2型糖尿病男性患者血清羧化不全骨鈣素水平與其認知功能受損的相關性研究*

孫雪玲，房輝，李玉凱，張禾偉，安彩霞，楊岳，甄艷鳳，張谷月，張丹丹（河北醫科大學唐山工人醫院內分泌科，河北唐山063000）

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2型糖尿病男性患者血清羧化不全骨鈣素水平與其認知功能受損的相關性研究*

孫雪玲，房輝，李玉凱，張禾偉，安彩霞，楊岳，甄艷鳳，張谷月，張丹丹
（河北醫科大學唐山工人醫院內分泌科，河北唐山063000）

摘要：目的探討2型糖尿病（T2DM）男性患者血清羧化不全骨鈣素（ucOC）水平與其認知功能受損的相關性。方法選取唐山工人醫院住院的T2DM男性患者71例作為病例組，同時從醫院體檢中心選取健康男性68例作為對照組，收集以上所有研究對象的一般資料[年齡、教育程度、體重指數（BMI）及病程]及臨床生化指標[空腹血糖（FPG）、糖化血紅蛋白（HbA1c）、總膽固醇（TC）、三酰甘油（TG）、高密度脂蛋白（HDL）及低密度脂蛋白（LDL）]。用酶聯免疫吸附法（ELISA）測定血清ucOC水平，并進行認知功能量表（RBANS）（包括即時記憶、視覺廣度、言語功能、注意力和延遲記憶）評分。比較以上兩組認知評分是否存在差異；將T2DM組按ucOC中位數水平分為高ucOC組和低ucOC組，對兩組的認知評分進行比較。用單因素相關及多元逐步回歸分析ucOC與認知評分之間的相關性。結果①T2DM組較對照組TC、TG及FPG水平升高，HDL、ucOC水平降低（P＜0.05），兩組年齡、教育、BMI及LDL差異無統計學意義（P>0.05）；②與對照組比較，T2DM組RBANS量表總分、即時記憶、視覺廣度、注意力及延遲記憶評分降低（P＜0.05），兩組言語功能評分差異無統計學意義（P>0.05）；③在T2DM組中，低ucOC組較高ucOC組RBANS量表總分、即時記憶、言語功能、注意力及延遲記憶評分降低（P＜0.05）；④經多元逐步回歸分析發現在T2DM組中：ucOC與HbA1c呈負相關（P＜0.05），并且ucOC與RBANS量表總分、即時記憶、言語功能、注意力及延遲記憶評分呈正相關（P＜0.05）。結論

T2DM男性患者血清ucOC水平降低可能是其認知功能受損的危險因素之一。

關鍵詞：2型糖尿病；男性；羧化不全骨鈣素；認知

近年來2型糖尿病（type 2 diabetes mellitus，T2DM）與認知功能障礙的關系越來越被人們關注。研究表明，T2DM患者出現認知功能障礙（如老年癡呆、血管性癡呆等）的危險性是正常人的1.5～2.0倍[1]，但是其確切的機制還不是很清楚。骨鈣素是成骨細胞分泌的一種非膠原蛋白質，目前動物實驗發現骨鈣素，尤其是羧化不全骨鈣素（undercarboxylated osteocalcin，ucOC）可以穿過血腦屏障改善小鼠的認知功能[2]。因此，本文旨在探討2型糖尿病男性患者血清ucOC水平變化及與其認知功能受損的相關性。

1　資料與方法

1.1研究對象

選取2014年3月-2015年3月唐山工人醫院內分泌科住院的T2DM男性患者71例，均符合1999年WHO糖尿病診斷標準。同時從醫院健康體檢中心選取非糖尿病健康男性68例作為對照組。所有入組對象均排除以下情況：①既往或者目前正在服用性激素、糖皮質激素、噻唑烷二酮類、雙磷酸鹽、鈣劑、維生素K、華法林及維生素D；②既往有骨折病史；③急性或慢性感染性疾病；④甲狀腺及甲狀旁腺疾病或者其他與內分泌相關的疾病；⑤癌癥、肝病、腎病、視網膜病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（冠心病）、腦卒中、神經精神異常及其他中樞神經系統疾病。

1.2研究方法

1.2.1一般資料收集記錄患者的年齡、教育、體重指數（body mass index，BMI）、病程。收集其臨床檢驗結果，包括空腹血糖（fasting plasma glucose，FPG）、糖化血紅蛋白（glycosylated hemoglobin A1c，HbA1c）、總膽固醇（total cholesterol，TC）、三酰甘油（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL）、低密度脂蛋白（low-density lipoprotein，LDL）。

1.2.2血清ucOC檢測患者于晨起6～7時抽取空腹靜脈血5 ml，室溫放置30 min后3 000 r/s離心15 min，收集上清液放入-80℃冰箱中待用。采用酶聯免疫吸附法（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）檢測血清ucOC水平。試劑盒購于北京誠林生物科技有限公司，批內和批間變異系數分別小于9%和11%。

