内蒙古地区绝经后女性骨密度、骨骼肌与骨折风险性的关系

doi:10.12307/2022.472

中国组织工程研究 ›› 2022, Vol. 26 ›› Issue (14): 2133-2137.doi: 10.12307/2022.472

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内蒙古地区绝经后女性骨密度、骨骼肌与骨折风险性的关系

林靖1，阿斯楞2，冬梅3

1内蒙古医科大学附属医院临床营养科，内蒙古自治区呼和浩特市 010059；2内蒙古医科大学，内蒙古自治区呼和浩特市 010059；3内蒙古医科大学第二附属医院骨内科，内蒙古自治区呼和浩特市 010030

收稿日期:2021-03-30 修回日期:2021-04-02 接受日期:2021-06-07 出版日期:2022-05-18 发布日期:2021-12-21
通讯作者: 冬梅，博士，主任医师，内蒙古医科大学第二附属医院骨内科，内蒙古自治区呼和浩特市 010030
作者简介:林靖，女，1982年生，内蒙古自治区呼和浩特市人，汉族，2011年内蒙古医科大学毕业，硕士，副主任医师，主要从事衰老相关性疾病、各类疾病营养治疗方面的研究。
基金资助:
内蒙古自然科学基金项目(2018MS08111)，课题名称：Myostatin在调控小鼠细胞骨代谢过程的作用机制研究，项目负责人：冬梅

Association of bone mineral density and skeletal muscle with fracture risks in postmenopausal women in Inner Mongolia area

Lin Jing1, A Sileng2, Dong Mei3

1Department of Clinical Nutrition, Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010059, Inner Mongolia Autonomous Region, China; 2Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010059, Inner Mongolia Autonomous Region, China; 3Department of Orthopedics, Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China

Received:2021-03-30 Revised:2021-04-02 Accepted:2021-06-07 Online:2022-05-18 Published:2021-12-21
Contact: Dong Mei, MD, Chief physician, Department of Orthopedics, Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010030, Inner Mongolia Autonomous Region, China
About author:Lin Jing, Master, Associate chief physician, Department of Clinical Nutrition, Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010059, Inner Mongolia Autonomous Region, China
Supported by:
the Natural Science Foundation of Inner Mongolia Autonomous Region, No. 2018MS08111 (to DM)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：
WHO骨折风险评估系统：是评估患者髋部骨折风险和骨质疏松性骨折风险的简易工具，除了股骨颈骨密度、年龄、性别、既往骨折史和使用类固醇外，该骨折风险评估系统还考虑了其他临床危险因素，以计算髋部骨折或其他主要部位骨质疏松性骨折(脊柱、前臂、上肢手臂)。
双能X射线骨密度仪：可用于测定骨矿物质密度、肌肉量以及脂肪量。目前双能X射线骨密度仪的骨密度测量是临床最常见的检测方法，主要测量中轴骨骨密度包括腰椎和髋部，参照WHO推荐的诊断标准来诊断骨质疏松症。

背景：骨质疏松性骨折患者骨折风险增高独立于骨密度，而肌肉与脂肪对骨折风险的影响尚缺乏量化的评估。
目的：探讨绝经后女性人群中骨密度、肌肉与骨折风险性的关系。
方法：选择在内蒙古医科大学第二附属医院就诊的绝经后女性1 032例，年龄40-90岁，收集其临床资料。采用双能X射线骨密度仪进行身体成分和骨密度测定，通过WHO未来10年骨折风险评估系统问卷进一步分析骨折风险性。
结果与结论：①调查对象平均年龄为64岁(40-90岁)，腰椎骨密度、股骨颈骨密度、全髋骨密度、四肢骨骼肌量、四肢骨骼肌指数的平均值分别为(0.78±0.16) g/cm2、(0.64±0.14) g/cm2、(0.76±0.15) g/cm2、(15.9±2.4) kg和(6.57±1.77) kg/m2；②使用骨折风险评估系统计算的10年主要部位骨折风险和髋部骨折风险分别为4.2%(2.8%，6.9%)和1%(0.3%，2.4%)；③四肢骨骼肌指数与主要部位骨质疏松性骨折风险和髋部骨折风险呈负相关(P < 0.05)；④结果表明，四肢骨骼肌指数与髋部骨折或主要部位骨折风险可能有关。
缩略语：双能X射线骨密度仪：dual-energy x-ray absorptiometry，DXA

https://orcid.org/0000-0002-5653-2394 (林靖)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 绝经后妇女, 骨质疏松症, 骨密度, 肌肉, 脂肪, 骨折风险

