肥胖對骨關(guān)節(jié)炎行大關(guān)節(jié)置換患者術(shù)后炎性反應(yīng)及內(nèi)分泌代謝的影響

沈永艷,王麗華,楊紅航,張占豐

0 引 言

骨關(guān)節(jié)炎又稱退行性骨關(guān)節(jié)病,多見于中老年人群,好發(fā)于髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、腰椎、頸椎等活動度較大的關(guān)節(jié)或負(fù)重關(guān)節(jié)[1～2]。對于終末期髖膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎經(jīng)藥物治療效果不佳時,需采取手術(shù)治療,其中關(guān)節(jié)置換術(shù)是效果最為確切的終極治療方式。大關(guān)節(jié)置換術(shù)是一種比較持久高效的治療方式,據(jù)報(bào)道,大于10年的假體生存率高達(dá)90%左右[3～4]。但隨著肥胖發(fā)病率逐漸增多,肥胖對大關(guān)節(jié)置換術(shù)后效果是否產(chǎn)生影響成為臨床關(guān)注焦點(diǎn)。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,人們逐漸認(rèn)識到脂肪組織不僅是機(jī)體儲存能量與供應(yīng)能量的重要器官,也是人體最大的內(nèi)分泌器官,通過內(nèi)分泌、自分泌與旁分泌等途徑分泌多種信號蛋白,脂肪因子及脂肪源性激素使肥胖患者長期處于低水平炎性狀態(tài)[5]。而骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展與這種炎性狀態(tài)存在密切關(guān)系,因此肥胖被公認(rèn)為是引發(fā)骨關(guān)節(jié)炎的危險(xiǎn)因素[6]。但脂肪組織內(nèi)分泌作用是否加劇大關(guān)節(jié)置換術(shù)后患者疼痛程度,影響內(nèi)分泌水平及炎性反應(yīng),從而不利于術(shù)后關(guān)節(jié)功能恢復(fù)還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。因此,本研究比較超重組、肥胖組及體正常組大關(guān)節(jié)置換術(shù)后炎性狀態(tài),內(nèi)分泌水平及疼痛程度,旨在明確肥胖對大關(guān)節(jié)置換術(shù)后手術(shù)效果的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2016年6月至2021年6月湖州吳興區(qū)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院骨科收治的132例骨關(guān)節(jié)炎行大關(guān)節(jié)置換術(shù)患者的臨床資料。依據(jù)BMI將患者分為肥胖組(BMI≥28.0 kg/m2,n=44)、超重組(24.0 kg/m2≤BMI≤27.9 kg/m2,n=45)與正常組(18.0 kg/m2≤BMI≤23.9 kg/m2,n=43)。納入標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)2007年版《骨關(guān)節(jié)炎診治指南》中相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]。①經(jīng)數(shù)字化X射線攝影系統(tǒng)(digital radiography system, DR)確診為髖關(guān)節(jié)炎或膝關(guān)節(jié)炎且具有大關(guān)節(jié)置換術(shù)指征患者。②骨關(guān)節(jié)炎Kell-gren-Lawrence影像學(xué)分級屬于III～I(xiàn)V級患者。③骨關(guān)節(jié)炎屬首次發(fā)作,且行單側(cè)大關(guān)節(jié)置換術(shù)患者。④年齡大于18歲,精神狀態(tài)正常,同意參與本研究,且依從性良好的患者。排除標(biāo)準(zhǔn):①具有創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、膝關(guān)節(jié)及髖關(guān)節(jié)手術(shù)史、強(qiáng)直性脊柱炎患者。②排除雙側(cè)大關(guān)節(jié)病變,如雙側(cè)膝關(guān)節(jié)或髖關(guān)節(jié)炎。③既往存在藥物濫用史,麻醉藥品依賴史,或目前正在使用激素類及阿片類藥物進(jìn)行治療的患者。④合并自身免疫性疾病,系統(tǒng)性炎癥疾病及惡性腫瘤患者。⑤合并心臟、肝或腎等重要器官病變而無法耐受大關(guān)節(jié)置換術(shù)患者。本研究經(jīng)過湖州吳興區(qū)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)(批準(zhǔn)號:2021KYLL025),患者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法本組中髖關(guān)節(jié)置換均為全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)(Pinnacle臼杯+Corail股骨柄,Depuy公司,美國),摩擦界面為高交聯(lián)聚乙烯匹配陶瓷股骨頭,假體為生物型固定假體。膝關(guān)節(jié)置換均為全膝關(guān)節(jié)表面置換術(shù)(Nexgen- LPS-Flex假體,Zimmer公司,美國),假體為骨水泥固定型假體。圍術(shù)期處理:三組患者中膝關(guān)節(jié)置換患者圍術(shù)期均采取相同干預(yù)措施。入院后至術(shù)后2周均口服塞來昔布(江蘇正大清江制藥有限公司,國藥準(zhǔn)字H20193414,規(guī)格:0.2g)進(jìn)行鎮(zhèn)痛治療,服用劑量為每天200 mg。當(dāng)假體植入后采用200 mg羅哌卡因(齊魯制藥有限公司,國藥準(zhǔn)字H20052690,規(guī)格:10 mL:75 mg)聯(lián)合60 mL氨甲環(huán)酸(華潤雙鶴藥業(yè)股份有限公司,國藥準(zhǔn)字H11021435,規(guī)格5 mL:0.25 g)浸潤切口周圍。術(shù)后患者VAS評分大于5分時,需口服鹽酸羥考酮片(北京華素制藥股份有限公司,國藥準(zhǔn)字H20090214,規(guī)格劑型:5 mg )。術(shù)后髖關(guān)節(jié)置換患者雙下肢之間以T型枕固定,膝關(guān)節(jié)置換患者踝部墊枕使患側(cè)膝關(guān)節(jié)保懸空伸直狀態(tài)。術(shù)后進(jìn)行股四頭肌等長收縮鍛煉與踝關(guān)節(jié)背伸踏屈訓(xùn)練。髖膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后第1天進(jìn)行直腿抬高訓(xùn)練,20次/h,每次維持5～10 s,每天200～300次,根據(jù)患者耐受強(qiáng)度及關(guān)節(jié)功能恢復(fù)情況,髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后避免髖關(guān)節(jié)內(nèi)外旋,保持中立位屈伸髖訓(xùn)練,膝關(guān)節(jié)置換術(shù)后可采取膝關(guān)節(jié)主動屈膝功能鍛煉。術(shù)后2天,指導(dǎo)患者使用助行器下地行走。術(shù)后第15天拆線 。

