绝经后妇女体脂_瘦体重与骨密度的相关性

生 物 骨 科 材 料 与 临 床 研 究 .20. ORTHOPAEDIC BIOMECHANICS MATERIALS AND CLINICAL S 2009年 08月 第 6卷 第 4期 综述与讲座 绝 经 后 妇 女 体 脂、瘦 体 重 与 骨 密 度 的 相 关 性 龙腾 朱振安 绝经后骨质疏松症可继发腰椎、髋部等骨质疏松性骨 折，严重影响患者的生活质量，成为广泛关注的一类疾病。 目前研究普遍认为：身高、体重、雌激素水平、营养状况、运 动量、遗传背景等多种因素影响绝经后妇女的骨密度。其 中体重是影响绝经后妇女骨密度的重要因素之一 [1,2]。除 骨骼本身外，构成体重的主要成分包括体脂和瘦体重。大 量研究表明，体脂和瘦体重对绝经后妇女骨密度均有一定 的影响，但是不同学者对体脂、瘦体重与骨密度相关性的 研究结果存在较大分歧。主要包括以下三种观点： 1 体脂量与绝经后妇女骨密度密切相关 1.1 临床研究表明，高体脂含量对绝经后妇女骨密度起保 护作用。 Baumgartner等[3]以 180名 65岁以上的绝经后妇 女为研究对象，采用 DEXA测量体脂量、瘦体重量及腰椎 （L1-L4）、股骨颈骨密度，结果发现：绝经后妇女腰椎和股 骨颈骨密度与体脂量呈正相关，但与瘦体重量无相关性。 研究还发现，当绝经后妇女接受雌激素替代疗法后，腰椎 和股骨颈骨密度与体脂量、瘦体重量均无明显相关性。因 此，对于未接受任何药物治疗的绝经后妇女，高体脂含量 能抑制因雌激素水平急剧下降而导致的骨量快速丢失，对 骨量起重要的保护作用。作者认为，既往许多研究发现绝 经后妇女骨密度与瘦体重量间存在相关性[4,5,6]是由于研究 未对体型及骨骼外形进行校正造成的。Monaco等[7]以 102 例首次发生髋部骨质疏松性骨折的绝经后妇女为研究对 象，采用 DEXA测定腰椎、股骨颈骨密度、体脂量、瘦体重 量，发现髋部骨质疏松性骨折的发生与低体脂量密切相 关，但与体重、瘦体重量无明显相关性。因此，作者认为低 体脂是髋部骨质疏松性骨折发生的最重要原因。 1.2 Gjesdal等[8]以 5205例中老年人为研究对象，采用DEXA 测定股骨颈骨密度、体脂量、瘦体重量，对三者进行协方差 ，得出了与 Baumgartner[3]、Monaco [7] 等的研究完全相 反的结论，即瘦体重量是中老年妇女股骨颈骨密度最重要 的决定因素，而体脂对股骨颈骨密度的影响很小。对身高 因素校正后瘦体重量与股骨颈骨密度的相关性进一步增 强。传统观点普遍认为，肥胖不仅能通过增加机械负荷刺 激骨矿形成，而且能通过脂肪将雄激素转化为雌激素，从 而防止骨矿丢失 [9]，因此肥胖对骨量有保护作用。但是， Gjesdal等[8]的研究则表明：低水平的体脂含量与股骨颈骨 密度存在一定的相关性，但是高水平的体脂含量与股骨颈 骨密度无明显相关性，进而否定了既往关于肥胖对于骨量 有保护作用的观点。对于这个与传统观点完全相反的研 究结论，可能的原因包括： （1）统计分析方法不同。由于体脂的个体差异较瘦体 重大，因此如果采用相关分析和标准回归分析进行统计分 析，必然导致体脂的相关系数增大，而瘦体重的相关系数 降低[10]。 （2）测量指标不同。研究者对骨密度的衡量采用BMC、 BMD、BMD/ height、BMAD等不同的指标。由于骨密度测 量指标不一致，因此导致研究结果可能也不一致 [11]。 （3）研究量不同。由于体脂与瘦体重之间密切相 关，当进行小样本研究时，难以真正将瘦体重、体脂对骨密 度的影响区分开来[12]。 （4）研究对象年龄分布、种族构成、体型特征不一致， 导致研究结果不一。 Ferretti等[13]通过测量 600余例健康人群的全身骨矿含 量、瘦体重量和体脂量后发现，全身骨矿含量与瘦体重量 存在着密切的线性关系。Blain等 [14]以 56例绝经后妇女为 研究对象，采用DEXA测量其体脂量、瘦体重量及腰椎（L2- L4）、股骨颈骨密度，同时测定股四头肌强度，结果发现： 腰椎、股骨颈骨密度与瘦体重相关，而与体脂无明显相关。 作者进一步指出，股四头肌强度是股骨颈骨密度最重要的 决定因素。 