1.2.3分組將所有研究對象分為T2DM組和健康對照組，比較兩組的一般資料及認知功能評分；此外，將T2DM組按照ucOC均數或中位數水平分為高ucOC組和低ucOC組，對兩組的認知功能評分進行比較。

1.2.4認知功能評定采用重復性成套神經心理狀態測驗（repeatable battery for the assessment of neuropsyehological status，RBANS）進行認知功能評定。它包括5個分測驗：即時記憶、視覺廣度、言語功能、注意力和延遲記憶，將以上5個分測驗得分相加，經查表以后獲得一個校正年齡影響的總分。RBANS量表已經被翻譯成中文，并且在漢族人群中試用的結果表明其具有良好的信度和效度，是評價認知功能的敏感工具。

1.3統計學方法

采用SPSS 13.0統計學軟件進行數據處理，正態數據用均數±標準差（±s）表示，非正態數據用中位數（四分位數間距）[M（Q25，Q75）]表示。組間比較用t檢驗或秩和檢驗。單因素相關性分析采用Pearson或Spearman，多因素相關分析用多元逐步回歸，P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1兩組一般資料及血清ucOC比較

與對照組比較，T2DM組患者TC、TG及FPG水平升高，ucOC、HDL水平下降，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組年齡、教育、BMI及LDL差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

2.2兩組認知評分比較

T2DM組較對照組，RBANS量表總分、即時記憶、視覺廣度、注意力及延遲記憶評分降低，差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組的言語功能評分差異無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

2.3T2DM低ucOC組與高ucOC組認知評分比較

根據ucOC均數或者中位數水平將T2DM組分成低ucOC組和高ucOC組。低ucOC組較高ucOC 組RBANS量表總分、即時記憶、言語功能、注意力及延遲記憶評分降低（P＜0.05），差異有統計學意義。兩組視覺廣度差異無統計學意義（P＞0.05）。見表3。

2.4T2DM組ucOC與一般資料相關性分析

單因素相關分析發現ucOC與FPG（P=0.001）、HbA1c（P=0.000）呈負相關。經多元逐步回歸校正年齡、BMI、病程、TC、TG、HDL及LDL的影響后，ucOC仍與HbA1c（P=0.000）呈負相關，與FPG的相關性消失。見表4。

表1　兩組一般資料及血清ucOC水平比較

表2　兩組認知評分比較

表3　T2DM低ucOC組與高ucOC組認知評分比較　[M（Q25，Q75）±s]

表3　T2DM低ucOC組與高ucOC組認知評分比較　[M（Q25，Q75）±s]

組別低ucOC組（n=35）高ucOC組（n=36）t/Z值P值[M（Q25，Q75）]　視覺廣度（±s）即時記憶/ [M（Q25，Q75）]　注意力/ [M（Q25，Q75）]　延遲記憶/ [M（Q25，Q75）]　RBANS量表總分（±s）言語功能/ 76（57,90）　75.74±11.49　95（90，101）　94（82，106）　89（78，94）　80.54±10.99 85（73.75,99.25）　81.42±12.81　101（970.00，104.75）100（91.75，111.25）　94（91.00，99.75）　89.39±10.60 -2.200　-1.963　-2.874　-2.463　-2.864　-3.453 0.028　0.054　0.004　0.014　0.004　0.001

2.5T2DM組ucOC與認知評分相關性分析

單因素相關分析發現ucOC與RBANS量表總分、即時記憶、言語功能、注意力及延遲記憶呈正相關（P＜0.05）。經多元逐步回歸校正年齡、教育、BMI、病程、FPG、HbA1c、TC、TG、HDL及LDL的影響后，ucOC仍與RBANS量表總分、即時記憶、言語功能、注意力和延遲記憶呈正相關（P＜0.05）。見表5。

表4　T2DM組ucOC與一般資料相關性分析

表5　T2DM組ucOC與認知評分相關性分析

3　討論

T2DM是最常見的代謝性疾病，越來越多的證據表明T2DM可以導致患者出現認知功能障礙，使其精神運動、注意力、學習記憶力、處理速度和執行力下降[3-4]。并且研究發現T2DM可以加快輕度認知功能障礙向癡呆的進展[5]。本研究結果顯示，與對照組相比，T2DM組RBANS量表總分、即時記憶、視覺廣度、注意力及延遲記憶均下降，表明T2DM患者認知功能受損，與目前的結果基本一致。

骨鈣素是一種成骨細胞分泌的非膠原蛋白質，根據其3個谷氨酸殘基是否被完全羧化，分為羧化不全骨鈣素（ucOC）和完全羧化骨鈣素（carboxylated osteocalcin，cOC）[6]。目前研究發現骨鈣素參與了糖脂代謝，其主要活性形式為ucOC[7]，并且血清鈣素水平與高血糖、胰島素抵抗、糖尿病、肥胖及代謝綜合征等呈負相關[8]。動物[9]及人體[10]試驗結果均表明T2DM可以使血清骨鈣素水平下降，其原因可能是高血糖抑制了成骨細胞的活性[11]或者直接的毒性作用[12]，導致成骨細胞合成和分泌骨鈣素減少。本研究發現2型糖尿病男性患者的血清ucOC水平較對照組明顯降低，并且ucOC與HbA1c呈負相關，這與目前的研究結果保持一致。

