胰岛素样因子、睾酮及骨代谢指标预测老年男性骨质疏松性骨折的意义

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.24.002

摘要/Abstract

摘要：

背景：老年男性骨质疏松的发病率随着国内人口老龄化趋势的加剧逐年提升，骨质疏松患者容易发生骨折，对患者的生命安全造成严重威胁，但目前临床上仍缺少有效的筛选措施预防骨质疏松的发生。
目的：探究胰岛素样因子、睾酮及骨代谢指标水平在预测老年男性骨质疏松性骨折中的临床意义。
方法：选取骨质疏松症男性患者120例作为观察组，另选择同时期收治的非骨质疏松症体检健康的男性人群120例作为对照组，两组受试者在年龄及体质量指数等方面比较差异无显著性意义，具有可比性。对两组受试者抽血检测胰岛素样因子、血清睾酮及骨代谢指标的水平。
结果与结论：观察组患者腰椎侧位骨密度和左股骨颈骨密度均显著低于对照组(P < 0.05)；观察组患者血液中胰岛素样因子和血清睾酮水平显著低于对照组(P < 0.05)；观察组患者Ⅰ型胶原C端异物肽和Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列(β-CTX)水平也显著高于对照组(P < 0.05)；两组患者骨钙素(BGP)、血清钙、血清磷水平相比差异无显著意义(P > 0.05)。结果提示，通过检测老年男性血清中睾酮、胰岛素样因子及部分骨代谢指标的水平，可早期预测骨密度，为筛查老年男性骨质疏松症的高危状态起到一定的预测作用，具有一定的参考价值。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

关键词: 组织构建, 骨组织工程, 骨密度, 睾酮, 骨代谢指标, 老年男性, 骨密度, 睾酮性骨折

Abstract:

BACKGROUND: The domestic incidence of osteoporosis in elderly men has an increasing trend with aging. Osteoporosis patients are prone to fracture, which can pose a serious threat to patient’s life and safty, but there is still a lack of effective screening measures to prevent its occurrence.
OBJECTIVE: To explore the clinical significance of insulin-like factor, testosterone and bone metabolism index levels in the prediction of osteoporotic fracture in elderly men. METHODS: Totally 120 male patients with osteoporotic fractures were enrolled as observation group, and another 120 healthy males with no osteoporosis admitted at the same period acted as controls. There were no differences in age and body mass index between the two groups. Insulin-like factor, testosterone and bone metabolism index levels were detected and compared between the two groups.
RESULTS AND CONCLUSION: Compared with the control group, the bone mineral densities of the lumbar vertebrae and left femoral neck were significantly lower in the observation group (P < 0.05), and the levels of insulin-like factor and serum testosterone were also significantly lower in the observation group (P < 0.05), but the levels of collagen type I C-terminal foreign bodies and β-CTX were significantly higher in the observation group. No significance was found in the osteocalcin, serum calcium, serum phosphorus levels between the two groups (P > 0.05). These findings suggest that the serum testosterone, insulin-like factor and some bone metabolism indexes can be used for prediction of osteoporotic fractures in elderly men, which have a certain reference value.

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Key words: Bone Density, Testosterone, Osteoporosis

中图分类号:

R318

刘宣民. 胰岛素样因子、睾酮及骨代谢指标预测老年男性骨质疏松性骨折的意义[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(24): 3778-3782.

Liu Xuan-min . Insulin-like factor, testosterone and bone metabolism indexes in the prediction of osteoporotic fractures in elderly men [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(24): 3778-3782.