Abstract: BACKGROUND: The increased risk of osteoporotic fracture is independent of bone mineral density, whereas the effects of muscle and fat on the fracture risk have not been quantitatively assessed.
OBJECTIVE: To identify the relationship between bone mineral density, muscle and the risk of osteoporotic fracture in postmenopausal women.
METHODS: Clinical data from 1 032 postmenopausal women, aged 40-49 years, who were admitted at the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, were collected and analyzed. The bone mineral density and body composition were measured by dual-energy x-ray absorptiometry, and the fracture risks at the major sites in the next 10 years were assessed using the Fracture Risk Assessment Tool (FRAX®), released by the World Health Organization.
RESULTS AND CONCLUSION: The mean age of all the subjects was 64 years (range, 40 to 90 years). Mean bone mineral densities of the lumbar spine, femoral neck, and total hip were (0.78±0.16), (0.64±0.14), and (0.76±0.15) g/cm2, respectively. The appendicular lean mass and appendicular lean mass index were (15.9±2.4) kg and (6.57±1.77) kg/m2 respectively. The fracture risk calculated in 10 years by using the FRAX for hip fracture and major fracture was 4.2% (2.8%, 6.9%) and 1% (0.3%, 2.4%), respectively. The appendicular lean mass index showed a negative association with major fracture and hip fracture risks (P < 0.05). All these findings indicate that the appendicular lean mass index associated with an increased risk of a major fracture or hip fracture.

Key words: postmenopausal women, osteoporosis, bone miner density, muscle, fat, fracture risk

中图分类号:

林靖, 阿斯楞, 冬梅. 内蒙古地区绝经后女性骨密度、骨骼肌与骨折风险性的关系[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(14): 2133-2137.

Lin Jing, A Sileng, Dong Mei. Association of bone mineral density and skeletal muscle with fracture risks in postmenopausal women in Inner Mongolia area[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2022, 26(14): 2133-2137.

图/表（结果） 5

2.1 参与者数量分析共纳入1 228例女性调查对象，其中68例年龄在40岁以下，55例的DXA图像不符合标准，还有73例曾经或目前有影响骨骼代谢的疾病或服用影响骨代谢的药物，最终确定1 032例调查对象进入结果分析。
2.2 试验流程图见图1。

2.3 观察对象的基本特征研究对象的基本特征，见表1。

平均年龄64岁，未来10年主要骨质疏松性骨折风险与髋部骨折风险分别为4.2%(2.8%-6.9%)和1%(0.3%-2.4%)，四肢肌肉量为(15.9±2.4) kg，四肢骨骼肌指数为(6.6±1.8) kg/m2。
2.4 主要部位与髋部骨折风险的多元回归分析计算主要部位骨折概率、髋部骨折概率和其他测量指标的关联，四肢骨骼肌指数与主要骨质疏松性骨折风险和髋部骨折风险有关，见表2。

年龄、脂肪百分比和主要部位骨折概率(模型1)之间存在正相关，体质量指数、四肢骨骼肌指数与主要部位骨折概率呈负相关；另一方面，股骨颈骨密度和主要部位骨折概率、髋部骨折概率(模型2)之间未发现相关性，而四肢骨骼肌指数与主要部位骨折概率和髋部骨折概率负相关(模型3)。当在同一多元线性回归模型中考虑年龄，四肢骨骼肌指数与和股骨颈骨密度时，年龄与主要部位骨折概率和髋部骨折概率呈正相关，四肢骨骼肌指数与主要部位骨折概率和髋部骨折概率呈负相关(模型4和5)。
2.5 主要部位和髋部骨折的多因素分析见表3。