1.3 Lim等[15]以 201名未服用抗骨质疏松药物的绝经后妇 女为研究对象，采用 DEXA测定腰椎和股骨近端骨密度， 生物电阻法测定瘦组织量、体脂量，研究发现，瘦体重量与 体脂量均和骨密度呈显著相关。Gillette-Guyonnet等 [16]以 129名绝经后妇女为研究对象，采用DEXA测量其体脂量、 瘦体重量及股骨颈骨密度，按照股骨颈骨密度将其分为正 文章编号：swgk2009-04-0064 作者单位：上海第九人民医院骨科，上海 200021 2009年 08月 第 6卷 第 4期 生 物 骨 科 材 料 与 临 床 研 究 .21.ORTHOPAEDIC BIOMECHANICS MATERIALS AND CLINICAL S 常组和骨质疏松组，结果发现，股骨颈骨密度正常组妇女 的体重、体脂量、瘦体重量明显高于骨质疏松组，股骨颈骨 密度与体重、体脂量、瘦组织量均密切相关。Khosla等 [17] 对 213名绝经后妇女采用DEXA测定股骨颈骨密度、体脂 量、瘦体重量，并进行相关分析发现，瘦体重量和体脂量均 是股骨颈骨密度的重要影响因素。 2 瘦体重、体脂影响绝经后妇女骨密度的可能机制 2.1 瘦体重影响绝经后妇女骨密度的机制 人体骨骼可以通过骨重建和骨改建来适应不同的机 械应力。生理范围内的机械刺激、常规的体育锻炼等均可 促进骨形成，抑制骨吸收，从而防止骨量丢失。研究表明， 作为感受机械应力的细胞--骨细胞，可对不同的机械刺激 做出不同的反应，进而通过与破骨细胞、成骨细胞的耦合 作用，开始骨重建以适应不同的机械刺激[4]。此外，核因子 kB活化受体配体 (RANKL)由成骨细胞分泌，通过与破骨 细胞表面的核因子kB活化受体结合后促进破骨细胞的分 化 [5]。增加机械刺激，可抑制成骨细胞分泌 RANKL，抑制 破骨细胞活化，进而抑制骨吸收 [4]。作为构成体重的重要 成分之一，体内较高的瘦体重量可以对骨骼产生较大的机 械刺激，从而增加骨骼系统的应力负荷，通过骨细胞的感 应促进骨形成，减少骨吸收，从而有利于提高骨强度和骨 矿含量，减少绝经后妇女骨量丢失。有研究表明，不同部 位的瘦体重量对骨量的影响作用不同，负重部位瘦体重量 对骨量的影响较非负重部位大[6，7]。 瘦体重作为体重的重要组成成分，其中又主要为骨骼 肌，对骨骼发挥着重要的生物力学作用。作为一个完整的 运动功能单位，骨与骨骼肌是紧密联系在一起的[18]。Nichols 和Sowers[19,20]等学者的研究表明：肌肉组织质量、肌力和骨 密度之间显著相关。肌肉收缩活动时产生的机械刺激对 骨密度的影响比体重对骨密度的影响更大 [21]。肌肉收缩 时对骨产生的应力可导致骨组织的特异性形变，使骨细 胞、成骨细胞均受到刺激，成骨相关基因合成和表达增加， 提高了骨质水平，从而使骨骼能够与施加于其上的压力相 适应。Madsen[22]等的研究也得到了相同结论：腰椎和股骨 近端骨密度与最大肌力有关，肌肉收缩在骨骼上产生局部 应力，导致骨的生成增加。 此外，瘦体重、骨密度均与遗传密切相关。Nguyen等 [23]通过对 112对双胞胎进行研究发现：瘦体重的个体间差 异与遗传因素紧密相关（80％），同时，腰椎、股骨颈及全身 骨密度个体间差异也与遗传因素紧密相关（78％，76％， 79％）。由于瘦体重与骨密度均与遗传因素有关，遗传因 素可能是两者相关的原因。 2.2 体脂影响绝经后妇女骨密度的机制 体脂也是骨骼机械负荷之一，因此，较高的体脂含量 也可以增加对骨骼的机械刺激，通过骨细胞的感应，成骨 细胞、破骨细胞的耦合作用而达到抑制骨吸收，促进骨形 成，继而延缓骨质疏松的发生，降低骨质疏松程度。 除了机械刺激外，体脂还可以通过其他机制防止绝经 后妇女骨量丢失[3，4，5，6, 7]。 ⑴脂肪细胞分泌的激素 脂肪细胞是分泌雌激素细胞，绝经后妇女卵巢功能衰 退，分泌雌激素急剧减少，血中雌激素主要来源于由肾上 腺皮质产生的雄烯二酮以及卵巢皮质的间质细胞在高促 性腺激素影响下产生的少量雄烯二醇，这些前体在脂肪细 胞中经芳香化酶的作用衍生成雌激素 [24]。绝经后肥胖女 性身体体脂多，有更多的雌激素转换，体内雌激素水平较 高。