1.3 觀察指標(biāo)手術(shù)前后采集患者空腹靜脈血5 mL,通過離心分離血清,運(yùn)用ELISA檢測血清瘦素(LEP)、脂聯(lián)素(ADP)、抵抗素(IR)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子(TNF-a)水平,酶聯(lián)免疫試劑盒由上海紀(jì)寧生物有限公司提供;運(yùn)用iChem-520庫貝爾全自動生化分析儀檢測并比較三組C-反應(yīng)蛋白(CRP)與纖維蛋白源(Fg);術(shù)后3、7及14天,運(yùn)用視覺模擬疼痛評分量表( VAS)評估并比較三組患者疼痛程度;運(yùn)用Pearson相關(guān)分析血清炎性指標(biāo)、脂肪因子水平與術(shù)后3天VAS評分之間的相關(guān)性。

指標(biāo)判定:VAS疼痛評分是國際上公用的一種疼痛程度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),采用0～10 cm的游動標(biāo)尺對患者疼痛程度進(jìn)行評估,標(biāo)尺上每一刻度均代表一定疼痛程度[8]。評估時,使患者面對刻有游動標(biāo)尺刻度面,依據(jù)自身疼痛程度,讀取相應(yīng)數(shù)字。醫(yī)師依據(jù)數(shù)字評估患者疼痛程度。0分代表沒有任何疼痛感;<3分代表輕微疼痛,但是尚可忍受;4～6分代表疼痛明顯以至于影響睡眠質(zhì)量,但疼痛尚可忍受;7～10分代表疼痛強(qiáng)烈以至于影響食欲與睡眠質(zhì)量,疼痛程度無法忍受。

2 結(jié) 果

2.1 基礎(chǔ)資料三組除BMI,其他一般資料比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 入組骨關(guān)節(jié)炎患者基本資料的比較Table 1 Comparison of clinical data betweenthree groups of patients with osteoarthritis

2.2 手術(shù)前后炎性指標(biāo)的比較術(shù)后3天各組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),血清IL-6、CRP、TNF-a及Fg水平隨著BMI增加而升高(P<0.05)。術(shù)后3天三組血清IL-6、CRP、TNF-a及Fg水平較術(shù)前顯著升高(P<0.05)。見表2。

表2 骨關(guān)節(jié)炎患者各組手術(shù)前后炎性指標(biāo)及血清脂肪因子的比較Table 2 Comparison of perioperative inflammatory mediators between three groups of patients with osteoarthritis

2.3 手術(shù)前后血清脂肪因子水平比較術(shù)后3天,三組血清LEP、ADP及IR水平比較,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)后3天,三組血清LEP、ADP及IR水平隨著BMI增加而升高,且各組間比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。肥胖組與超重組血清LEP、ADP及IR水平均較術(shù)前增高(P<0.05)。見表2。