表3为主要骨质疏松性骨折和髋部骨折的基本特征之间的多因素分析结果。使用体质量指数，股骨颈骨密度，四肢骨骼肌指数与和骨折家族史来获得各自的比值比和95%可信区间(CI)。肌少症的OR值为0.22(0.14，0.34)，P < 0.05。

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引言

骨质疏松性骨折的风险与骨密度降低和骨骼肌质量的减少密切相关。据国际骨质疏松基金会报道，亚洲地区椎体骨折与髋部骨折的发生率正在增加，导致致残率和死亡率增加[1]。WHO开发的骨折风险评估系统是评估患者髋部骨折风险和骨质疏松性骨折风险的简易工具[2-3]，除了股骨颈骨密度、年龄、性别、既往骨折史和使用类固醇外，骨折风险评估系统还考虑了其他临床危险因素，以计算髋部骨折或其他主要部位骨质疏松性骨折(脊柱、前臂、上肢手臂)[4]。双能X射线骨密度仪(dual-energy X-ray absorptiometry，DXA)可用于测定骨矿物质密度、肌肉量以及脂肪量[5-6]。目前DXA骨密度测量是临床最常见的检测方法，主要测量中轴骨骨密度包括腰椎和髋部，参照WHO推荐的诊断标准来诊断骨质疏松症。
基于DXA的身体成分方法可测量全身脂肪量、全身脂肪百分比、全身肌肉量、各部位的脂肪与肌肉含量及百分比等指标[7-8]。DXA无法直接测量肌肉量，它测量的瘦组织量包括一些其他组织，例如结缔组织或纤维组织、水和器官组织[9]。虽然许多研究评估了不同人群中DXA的身体成分测量结果，但很少有研究调查骨骼肌、脂肪量与骨折风险评估的关系[10-12]。对于肌肉来说，四肢肌肉量与骨折风险之间的关联是不一致的，中国香港的一项研究中，骨折患者的脂肪量、肌肉量和骨密度显著低于对照组[13]；而美国的男性骨质疏松性骨折研究或Framingham研究中，四肢肌肉量与髋部骨折之间没有关联[14-15]。已有研究报道将肌肉质量的有益效果与肌肉质量的丧失和减弱相比较，有证据表明，骨骼肌减少与骨折的发生密切相关[16]。肌少症与骨质疏松症发病机制方面较为复杂，两者信号传导通路有相互交叉的部分，其中Myostatin属于肌肉抑制因子，主要由骨骼肌细胞释放，其表达以及对信号转导通路的影响对骨质疏松症的发病机制可能也有影响，但目前尚不明确。考虑到骨骼健康方面与年龄有关的肌肉功能障碍，临床医生逐渐认识到识别肌肉减少、测量骨骼肌量和评估患者骨折风险的重要性。作为跌倒和活动能力下降的独立危险因素，肌肉质量和强度与骨质疏松性骨折的发生密切相关。因此，四肢肌肉的评估对于骨质疏松症临床医学评估和治疗改善老年人肌肉状况和预防骨折的研究具有重要意义[17-18]。
作者假设四肢肌肉量可作为骨折风险评估系统独立风险预测指标，在调整潜在的混杂因素基础上，探讨内蒙古地区绝经后女性骨密度、四肢肌肉量和骨折风险评估系统之间的相关性。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计横断面调查，计量资料经正态检验和方差齐性检验，多元回归分析用于分析主要部位骨折概率或髋部骨折概率与多个自变量之间的关联。