此外，肥胖者雌激素结合球蛋白降低，提高了游离雌 激素水平。高水平的血中雌激素含量和低水平的雌激素 结合球蛋白含量，可刺激成骨细胞，促进成骨细胞的增殖、 分化及骨胶原组织的形成，增加骨基质的合成，从而促使 骨形成。雌激素还能直接抑制破骨细胞的活性。此外，雌 激素可通过对其他激素及活性物质间接影响骨代谢。雌 激素能降低骨组织对甲状旁腺素的敏感性，拮抗甲状旁腺 素导致的骨吸收作用 [25]；雌激素能抑制肾上腺皮质醇引起 的骨吸收作用，并能刺激降钙素的合成和分泌，促进骨形 成；雌激素还能促进骨化三醇的合成，增加肠道对钙的吸 收，减少钙的排泄。 瘦素是另一种由成熟脂肪细胞分泌的激素，主要作用 于下丘脑，对调节机体的食欲、体重和器官的能量消耗起 重要作用。体外研究已证实，成骨细胞膜上存在瘦素受体 [26,27]，瘦素与瘦素受体的结合，可增强成骨细胞的增殖和分 化[28,29]；瘦素也可直接作用于骨髓基质细胞，刺激其向成骨 细胞分化，促进骨基质的矿化；同时，瘦素能降低破骨细胞 活性，减少骨吸收。然而，关于瘦素对绝经后妇女骨量的 影响目前尚无一致的结论。Thomas等 [30]认为瘦素对绝经 后妇女骨量无明显直接的影响：虽然单因素分析发现瘦素 与股骨近端骨密度存在一定关联，但是这种相关性在多元 回归分析后消失，瘦素本身可能不直接影响绝经后妇女骨 密度，而是通过影响其他途径--如体重，起到间接防止绝 经后妇女骨量丢失的作用。 （2）胰岛 细胞分泌的激素 胰岛素可通过调控成骨细胞表面的胰岛素受体调节 成骨细胞 [31]。体外实验观察到胰岛素可以促进成骨细胞 的增殖[32]；动物实验进一步证实胰岛素可以促进骨的矿化， 生 物 骨 科 材 料 与 临 床 研 究 .22. ORTHOPAEDIC BIOMECHANICS MATERIALS AND CLINICAL S 2009年 08月 第 6卷 第 4期 抑制骨的吸收；体内局部应用胰岛素可以增强成骨细胞活 动 [33]。研究发现，肥胖者常有高胰岛素血症，血清中高浓 度的胰岛素有利于提高骨强度和骨矿含量。另外，高胰岛 素血症可使胰岛素样生长因子-1 (IGF-1)结合球蛋白产生 减少，从而导致血清中游离 IGF-1升高，刺激成骨细胞分 化，促进骨形成[34]。同时，肥胖者体内胰岛 细胞分泌过量 的支链淀粉。体内、体外实验均表明，支链淀粉能直接促 进成骨细胞增殖 [35]，而对于破骨细胞，支链淀粉有类似于 降钙素的作用[36]，能抑制破骨细胞活动，减弱破骨过程。 体脂含量高者不仅可以通过分泌各种激素保护绝经 后妇女骨量，也可能存在一定的遗传倾向。Nguyen等 [13]研 究证实：体脂个体间差异与遗传因素密切相关（65％），而 腰椎，股骨颈及全身骨密度个体间差异也与遗传因素密切 相关 (78％，76％，79％)，由于体脂与骨密度均与遗传因素 有关，因此遗传因素可能是两者相关的原因。 随着老龄人口的增加，骨质疏松性骨折已成为重大健 康隐患。预防骨质疏松性骨折已成为医疗界的共识。研 究体脂，瘦体重与骨密度之间的相互关系，对于骨质疏松 性骨折的预防有着重要的指导作用。如果骨密度是由瘦 体重决定的，那么增强体育锻炼将是预防骨质疏松性骨折 的直接有效的措施；而如果骨密度是由体脂决定的，那么 饮食疗法，保持适当的体重将是骨质疏松性骨折的有效预 防方法。 参考文献 [1] Marcus, R., Greendale, G., Blunt, B. A., Bush, T. L., Sherman, S., Sherwin, R., Wahner, H., and Wells, B. Correlates of bone mineral density in the postmenopausal estrogen/progestin interventions trial. J Bone Miner Res 9:1467-1476; 1994. [2] Ravn, P., Cizza, G., Bjarnason, N. 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