng/mL。兩組女性骨鈣素水平差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。研究組患者血清CRP值為(4.4±4.4)mg/dL，對(duì)照組受試者為(2.6±3.5)mg/dL，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。研究組的HDL-C水平顯著降低，但該組的TG水平顯著升高(P<0.001)。研究組的HOMA-IR、胰島素和FPG水平分別為(4.2±3.4)、(15.0±6.3)mIU/L和(6.05±1.15)mmol/L，高于對(duì)照組[分別為(2.0±1.0)、(8.7±3.8)mIU/L及(5.15±0.60)mmol/L]，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。兩組受試者骨密度T-評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 兩組受試者實(shí)驗(yàn)室檢查結(jié)果比較

注：BP：血壓；BMI：體質(zhì)指數(shù)；WC：腰圍；HC：臀圍；WHR：腰臀比；hs-CRP：超敏C反應(yīng)蛋白；25-OHD：25-羥基維生素D； DHP：脫氧吡啶啉；ALP：堿性磷酸鹽；Ca：鈣；HDL：高密度脂蛋白；LDL：低密度脂蛋白；TG：甘油三酯；FPG：空腹血糖；HOMA-IR：穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估胰島素抵抗指數(shù)；FSH：卵泡刺激素；TSH：促甲狀腺激素。

2.2 兩組25-OHD、骨鈣素和其他參數(shù)之間的相關(guān)性分析25-OHD和骨鈣素水平之間存在顯著正相關(guān)(r=0.190；P=0.008)。血清25-OHD水平與每日日照時(shí)間呈顯著正相關(guān)(r=0.181；P=0.012)。25-OHD與HDL(r=-0.183，P=0.011)和TG(r=-0.200，P=0.006)呈負(fù)相關(guān)。骨鈣素水平與HbA1c(r=-0.231，P=0.001)和HOMA-IR(r=-0.143，P=0.048)之間呈負(fù)相關(guān)。血清骨鈣素水平與hs-CRP水平也呈負(fù)相關(guān)(r=-214，P=0.003),見(jiàn)表3。

表3 兩組25-OHD、骨鈣素和其他參數(shù)之間的相關(guān)性分析

注: BMI：體質(zhì)指數(shù)；WHR：腰臀比；hs-CRP：超敏C反應(yīng)蛋白；25-OHD：25-羥基維生素D；DHP：脫氧吡啶系；ALP：堿性磷酸鹽；Ca：鈣；HDL：高密度脂蛋白；LDL：低密度脂蛋白；TG：甘油三酯；FPG：空腹血漿葡萄糖；HOMA-IR：胰島素抵抗的穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估的胰島素抵抗指數(shù)；r：Spearman相關(guān)系數(shù)。

2.3 MS患者骨代謝標(biāo)志物等危險(xiǎn)因素Logistic回歸分析逐步Logistic回歸分析顯示，hs-CRP、維生素D和骨鈣素水平是MS的危險(xiǎn)因素OR(95%CI)分別為1.121(1.012-1.242)、0.958(0.930-0.986)和0.798(0.693-0.919)，且25-OHD和骨鈣素之間存在顯著的交互作用[OR(95%CI)：0.875(0.783-0.975)](模型1)。調(diào)整了妊娠次數(shù)、胎次和身體指數(shù)(BMI、腰圍、臀圍、腰臀比)的影響后，上述各影響因素的P值仍<0.05(模型2),見(jiàn)表4。

表4 MS患者的骨代謝標(biāo)志物等危險(xiǎn)因素的逐步Logistic回歸分析

模型1：采用逐步進(jìn)入法納入變量；模型2：調(diào)整了妊娠次數(shù)、胎次和身體指數(shù)(BMI、腰圍、臀圍、腰臀比)；25-OHD：25-羥基維生素D；hs-CRP：超敏C反應(yīng)蛋白。

3 討論

前期研究表明，MS在絕經(jīng)后女性中具有較高的發(fā)病率[1-4]。血清骨鈣素和維生素D分別是發(fā)生MS獨(dú)立的危險(xiǎn)因素[6-7，10-12]。研究骨鈣素和維生素D水平在絕經(jīng)后女性MS患者中的關(guān)系，對(duì)這一群體中MS的預(yù)防和治療具有重要的意義。已知血清骨鈣素水平與骨質(zhì)疏松具有相關(guān)性[17]，骨質(zhì)疏松患者維生素D缺乏更為嚴(yán)重[18]，故本研究排除了骨質(zhì)疏松患者，以避免骨質(zhì)疏松癥患者自身的骨鈣素和維生素D代謝紊亂對(duì)本研究結(jié)果的干擾。