1.2 时间及地点于2018年1月至2020年12月在内蒙古医科大学第二附属医院骨内科完成。
1.3 对象选择2018-2020年在内蒙古医科大学第二附属医院就诊的40-90岁绝经后女性1 032例，平均年龄64岁。对所有参研人进行研究内容说明，并签署知情同意书。
纳入标准：①年龄40-90岁的绝经后女性；②在内蒙古地区长期居住；③排除心脏病、胃肠道疾病与肝肾病等慢性病，近半年未使用过激素等影响骨代谢的药物。
排除标准：①骨软化症、钙与维生素D缺乏症及肾小管酸中毒者；②原发性、继发性甲状腺功能亢进者。
1.4 方法
1.4.1 骨密度测定所有受试者在内蒙古医科大学第二附属医院骨密度室行骨密度检测(Hologic，DXA)，由经过专业培训并获得认证资格的技师测量受试对象的腰椎、股骨颈和全髋骨密度[19]。诊断标准依照WHO标准，即T值≥-1为骨量正常，-2.5<T值<-1为低骨量，T值≤-2.5时则诊断为骨质疏松症。
1.4.2 危险因素包括年龄、身高、体质量、脆性骨折史、父母髋部骨折史、目前是否吸烟、是否饮酒≥3 U/d、是否服用肾上腺皮质激素类药物≥5 mg超过 3个月、是否有类风湿性关节炎及其他继发性骨质疏松症。
1.4.3 骨折风险评估系统风险评估在线访问https://www.sheffield.ac.uk/FRAX，进入中国版骨折风险评估系统模型，计算出患者未来 10 年主要部位骨折概率及髋部骨折概率。
1.4.4 身体成分分析与调查内容 DXA测定受试者全身和区域脂肪、肌肉量，单独评估其全身、躯干、四肢脂肪含量、肌肉含量和百分比。四肢肌肉量反映四肢骨骼肌含量，四肢骨骼肌指数=四肢肌肉量/身高2，可以评估骨骼肌含量。
1.5 主要观察指标未来 10 年主要部位骨折概率及髋部骨折概率。
1.6 统计学分析所有统计分析均采用SAS分析软件进行。计量资料采用x±s表示，并经正态检验和方差齐性检验；多元回归分析用于分析主要部位骨折概率或髋部骨折概率与多个自变量(如年龄、体质量指数、股骨颈骨密度和四肢骨骼肌指数)之间的关联。
多元线性回归模型分别包括5个模型：模型1，年龄、体质量指数、四肢骨骼肌指数和脂肪百分比；模型2，股骨颈骨密度；模型3，四肢骨骼肌指数；模型4，年龄、股骨颈骨密度、四肢骨骼肌指数；模型5，年龄、体质量指数、四肢骨骼肌指数和股骨颈骨密度，P < 0.05 时为差异有显著性意义。
使用年龄、体质量指数、四肢骨骼肌指数和骨密度进行多因素分析。多因素分析变量定义标准：按照中国人的体质量指数判定标准，体质量指数 18.5-23.9 kg/m2为正常， 24.0-27.9 kg/m2为超重，≥28 kg/m2为肥胖；骨密度：T值≥-1为骨量正常，-2.5<T值<-1为低骨量，T值≤-2.5时为骨质疏松症；四肢骨骼肌指数：<5.5 kg/m2为肌少症，≥5.5 kg/m2为正常。