图/表（结果） 4

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引言

骨质疏松症是临床上一类发病率较高的全身性骨骼疾病，由于骨量减少、骨的微观结构退化导致骨的强度下降以及骨的脆性增高，可分为原发性骨折疏松及继发性骨质疏松两种类型，老年男性的骨质疏松属于原发性骨质疏松^[1]。现随着老龄化社会的不断发展，使得骨质疏松发病率呈现出逐年上升趋势，同时骨质疏松患者多合并了不同类型的严重并发症，使治疗更加困难。但目前针对骨质疏松症的发病机制仍未研究清楚，因此，临床上无法展开积极有效的针对治疗，也无有效预防措施^[2]。现有的临床研究表明，随着骨质疏松男性患者年龄的增长，患者体内性激素分泌量降低，使得血液中胰岛素样生长因子的合成量也随之减少，可能作为诱发老年男性骨质疏松的重要原因，但因存在争议仍需要进一步进行研究^[3]。
就目前的研究来看，引起骨质疏松患者骨折的因素有很多，主要包括有饮食方面、摔伤及家族史等。相对来说，也存在某些因素对预防患者骨折的出现起到保护作用，这些因素中最重要的保护因素便是骨密度(BMD)^[4]。
骨密度全称为骨骼矿物质密度，是骨骼强度的一个重要指标，以g/cm²表示，能反映骨质疏松程度，预测骨折危险性的重要依据。目前研究发现，在65岁人群中，骨密度值每降低1个标准差，男性髋部骨折的危险增加2.94倍，女性增加2.88倍，因此，对骨密度的早期预测非常重要。机体中与骨密度密切相关的生化指标有许多方面，血清睾酮便是影响骨密度的一个重要因素，它对骨的正常生长与增殖起着极为关键的作用。相关文献曾根据骨密度值的多少把研究对象分为正常组、减少组与骨质疏松组并对其进行研究分析，通过对3组试验对象的血清睾酮水平进行检测，结果发现正常组患者与骨质疏松组患者之间的血清睾酮浓度有着极为明显的差异，且血清睾酮水平与骨密度值呈正相关，这表明血清睾酮是致使患者骨质疏松病发的一个重要因素。血清睾酮是雄性激素的一种，在机体骨细胞的生长、增殖以及骨量的维持方面均有着十分重要的调节作用，这种作用是通过自身受体介导的^[5]。临床研究显示，随着年龄的的增加，男性体内血清睾酮水平逐步下降，引起破骨细胞活性增强，骨吸收大于骨形成，使动态平衡遭到破坏，容易发生骨质疏松。基础研究已证实，人类成骨细胞、破骨细胞中存在雄激素受体，雄激素水平与骨量、骨代谢具有明显的相关性。因此，通过检测血清睾酮的水平可以推测骨量的改变情况。除此之外，影响骨密度的重要因素还包括血清磷、血清钙等骨代谢指标。
血清钙是体内骨代谢的影响因素之一，能调节骨的内环境稳定，涉及骨形成、骨循环及破骨细胞的功能等。老年患者由于自身机体功能的衰退，体内血清钙的含量明显减少，这将直接导致其成骨细胞的活性减弱，破骨细胞的活性增强，骨形成和骨吸收平衡失调；同时骨细胞的整个代谢周期也将会受到较大的影响，最后导致患者出现骨质疏松。骨骼的有机成分主要是Ⅰ型胶原蛋白、骨结合蛋白和其他微量蛋白，Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列(β-CTX)是Ⅰ型胶原C端肽降解产物，正常情况下血中含量很少。当破骨细胞活性增强，大量降解Ⅰ型胶原，形成的C-末端肽降解为β-CTX入血，通过肾脏排泄。有研究曾对老年志愿者的骨密度和血清降钙素、Ⅰ型胶原C端肽、Ⅰ型胶原羧基端肽β特殊序列(β-CTX)的浓度水平进行测定，研究结果发现这些骨代谢指标均能够有效反映出患者的骨胶原形成及降解的状态，这对临床上判断患者骨质疏松的程度及相关治疗措施的实施具有极为深远的意义^[6]。总而言之，血清睾酮、胰岛素样因子及骨代谢相关指标对骨质疏松的发生具有重要意义，目前针对这3种临床指标的研究相对较少，故本文针对骨质疏松症患者血清睾酮、胰岛素样因子及骨代谢相关指标的水平与非骨质疏松症展开分析，研究结果总结报告如下：

