胰島素樣生長因子在老年糖尿病患者血清中的表達及其與骨質疏松的關系

周文旭, 方　堃, 譚湘淑, 劉　江, 莊　稼, 高　路

(1. 西安交通大學醫院 內科; 2. 西安交通大學第一附屬醫院 老年病科, 陜西 西安, 710049)

胰島素樣生長因子在老年糖尿病患者血清中的表達及其與骨質疏松的關系

周文旭1, 方堃1, 譚湘淑1, 劉江1, 莊稼1, 高路2

(1. 西安交通大學醫院 內科; 2. 西安交通大學第一附屬醫院 老年病科, 陜西 西安, 710049)

摘要:目的探討胰島素樣生長因子(IGF)在老年糖尿病患者血清中的表達及其與骨質疏松的關系。方法根據骨密度(BMD)將2型糖尿病(T2DM)患者98例分為骨量正常組30例、骨量減少組37例、骨質疏松組31例，檢測各組體質量指數(BMI)、空腹血糖(FBG)、餐后2 h血糖(PPG)、糖化血紅蛋白(HbAlc)、骨堿性磷酸酶(BALP)、血清N-端骨鈣素(N-MID)及IGF-1、IGF-2濃度，并分析上述各指標與BMD的相關性。結果骨量減少組和骨質疏松組BMI低于骨量正常組(P<0.01); N-MID、IGF-1、IGF-2水平在骨量正常組、骨量減少組及骨質疏松組之間均呈逐步下降趨勢，兩兩比較, N-MID、IGF-1水平差異均有統計學意義(P<0.05, P<0.01); 相關性分析表明, BMD與IGF-1、N-MID、BALP均呈正相關(r=0.672, 0.624, 0504, P<0.01)。結論血清IGF-1與老年T2DM患者骨代謝相關指標密切相關，可能參與了骨質疏松的發生發展。

關鍵詞:胰島素樣生長因子; 老年; 糖尿病; 骨質疏松; 骨密度; N-端骨鈣素

2型糖尿病(T2DM)是一種由于胰島素缺乏和/或胰島素作用障礙導致的代謝綜合征，以長期高血糖為主要特征，伴有蛋白質、脂肪、水和電解質等代謝紊亂[1]。研究[2-3]表明, T2DM患者存在生長激素(GH)/胰島素樣生長因子-1(IGF-1)軸異常，及胰島素樣生長因子結合蛋白(IGFBPs)改變。IGF-1可調節骨細胞的功能與代謝，是骨代謝的重要影響因子，研究[4]表明，低骨量及骨質疏松患者血清IGF-1水平較骨密度正常者顯著下降。本研究通過觀察老年T2DM患者血清IGF-1、IGF-2水平，分析其與骨質疏松的關系，現報告如下。

1資料與方法

1.1　一般資料

選取2011年1月—2014年5月在西安交通大學醫院第一附屬醫院就診的T2DM患者98例，符合2013年美國ADA指南診斷標準[5], 排除合并其他可能影響骨密度(BMD)的慢性病者、糖尿病急性并發癥者、有長期臥床史，及應用過可能影響骨代謝的藥物者。其中男47例，女51例；年齡61～86歲，平均(66.13±4.85)歲。根據WHO骨質疏松癥的診斷標準，將98例患者按BMD分為骨量正常組30例、骨量減少組37例、骨質疏松組31例。

1.2　方法

3組均于晨起空腹抽取肘靜脈血，離心取血清后保存待測。以葡萄糖氧化酶法測定空腹血糖(FBG)、餐后2 h血糖(PPG)，以小柱測定法檢測糖化血紅蛋白(HbAlc)濃度，電化學發光法測定N-端骨鈣素(N-MID)及骨堿性磷酸酶(BALP)水平，酶聯免疫吸附法測定IGF-1水平，非平衡法測定IGF-2水平。所有操作均嚴格按照試劑盒說明書進行。

1.3　觀察指標

觀察3組體質量指數(BMI)、FBG、PPG、HbAlc水平等臨床資料差異，血清N-MID、BALP、IGF-1、IGF-2水平差異，并分析上述各指標與BMD的相關性。

2結果

2.1　3組臨床資料比較

3組FBG、PPG、HbAlc水平差異無統計學意義(P>0.05), 而骨量減少組和骨質疏松組BMI低于骨量正常組，差異有統計學意義(P<0.01), 骨量減少組和骨質疏松組之間差異則無統計學意義(P>0.05), 見表1。

±s)

與骨量正常組比較, **P<0.01。

2.2　3組血清N-MID、BALP、IGF-1、IGF-2水平比較

血清N-MID、BALP、IGF-1、IGF-2水平在骨量正常組、骨量減少組及骨質疏松組之間均呈逐步下降趨勢，兩兩比較，3組間N-MID、BALP、IGF-1水平差異有統計學意義(P<0.05或P<0.01)，IGF-2差異無統計學意義(P>0.05), 見表2。

指標骨量正常組(n=30)骨量減少組(n=37)骨質疏松組(n=31)N-MID/(ng/mL)7.83±3.144.67±3.55**3.15±2.24**#BALP/(μg/mL)32.47±5.6825.72±4.12**20.38±5.09**##IGF-1/(ng/mL)165.84±9.25124.71±8.56**103.42±9.37**##IGF-2/(ng/mL)257.36±12.41255.45±11.94252.18±9.65