2.4 三組患者手術(shù)前后靜息狀態(tài)下VAS評分比較三組VAS評分隨時間變化而逐漸降低,且組內(nèi)各時點(diǎn)比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。術(shù)后3、7、14天,正常組VAS評分顯著低于肥胖組與超重組(P<0.05)。見表3。

表3 骨關(guān)節(jié)炎患者各組手術(shù)前后靜息狀態(tài)下VAS評分的比較分)Table 3 Comparison of perioperative VAS between three groups of patients with osteoarthritis

表4 骨關(guān)節(jié)炎患者術(shù)后血清炎性指標(biāo)、脂肪因子水平與術(shù)后3天VAS評分的相關(guān)性分析Table 4 Correlation between postoperativeSerum inflammatory indicators, adipokines levelsand VAS

2.5 血清炎性指標(biāo)、脂肪因子水平與術(shù)后3天VAS評分相關(guān)性分析經(jīng)Pearson相關(guān)分析得出,術(shù)后血清IL-6、CRP、TNF-a、Fg、LEP、ADP及IR水平與術(shù)后3天VAS評分均存在正相關(guān)(P<0.05)。

3 討 論

骨關(guān)節(jié)炎是一種關(guān)節(jié)退行性病變。在60歲以上人群中,該病發(fā)病率及致殘率分別高達(dá)50%與53%[9]。軟骨退化、骨質(zhì)增生、骨贅形成、關(guān)節(jié)腔隙變窄及退行性炎癥等為骨關(guān)節(jié)炎主要病理機(jī)制[10]。目前認(rèn)為,性別、年齡及肥胖等因素與骨關(guān)節(jié)炎均存在密切關(guān)系[11]。其中隨著肥胖發(fā)病率不斷增高,肥胖與骨關(guān)節(jié)炎之間的相關(guān)性受到越來越廣泛的關(guān)注。普遍認(rèn)為肥胖患者過量的脂肪組織通過生物力學(xué)因素,增加負(fù)重關(guān)節(jié)摩擦與負(fù)荷,當(dāng)超出關(guān)節(jié)軟骨正常生理負(fù)荷時,則可能導(dǎo)致軟骨損傷。同時生物力學(xué)因素還可作用于軟骨表面?zhèn)鲗?dǎo)感受器,導(dǎo)致一系列生長因子、細(xì)胞因子、基質(zhì)金屬蛋白酶及信號蛋白的級聯(lián)放大,促進(jìn)骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生[12～13]。但生物力學(xué)因素?zé)o法解釋發(fā)生于非負(fù)重關(guān)節(jié)的骨關(guān)節(jié)炎。隨著分子生物學(xué)的發(fā)展,人們逐漸認(rèn)識到脂肪組織并非只是儲存能量與供應(yīng)能量的器官,也是全身最大的內(nèi)分泌器官,通過內(nèi)分泌、旁分泌與自分泌等途徑分泌一系列脂肪因子、炎癥介質(zhì)及多種信號蛋白,參與骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展過程。因此肥胖患者過量的脂肪組織已成為骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生及病情進(jìn)展的危險(xiǎn)因素。

對于終末期骨關(guān)節(jié)炎經(jīng)藥物治療效果不佳時,需考慮采用手術(shù)治療。其中大關(guān)節(jié)置換術(shù)是指將陶瓷、高分子聚乙烯及金屬等材料依據(jù)關(guān)節(jié)功能、構(gòu)造與形態(tài)制成假體,再將其植入人體,從而緩解關(guān)節(jié)疼痛,代替關(guān)節(jié)功能的一種技術(shù)。目前該技術(shù)十年成功率高達(dá)90%,20年成功率也高達(dá)80%。但隨著人口老齡化進(jìn)展及肥胖人口不斷增加,肥胖合并骨關(guān)節(jié)炎的患者也逐年增多,相應(yīng)接受大關(guān)節(jié)置換術(shù)患者亦隨之增多。肥胖是否對大關(guān)節(jié)置換術(shù)安全性及效果造成一定影響,臨床還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。因此尋找有效指標(biāo)對肥胖患者行大關(guān)節(jié)置換術(shù)的安全性及效果進(jìn)行評估至關(guān)重要。因此,本研究將132例首次單側(cè)行大關(guān)節(jié)置換術(shù)患者依據(jù)BMI分為肥胖組、超重組與正常組,比較大關(guān)節(jié)置換術(shù)前后炎性指標(biāo)、脂肪因子水平及VAS評分,并分析炎性指標(biāo)、脂肪因子與術(shù)后3天疼痛程度之間的相關(guān)性。