Oury[2]等人發現Ocn-/-（骨鈣素基因敲除）小鼠表現為空間學習和記憶缺陷，當外源性給予ucOC以后，小鼠的學習和記憶能力得到改善，并且海馬神經元細胞凋亡減少。臨床觀察中也發現，鎖骨顱骨發育不全（cleidocranial dysostosis，CCD）的患者可以出現認知功能缺陷[13]，該病是由Runx2基因突變引起的[14]，而Runx2正是調節骨鈣素表達的主要基因[15]。筆者的研究發現ucOC與T2DM男性患者的RBANS量表總分、即時記憶、言語功能、注意力和延遲記憶呈正相關。并且T2DM低ucOC組較高ucOC 組RBANS量表總分、即時記憶、言語功能、注意力及延遲記憶評分降低。以上研究均表明骨鈣素具有保護認知功能的作用，但是其確切的機制不清楚。通過查閱文獻，筆者找到以下幾個研究結果：①ucOC可以通過PI3K/AKT/NF-κB信號途徑來改善高脂誘導小鼠的內質網應激和胰島素抵抗[16]。②ucOC可以通過PI3K/AKT信號途徑來抑制自由脂肪酸誘導的內皮細胞凋亡[17]。③在動脈粥樣硬化中，骨鈣素可以通過PI3K/AKT/eNOS信號途徑來發揮其保護血管內皮細胞的功能[18]。PI3K/AKT是經典的胰島素信號通路，它參與了葡萄糖和蛋白質的合成、細胞的存活以及神經元的凋亡過程[19]。研究已經證明內質網應激和PI3K/AKT胰島素信號通路受損參與了糖尿病的腦損傷[20]，而骨鈣素（尤其是ucOC）可以改善內質網應激和胰島素信號通路受損，因此筆者認為這可能是其具有保護認知功能作用的機制。

綜上所述，2型糖尿病男性患者血清ucOC水平降低，認知功能下降，并且血清ucOC降低可能是其認知功能受損的危險因素之一。由于本研究的研究對象局限于男性，而且樣本量較小，今后還需要進行包含女性人群的大樣本研究來進一步明確血清ucOC與2型糖尿病患者認知功能受損之間的關系。

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（王榮兵編輯）

Association of serum undercarboxylated osteocalcin with cognitive deficits in male T2DM patients*

Xue-ling Sun, Hui Fang, Yu-kai Li, He-wei Zhang, Cai-xia An, Yue Yang, Yan-feng Zhen, Gu-yue Zhang, Dan-dan Zhang
(Department of Endocrinology, Tangshan Gongren Hospital of Hebei Medical University, Tangshan, Hebei 063000, China)

Abstract:Objective To investigate the association of serum undercarboxylated osteocalcin (ucOC) with cognitive deficits in male T2DM patients. Methods Seventy-one male inpatients in Tangshan Gongren Hospital and 68 male controls without T2DM from the Medical Examination Center were recruited. Data on demographic characteristics (including age, education, duration of illness and BMI) and clinical parameters (including FPG, HbA1c, TC, TG, LDL and HDL) were collected. ELISA was used to measure ucOC. Cognitive performancebook=46,ebook=52was assessed by the Repeatable Battery for the Assessment of Neuropsychological Status (RBANS), which consists of five subtests including immediate memory, visuospatial/constructional, language, attention and delayed memory. The scores from the aboved five subtests were scaled together to create a total score. Differences in RBANS scores were compared between the T2DM group and the control group. The T2DM patients were further divided into two groups according to the average level of ucOC, and the differences in RBANS scores were compared between the two groups. The correlation of osteocalcin with RBANS scores was analyzed. Results Serum TC, TG and FPG were all higher (P＜0.05), and HDL and ucOC were lower (P＜0.05) in the T2DM patients than those in the controls. Age, education, BMI and serum LDL were similar in both groups (P＞0.05). The total RBANS score and the subtest scores except for that of language were lower in the T2DM patients than in the controls (P＜0.05). In the T2DM group, immediate memory, language, attention, delayed memory and total scores of the patients with ucOC-H were all higher than those of the patients with ucOC-L (P＜0.05). Stepwise regression analysis showed that for the T2DM patients, ucOC was inversely correlated with HbA1c (P＜0.001), but was postively correlated with immediate memory, language, attention and delayed memory scores and total RBANS score (P＜0.05). Conclusions Decreased serum ucOC level may be one of the risk factors for cognitive deficits in male T2DM patients.

Keywords:T2DM; male; undercarboxylated osteocalcin; cognition

[通信作者]房輝，Email：fanghui@medmail.com.cn

*基金項目：河北省自然科學基金（No：H2015105083）

收稿日期：2015-09-20

文章編號：1005-8982（2016）03-0045-05

DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.03.009

中圖分類號：R749.24

文獻標識碼：A