與骨量正常組比較, **P<0.01; 與骨量減少組比較，#P<0.05, ##P<0.01。

2.3　相關性分析

經pearson相關性分析，BMD與N-MID、BALP、IGF-1均呈正相關(r=0.672, 0.624, 0504,P<0.01)，與其他指標無顯著相關性。

3討論

骨質疏松是指骨組織微觀結構退化、骨量降低，導致骨質脆性增加，而易發生骨折的一種代謝性骨病[6]。老年人由于性腺功能衰退，激素水平下降，更易發生骨質疏松。骨質疏松被認為是糖尿病的慢性并發癥之一，T2DM患者發生骨質疏松可能與長期高血糖狀態，糖基化終末化產物蓄積、雌激素水平下降、胰島素分泌不足和/或敏感性下降等多種原因有關[7]。

IGF-1能通過結合胰島素受體促進葡萄糖的運輸，抑制肝糖輸出，從而降低血糖，同時IGF-1還可直接抑制胰島素分泌[8]。近年來多項研究[9]表明, IGF-1在T2DM發生骨質疏松過程中可能發揮了重要作用。成骨細胞和破骨細胞上均存在IGF-1受體，其與IGF-1結合后可調節細胞的生長與增殖，具體作用方式包括: ① 刺激成骨細胞攝取氨基酸，合成膠原，促進骨形成; ② 通過刺激骨原細胞DNA合成，形成骨基質; ③ 通過抑制骨吸收過程中相關轉錄因子的表達，使骨膠原降解減少[10]。因此，血液循環中IGF-1水平對骨量獲得與維持有重要影響[11]。動物實驗表明，體內局部注射IGF-1可明顯促進家兔骨質疏松性骨折的愈合，且注射劑量越大，愈合速度越快[12]。

本研究表明, IGF-1水平在骨量正常組、骨量減少組及骨質疏松組之間均呈逐步下降趨勢，組間差異有統計學意義，且相關性分析結果證實其與BMD呈顯著正相關，也證實了骨密度越低的患者，其血清IGF-1越低，與李瑞霄[13]、闞全娥[14]等研究一致。本研究中血清IGF-2水平在3組中逐漸下降，但差異無統計學意義，提示其可能并未直接參與T2DM患者骨質疏松的發生發展過程。骨鈣素在外周血中常裂解為N-MID片段及C端片段，N-MID可反映成骨細胞與破骨細胞的數量與活性，以及骨轉換的速度。BALP是反映骨形成的敏感指標，由成熟的骨細胞合成、分泌，可與細胞外骨基質結合，促進骨形成。研究[15]表明，對骨質疏松癥患者進行治療后，其血清N-MID和BALP水平顯著升高，提示骨形成處于活躍階段。本研究結果表明，N-MID及BALP水平均隨著BMD下降而降低，與BMD存在顯著相關性，與上述報道一致。

此外，本研究中3組患者BMI存在統計學差異，提示體質量可能對骨代謝存在一定影響。BMI較高時，機體骨骼的應力相對增加，可減少骨吸收，刺激骨形成，從而延緩BMD下降及病情進展。因此，T2DM患者維持適宜的體質量可能有助于避免骨丟失。

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Expression of IGF in serum of patients with T2DM and its relationship with osteoporosis

ZHOU Wenxu1, FANG Kun1, TAN Xiangshu1, LIU Jiang1, ZHUANG Jia1, GAO Lu2

(1.DepartmentofInternalMedicine,TheHospitalofXi′anJiaotongUniversity;

2.DepartmentofGerontology,TheFirstAffiliatedHospitalofXi′anJiaotongUniversity,

Xi′an,Shaanxi, 710049)

ABSTRACT:ObjectiveTo explore the expression of insulin-like growth factor (IGF) in the serum of elderly patients with diabetes and its relationship with osteoporosis. MethodsA total of 98 patients with type 2 diabetes mellitus (T2DM) were divided into normal bone mass group (n=30), reduced bone mass group (n=37) and osteoporosis group (n=31) according to the bone mineral density (BMD). Fasting blood glucose (FBG), 2-h postprandial blood glucose (PPG), glycosylated hemoglobin (HbAlc), bone alkaline phosphatase (BALP), N-MID osteocalcin (OT) as well as the concentrations of IGF-1 and IGF-2 were detected and compared among all the groups. ResultsThe BMI in the reduced bone mass group and the osteoporosis group were evidently lower than the normal bone mass group (P<0.01). N-MID, IGF-1 and IGF-2 levels showed a decreasing trend in the normal bone mass group, the reduced bone mass group and the osteoporosis group in sequence, and pair wise comparison indicated that there were significant differences in N-MID and IGF-1 levels (P<0.05 orP<0.01). Correlation analysis demonstrated that BMD was positively associated with IGF-1, N-MID and BALP (r=0.672, 0.624, 0504, P<0.01). ConclusionSerum IGF-1 is closely associated with bone metabolism-related indexes, and it may participate in the development and progression of osteoporosis.

KEYWORDS:insulin-like growth factor; elderly; diabetes mellitus; osteoporosis; N-MID osteocalcin

通信作者:高路, E-mail: jzgaolu123@163.com

基金項目:中國高校醫學期刊臨床專項資金(11520251)

收稿日期:2014-12-08

中圖分類號:R 587.1

文獻標志碼:A

文章編號:1672-2353(2015)07-035-03DOI: 10.7619/jcmp.201507009