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程

材料方法

设计：病例-对照观察。
时间及地点：试验于2012年11月至2014年11月在博兴县人民医院完成。
对象：选择博兴县人民医院自2012年11月至2014年11月收治的骨质疏松症男性患者120例作为观察组，观察组患者年龄61-83岁之间，平均年龄为(73.4±2.9)岁；观察组患者的体质量指数在22-25 kg/m2，平均(23.5±1.2) kg/^m2。
骨质疏松症诊断标准：依据《国际临床骨密度学会共识文件》确诊^[7]。
纳入标准：①全部患者均在本院经详细询问病史及常规体检后确诊骨质疏松症。②所有患者均签署了关于本次试验的知情权同意书。
排除标准：①排除患有糖尿病、甲状腺疾病、严重消化道疾病、严重呼吸道疾病、慢性肾脏疾病、血液疾病等影响骨代谢的疾病的患者。②排除近半年内使用了降钙素、活性维生素D、二膦酸盐等影响骨代谢的药物及激素类药物的患者。
另选择同时期本院收治的120例非骨质疏松症体检健康的男性人群作为对照组，年龄在63-81岁之间，平均年龄为(75.6±2.7)岁，对照组患者体质量指数在21-26 kg/m2，平均(24.2±1.3) kg/m²。两组患者的年龄及体质量指数等一般资料比较差异无显著性意义，具有可比性。
材料：QDR-2000型双能X射线骨密度仪为美国Hologic公司生产；胰岛素样因子水平检测试剂盒为美国DSL公司产品。
方法：
骨密度(BMD)测定：选用QDR-2000型双能X射线骨密度仪来完成骨密度测定，测量的部位为腰椎侧位以及股骨颈部骨密度。并依据1997年WHO推荐使用的骨疏松诊断标准 (T≤-2.5 SD)，如有1个或1个以上部位骨密度低于正常同性别峰值骨量2.5个标准差以上则诊断为骨质疏松。
血清胰岛素样因子的测量：在禁食8 h后，采集两组受试者5 mL的空腹血，放置在离心机中，以每3 000 r/min的速度行离心处理15 min，吸取血清放置在-30 ℃的冰箱中进行保存。检测前需将标本恢复至室温，采用包被放免法对血清胰岛素因子的水平进行检测，按照试剂盒说明书上的步骤进行严格操作^[5]。
血清睾酮及骨代谢指标水平：分别采用放射免疫法、定量电化学发光及自动生化分析仪对血清睾酮、骨钙素、血清钙及磷、Ⅰ型胶原C端异物肽进行测定。
主要观察指标：患者腰椎侧位、左股骨颈骨密度，血清中胰岛素样因子、睾酮及相关骨生化指标(包括骨钙素、Ⅰ型胶原C端异物肽、血清钙及血清磷)。
统计学分析：采用SPSS 18.0统计软件对本次研究所取得的数据进行分析，计量资料采取t 检验，以x(_)±s的形式对数据进行表示，以P < 0.05代表差异有显著性意义。