本研究發(fā)現(xiàn)，絕經(jīng)后骨密度正常的MS患者血清骨鈣素和維生素D水平均顯著下降，二者呈正相關(guān)性。通過(guò)多因素回歸分析發(fā)現(xiàn)二者為發(fā)生代謝綜合征的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，且存在交互作用。

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究表明，缺乏骨鈣素的基因敲除小鼠表現(xiàn)出葡萄糖不耐受、脂肪量增加、胰島素抵抗和低能量消耗[14]。將重組骨鈣素應(yīng)用于野生型小鼠，可提高血胰島素水平和葡萄糖耐量，改善胰島素敏感性，減少肥胖的發(fā)生[19]。臨床研究也報(bào)告了這些類似的關(guān)系，但這些研究的數(shù)量一直很少，而且大部分研究都是男性和年輕患者[14-15，20]。

女性絕經(jīng)后是維生素D不足和缺乏的重要時(shí)期[21]。維生素D在除骨骼以外的許多細(xì)胞中具有受體，是一種多功能微量營(yíng)養(yǎng)素[22]。有研究表明，維生素D有助于預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化和泡沫細(xì)胞的形成[9-10]，并通過(guò)鈣的升高刺激脂肪細(xì)胞中的脂肪分解而抑制脂肪生成，維生素D缺乏是長(zhǎng)期葡萄糖不耐受的危險(xiǎn)因素[23]。然而，也有研究發(fā)現(xiàn)MS與維生素D水平無(wú)關(guān)[24]。本研究表明絕經(jīng)后MS患者的血清維生素D水平顯著下降，支持文獻(xiàn)中MS與維生素D具有相關(guān)性的結(jié)果。

與維生素D相比，骨鈣素更具有骨特異性。維生素D缺乏的大鼠骨組織和血清中骨鈣素水平均較低。當(dāng)給予大鼠維生素D時(shí)，骨鈣素水平在血清和成骨細(xì)胞中均增加[25]。本研究中MS患者血清骨鈣素和維生素D水平均降低，但MS與骨鈣素之間的關(guān)系更為顯著。結(jié)合動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和本研究結(jié)果可以推斷，維生素D似乎通過(guò)骨鈣素對(duì)骨骼產(chǎn)生影響。

本研究還發(fā)現(xiàn)，炎癥標(biāo)志物CRP是骨密度正常的絕經(jīng)后女性發(fā)生MS的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，且與維生素D和骨鈣素水平呈負(fù)相關(guān)。骨鈣素與HbA1c和HOMA-IR之間存在顯著的負(fù)相關(guān)。結(jié)合文獻(xiàn)和本研究結(jié)果可以推斷，維生素D治療可以減輕MS患者的微炎癥狀態(tài)，并通過(guò)骨鈣素在胰島素抵抗和脂肪代謝中發(fā)揮作用，影響改善代謝指標(biāo)的變化[26]。

維生素D缺乏可能在MS的發(fā)病機(jī)制中起重要作用。鑒于維生素D與骨鈣素顯著正相關(guān)，對(duì)于維生素D缺乏的女性補(bǔ)充維生素D可能會(huì)增強(qiáng)骨鈣素水平。維生素D缺乏可能降低其對(duì)骨鈣素的誘導(dǎo)作用，增加胰島素抵抗并使機(jī)體呈現(xiàn)微炎癥狀態(tài)。反之，足量的維生素D可能通過(guò)對(duì)骨鈣素的誘導(dǎo)作用改善胰島素抵抗并減少微炎癥狀態(tài)。通過(guò)研究骨鈣素和維生素D水平之間的關(guān)系可以更好地預(yù)測(cè)MS的發(fā)生。MS患者骨鈣素和維生素D之間關(guān)系的分子機(jī)制尚需要進(jìn)一步研究。

本研究的局限性在于它是一項(xiàng)橫斷面研究，且樣本量較小，其結(jié)果尚需要開(kāi)展大規(guī)模的前瞻性研究加以證實(shí)。

綜上所述，絕經(jīng)后骨密度正常的MS患者維生素D與骨鈣素水平均較低，且呈顯著正相關(guān)性，二者對(duì)發(fā)生MS具有交互作用。維生素D缺乏可能是通過(guò)影響骨鈣素的代謝功能使機(jī)體呈現(xiàn)系統(tǒng)性炎癥狀態(tài)實(shí)現(xiàn)的。臨床中前瞻性地評(píng)估絕經(jīng)后女性骨鈣素和維生素D水平可以更好地預(yù)測(cè)發(fā)生MS的風(fēng)險(xiǎn)。