讨论

中国已经进入老龄化社会，骨骼与肌肉的衰老问题随之出现，已成为严重的社会问题，肌肉减少与骨质疏松症和骨折关系密切[20-22]。随着年龄的增加肌肉与骨骼也出现了衰老现象，骨含量减少可能伴有肌肉力量和/或肌肉含量的减少，导致肌肉萎缩、肌量减少和肌力下降，而肌量减少可能也会导致相应部位骨量的快速减少[23]。既往研究认为体质量决定骨密度，肥胖者面积骨密度较高，但是实际情况是肥胖者的骨折风险也有增加，肌肉含量高的人骨折风险低[24]。研究表明，肌肉、脂肪和骨折风险之间存在着复杂的关系[25-26]。国内外关于肌肉含量和骨密度的相关报道中，由于绝经后骨质疏松与较多的危险因素有关，其中年龄与股骨颈骨密度呈负相关，而体质量指数与骨密度正相关。但实际情况中体质量指数并不能完全反映体内肌肉还是脂肪与骨密度的关系[27-31]。此次研究基于对未来10年骨折预测指标，探讨肌肉含量与骨密度的关系，可能为增龄导致的骨质疏松或骨折提供更多的证据。
骨质疏松症与肌少症均为增龄性疾病，但尚不明确四肢肌肉含量与骨折风险的关系[32]。LESLIE等[26]报道预估的肌肉量和脂肪含量会不同程度影响骨密度和骨强度指数，但并不是骨折风险评估系统独立的骨折危险因素。美国男性骨质疏松性骨折研究组调查了非裔美国人、白种人和华裔女性等3个不同种族人群的肌肉减少症、身体成分与骨质疏松之间关系，发现肌肉量和肌肉力量与骨密度呈正相关[14]。在一项针对400名居住在中国香港的社区妇女的研究中，骨折患者所有部位的脂肪量、肌肉量和骨密度显著低于对照组[13]。这些报告表明，如果将注意力集中在骨折上，那么肌肉量或肌肉分布等因素与骨折风险的相关性就比脂肪量更高。此外，骨折组的肌肉量明显低于非骨折组，这取决于肌肉质量[24]。因此，肥胖可能不会被视为骨折风险的重要保护因素。随着老年人骨质疏松与肌少症的增加，对于老年人生活质量的提高和并发症的减少关注度逐渐增加，其中加强体育锻炼和增加肌肉量和肌肉功能是预防骨质疏松性骨折的更有益的选择。此次研究通过骨折风险评估系统对骨折风险与骨密度和四肢肌肉量之间的关系进行了分析，结果发现内蒙古地区绝经后女性的四肢骨骼肌指数与未来10年发生主要部位骨质疏松性骨折和髋部骨折的风险呈负相关，代表骨骼肌含量减少可能骨折风险增加有关。另外此次研究发现腿部/躯干肌肉质量比与骨折风险评估系统和预计的10年严重骨质疏松及髋部骨折可能性之间存在相关性。有许多临床危险因素独立于股骨颈的骨密度导致骨折风险，此次研究结果与前期其他研究结果一致，表明股骨颈骨密度是预测未来10年主要部位骨折概率和髋部骨折概率的最重要因素。体质量通常被认为是男性和女性骨量的有力预测因素，鉴于瘦肉率和脂肪率是决定骨密度的重要因素，附录瘦肉率可以更好地预测骨折风险。金淑霞等[19]发现，在他们的研究中，骨折组的总瘦肉和脂肪量往往低于非骨折组。因此，肥胖可能不会被视为骨折风险的一个重要保护因素[15]。加强体育锻炼，增加肌肉含量和肌肉力量是预防骨质疏松性骨折的更有利选择[21]，这一发现与日本骨质疏松症队列研究的结果一致[30]。绝经后女性随着年龄的增加如果缺乏运动或长期卧床，肌肉功能会发生退化，其脂肪肌肉分布也会有所改变，其中躯干腹部脂肪增多，而下肢肌肉减少也是常见的表现。此次研究中，肌肉含量分布表示衰老引起的肌肉萎缩更可能发生在下肢而不是上肢[33-36]。此次研究有以下几个方面的局限性：首先，该研究仅包括内蒙古地区的绝经后女性，研究对象样本比较小，因此结果有一定的局限性；其次，纳入群体可能包含较多骨折高风险人群，可能会过高评价其关联性。
综上所述，此次研究发现四肢骨骼肌指数与未来10年主要部位骨质疏松性骨折及髋部骨折的风险之间存在一定的关联，四肢骨骼肌指数和骨折风险之间的关联反映了肌肉相对于脂肪组织的重要性。骨质疏松症与肌少症都是增龄性疾病，严重危害患者的健康及生活。因此，随着年龄的增加，通过加强体育锻炼、增加肌肉含量和肌肉力量、保持四肢肌肉量对于骨量减少或骨折发生可能会起到一定的预防作用。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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