讨论

老年男性骨质疏松的发病率较高，且呈逐年上升趋势，而诱发老年骨质疏松的发病因素具有诸多方面的，由于老年男性的年龄不断增高，使其性腺功能也随之低下，这就使得骨吸收超过骨从而诱发了骨质疏松的发生^[8-9]。在骨质疏松发生发展过程中，除了性激素可产生作用外，包括局部细胞因子等诸多其他因素也参与到了这一发病过程中^[10]。
经过大量的动物实验显示可见雄性动物在缺乏雄性激素时可引起骨量的丢失，最终诱发骨质疏松^[11-12]。有临床实验显示，当患者年龄升高时，其体内的雄激素水平也随之降低，这就在一定程度上增加了骨质疏松的发病率^[13]。有临床研究报道指出，男性自10岁开始血清中睾酮浓度呈现出逐年升高的趋势，于青春期达到峰值，在壮年时可保持相对稳定的水平，但在40-50岁时开始呈现出下降趋势，并于65岁之后开始加速下降^[14]。此时相对性的骨沉积以及骨丢失与血清睾酮水平保持同步。这就使得男性骨质疏松发病以老年人群为主，随着老年男性睾丸内分泌功能的逐渐增强，使得血清睾酮水平也随之下降，从而在一定程度上增加了破骨细胞的活性，当骨的吸引能力大于骨的形成能力时，则易诱发骨质疏松的形成^[15]。
血清睾酮作为男性体内重要的性激素，在骨代谢中起着至关重要的作用。通过目前的研究可知，血清睾酮对骨代谢的作用主要体现在两个方面：一方面，它可间接促使蛋白的合成进而在机体骨内形成胶原，骨胶原对钙、磷等物质在骨内的沉积具有重要的意义，充足的骨胶原才能使骨的密度保持在正常水平之内；另一方面，血清睾酮可在骨中转化形成二氢睾酮，某些动物研究发现，二氢睾酮在促使小鼠离体骨细胞的增殖中起到了增强的作用，且增殖发育程度与二氢睾酮的剂量呈正相关，除此之外，二氢睾酮作用的发挥也有可能受到骨表明雄性激素拮抗剂的抑制^[16-17]。
随着年龄的增长，中老年人睾丸间质细胞的数目逐渐减少，这将直接导致血清睾酮分泌量的急剧下降。相关调查研究结果发现，48%的50岁以上老年人血清睾酮的分泌量均呈现较低的状态，由此可知血清睾酮的缺乏与骨质疏松症的发生有着密切的联系。某些文献特地对因患前列腺癌而接受雄性激素去势治疗的患者进行观察，研究结果发现，接受去势治疗的患者骨密度出现了明显的下降，且骨代谢率升高，患者在治疗后更容易发生骨折。
本次临床研究结果显示，观察组的血清睾酮水平要明显低于对照组，提示当机体血清睾酮水平下降时可在一定程度上增加破骨细胞的活性，骨吸收明显大于骨形成，从而发生了骨质疏松^[18-19]。有基础研究已证实，人类成骨细胞以及破骨细胞中多存在着雄激素受体，而雄激素受体与骨代谢及骨量存在着明显的相关关系^[20-21]。因此，对血清睾酮进行检测时可推测男性骨量的改变情况。同时，本次研究还对各类骨代谢指标与骨质疏松发生的关系进行了探讨。其中，Ⅰ型胶原C端异物肽是反映骨吸收速率的一个重要观察指标，它由Ⅰ型胶原蛋白降解后形成并进入血液之中，在骨基质中占据极大的比重，是骨中唯一的胶原物质。相关研究表明，Ⅰ型胶原C末端肽是反映骨吸收状况较为理想的一种标记物，具有稳定性强、灵敏度高的特点，动态监测空腹静脉血中的Ⅰ型胶原C末端肽浓度，不仅可以有效反映成骨吸收的情况，并且对观察患者在接受药物治疗前后的动态变化具有极大的参考意义。在本次研究中，观察到观察组的Ⅰ型胶原C端异物肽水平要明显高于对照组，这提示患者的骨吸收速率加快，因此骨量的流失加剧，进一步导致了骨密度的降低。某些研究曾对骨质疏松患者的治疗过程中，对患者尿液Ⅰ型胶原C端异物肽的水平进行动态测量，结果发现在治疗后的短期内就出现了极为显著的降低^[22]。
Ⅰ型胶原C末端肽在临床上评价药物治疗的有效程度具有极大优势，由于它仅通过原骨上的胶原降解产生，且在体内不会受到肾脏分解、食物等的影响，能够精确地反映患者的骨质情况，因此事一种特异性极强且极为理想的观察指标。
胰岛素样生长因子1作为在各组组织中具有丰富含量的一种单链多肽因子，可通过包括自分泌、内分泌以及旁分泌等多条途径发挥作用，在骨组织中通过与受体结合参与到了骨细胞生长、增殖及代谢等过程^[23-24]。相关实验证明，胰岛素样生长因子1在体外培养中可呈剂量依赖性刺激成骨细胞的生长及碱性磷酸酶、Ⅰ型胶原、骨钙素等成骨标志物的表达，骨组织形态的计量研究也发现，血清胰岛素样生长因子1的浓度与骨表面成骨细胞的数量多少呈正相关。根据当前的研究显示，胰岛素样生长因子1是许多激素及因子调节骨代谢复杂网络的核心成分，机体各系统的激素就是通过调节胰岛素样生长因子1系统的作用而达到调节骨细胞的目的[25]。以往临床上有诸多研究证实，血清中或骨组织中的胰岛素样生长因子1常醉着年龄的增长而出现降低趋势，因此，其水平变化在反应老年男性骨质疏松发病过程中扮演着一类重要的角色^[26-27]。另外，近年来也有大量临床研究针对胰岛素样生长因子1的水平与骨量之间的关系展开，但尚未得出一致结论^[28-29]。有研究报道指出，胰岛素样生长因子1水平与骨质疏松的发生具有密切关系，结合本次研究结果可知，观察组胰岛素样生长因子1的水平明显高于对照组，与上述研究观点基本一致^[30]。
综上所述，骨质疏松的发生及发展可受多种因素影响，而血清睾酮及胰岛素样生长因子1在老年骨质疏松发病过程中占有重要角色。在日常临床工作中，通过对血清睾酮及胰岛素样生长因子1的水平的进行检测，可帮助完成老年骨质疏松高危人去男的筛查工作，临床应用价值突出^[30]。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：干细胞；骨髓干细胞；造血干细胞；脂肪干细胞；肿瘤干细胞；胚胎干细胞；脐带脐血干细胞；干细胞诱导；干细胞分化；组织工程