IL-6、CRP、TNF-a等均是體內(nèi)炎性反應(yīng)標(biāo)志物,與局部炎癥反應(yīng)密切相關(guān)。本研究結(jié)果顯示,術(shù)后三組血清IL-6、CRP、TNF-a等炎性反應(yīng)指標(biāo)隨BMI增加而升高。說明過量的脂肪組織將增加大關(guān)節(jié)置換術(shù)后機(jī)體炎性反應(yīng)。原因?yàn)?脂肪組織通過內(nèi)分泌作用可產(chǎn)生IL-6、CRP、TNF-a等多種炎性因子,在骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮病理作用[14～17]。其中IL-6與TNF-a可導(dǎo)致軟骨損失及關(guān)節(jié)腔隙變窄。術(shù)后炎性因子隨BMI增加而升高,可能因?yàn)榉逝只颊邫C(jī)體因存在過量脂肪組織而處于炎性易激狀態(tài),加之手術(shù)創(chuàng)傷所造成的機(jī)械刺激,上述雙重效應(yīng)疊加,故肥胖組、超重組炎性反應(yīng)指標(biāo)顯著高于正常組。但術(shù)前三組IL-6、CRP、TNF-a等炎性反應(yīng)指標(biāo)不存在顯著差異,似乎與肥胖型骨關(guān)節(jié)炎患者生理病理特點(diǎn)不相符,分析原因?yàn)槿M均罹患關(guān)節(jié)炎,均存在大關(guān)節(jié)置換術(shù)手術(shù)指征,因此患者機(jī)體均有相同程度炎性反應(yīng)。

LEP除調(diào)控脂肪代謝外,還參與機(jī)體免疫、感染及炎性反應(yīng)等生理病理過程。據(jù)研究,LEP及LEP受體在正常關(guān)節(jié)軟骨中無表達(dá),而在骨關(guān)節(jié)炎滑液及軟骨表面顯著升高。該因子主要通過誘導(dǎo)金屬基質(zhì)蛋白酶及炎性介質(zhì)高表達(dá)而參與軟骨降解及骨關(guān)節(jié)炎的進(jìn)展。近年來發(fā)現(xiàn),ADP在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展中,不但發(fā)揮前炎性因子作用,而且也參與了后期軟骨基質(zhì)的降解。抵抗素被認(rèn)為是糖尿病與肥胖的橋梁,在眾多炎性疾病中扮演重要角色。根報(bào)道,創(chuàng)傷性骨關(guān)節(jié)炎滑液抵抗素與血清抵抗素顯著升高。本研究結(jié)果顯示,術(shù)后三組血清脂肪因子,LEP、ADP及IR隨BMI增加而升高。說明過量脂肪自組將增加大關(guān)節(jié)置換術(shù)后脂肪因子水平。分析原因?yàn)?LEP、ADP及IR均可由白色脂肪分泌,是肥胖與骨關(guān)節(jié)炎的紐帶,通多種途徑參與機(jī)體炎性反應(yīng)。術(shù)后肥胖患者處于炎性易激狀態(tài),參與炎性過程的各脂肪細(xì)胞因子也處于激活狀態(tài),因此其水平相應(yīng)增高。

本研究結(jié)果還顯示術(shù)后肥胖組與超重組在各時點(diǎn)疼痛程度均高于正常組,說明肥胖可能加劇患者術(shù)后疼痛程度。分析原因?yàn)?術(shù)后肥胖患者體內(nèi)IL-6、CRP、TNF-a等炎性因子水平及LEP與ADP等脂肪因子水平均顯著高于正常BMI患者,意味著肥胖患者術(shù)后炎性反應(yīng)更強(qiáng)烈,因此由炎性介質(zhì)導(dǎo)致的術(shù)后疼痛程度也相應(yīng)增加。且經(jīng)Pearson相關(guān)性分析也進(jìn)一步證實(shí)各脂肪因子與炎癥介質(zhì)與術(shù)后疼痛程度存在正相關(guān)。即炎性介質(zhì)及脂肪因子水平越高,疼痛越強(qiáng)烈。但患者接受關(guān)節(jié)置換術(shù)后,髖膝關(guān)節(jié)在運(yùn)動及負(fù)重時的關(guān)節(jié)磨損機(jī)制已不存在,因此盡管術(shù)后炎癥因子水平升高,疼痛評分卻較術(shù)前減輕。

綜上所述,肥胖合并骨關(guān)節(jié)炎患者術(shù)后炎性介質(zhì)、脂肪因子水平及疼痛程度高于正常體重的骨關(guān)節(jié)炎患者,且術(shù)后炎性介質(zhì)與脂肪因子水平與疼痛呈正相關(guān),因此肥胖患者行大關(guān)節(jié)置換術(shù)前需控制體重。