跌倒與雙足靜力性平衡及羧化不全骨鈣素水平的相關性分析

王文杰 張秀紋 劉入華 楊乃龍*

1．青島大學附屬醫院黃島院區內分泌科，山東青島266003

2．山東省高密市中醫院內分泌科，山東 濰坊261500

3．青島大學附屬醫院黃島院區檢驗科，山東 青島266003

隨著社會的發展進步、醫療水平的提高，人口老齡化加重，老年相關疾病隨之增加，其中，跌倒問題越來越引起人們的重視，伴有實質性的醫療和經濟后果，可以造成身體不同程度的損傷，極大程度上影響了老年人的生存質量，嚴重者導致骨折、癱瘓、甚至死亡［1-3］。臨床上和科研上對跌倒有不同的定義:臨床上，把老年人跌倒在地上或者被發現躺在地上定義為一次跌倒，另外，它常常被定義為任何無意識地與支持面的接觸，例如椅子、柜臺或者墻;科研上，常常通過移動老年人腳下的支持面而改變平衡來模仿平衡失控，受試者在一個小平面上搖晃，當重心超過支持面限制的那一瞬間就可被定義為一次跌倒，或失去平衡(因為如果在保護措施沒有使用的情況下這就可以導致一次跌倒)［4，5］。跌倒的發生是多種因素相互作用的結果:老年人生理上的變化，使應變力下降，容易跌倒;中樞神經和周圍神經控制能力引起的平衡功能下降，容易跌倒;肌肉力量下降及步態不穩等［6］。因此，探究跌倒與雙足靜力性平衡的關系具有重要的意義。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(carboxylatedosteocalcin，cOC)［7］，目前研究發現骨鈣素參與了糖脂代謝，其主要活性形式為cOC，目前測定cOC相對困難，通常以測定ucOC來間接反映cOC的水平，ucOC越高說明cOC越低，且血清骨鈣素水平與老年跌倒呈負相關［8，9］，然而羧化不全骨鈣素與平衡能力的關系尚未研究，因此，探究老年人跌倒與羧化不全骨鈣素的關系也非常必要。

1 材料和方法

1.1 研究對象

選取我院2016年10月至2017年1月查體中心健康查體的125例健康老年人(其中包括1年內無跌倒史的31例、1次跌倒史的31例、2次跌倒史的30例、3次及更多跌倒史的33例)。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、雙膦酸鹽、鈣劑、維生素K、華法林及維生素D;②合并影響平衡能力的疾病:如腦血管疾病、嚴重骨關節炎、美尼爾氏綜合征等;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:記錄并統計入組者的年齡、體重指數(body mass index，BMI)、血壓、跌倒史。收集入組者血樣并測定糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobinA1c，Hb A1c)、總膽固醇 (total cholesterol，TC)、甘油三脂(triglyceride，TG)水平。

1.2.2 分組:將所有研究對象根據跌倒次數分為跌倒0次(A組)、跌倒1次(B組)、跌倒2次(C組)、跌倒3次及3次以上(D組)，比較各組之間的一般資料，并比較不同組之間的雙足靜力性平衡能力。

1.2.3 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/min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。試劑盒批內和批間變異系數分別小于9%和11%。

1.2.4 雙足靜力性平衡測定:Footscan Balance7.7平板式足底壓力測試系統是目前最先進的步態應力分析系統，由一塊50 cm×40 cm壓力分布測試平板及平衡分析軟件構成，在cm2的測試板上分布了約4個壓力傳感器、整個測試平板共有壓力傳感器4 096個，可以對任何接觸面之間的壓力分布進行靜態及動態測量，從生物力學角度以直觀、形象的二維及三維彩色圖像顯示壓力分布的輪廓及數值，獲取靜止或行走過程中的步態特征和平衡特征。雙足站立姿勢為:安靜、明亮的環境，受試者赤足站立于測試平板，雙足尖分開，形成約30°夾角，雙手自然下垂，雙眼平視前方，測試30 s。應用Footscan Balance 7.7平板式足底壓力測試系統(Rscan公司，比利時)測試受試者雙足靜止站立時的壓力中心在X方向及Y方向移動距離(Cop X，Cop Y)、壓力中心移動軌跡總長度(Cop total traveled way，TTW)、包繞95%壓力中心移動軌跡在內的橢圓面積(95%confidence ellipse area，EA)。

1.3 統計學處理

應用SPSS21.0軟件進行分析，符合正態分布的連續變量以±s表示，依據各組間臨床資料分布特點，符合正態分布、方差齊的計量資料組間比較采用ANOVA分析，組內比較采用LSD法。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料

根據患者跌倒次數將其分為4個組，分別為:跌倒0次(A組)、跌倒1次(B組)、跌倒2次(C組)、跌倒3次及3次以上(D組)。各組受試者在年齡、性別、體重指數、腰臀比等方面均無統計學差異(P＞0.05)(見表1)，具有可比性。

表1 各組臨床資料的比較(±s)Table 1Comparison of clinical characteristics between the groups(±s)

表1 各組臨床資料的比較(±s)Table 1Comparison of clinical characteristics between the groups(±s)

組別 例數(男/女)年齡(歲)體重指數(kg/m2) 腰臀比 HbA1c(%)血壓(收縮壓)mm Hg血壓(舒張壓)mm Hg總膽固醇(mmol/L)甘油三脂(mmol/L)A組 31(15/16) 56.00±6.73 24.21±2.12 0.89±0.02 7.98±0.83 119.04±17.00 72.42±9.63 4.39±0.97 1.63±1.21 B組 31(15/16) 58.87±6.59 24.02±2.15 0.88±0.03 8.10±0.75 118.05±15.33 70.42±6.43 4.38±1.01 1.60±1.01 C組 30(15/15) 60.19±5.74 23.81±1.87 0.87±0.02 8.02±1.11 117.92±14.55 73.23±5.43 4.20±0.87 1.58±0.92 D組33(17/16) 57.73±7.28 24.01±1.71 0.88±0.03 8.26±0.77 118.77±16.46 74.22±6.44 4.18±0.82 1.46±0.77 F值 0.275 0.186 1.362 0.067 1.487 1.067 0.065 0.253 P值 0.843 0.906 0.258 0.977 0.982 0.865 0.723 0.623

2.2 不同跌倒次數分組之間靜力性平衡比較

各組間受試者壓力中心在X方向的移動距離CopX及Y方向的移動距離CopY，差異均無統計學意義;壓力中心移動軌跡總長度(TTW)，D組及C組均明顯高于B組及A組，差異存在統計學意義(P＜0.05)，但D組與C組比較、B組與A組比較無統計學差異;包繞95%壓力中心移動軌跡在內的橢圓面積(EA)D組與A組、C組與A組之間差異均存在統計學意義(P＜0.05)，TTW、EA越高代表靜力性平衡越差，即跌倒與雙足靜力性平衡呈負相關。見表2。

表2 各組間Cop X、Cop Y、TTW及EA的比較(±s)Table 2Comparison of Cop X，Cop Y，TTW and EA between the groups(±s)

表2 各組間Cop X、Cop Y、TTW及EA的比較(±s)Table 2Comparison of Cop X，Cop Y，TTW and EA between the groups(±s)

注:與A組相比，*P＜0.05

組別 Cop X(mm) Cop Y(mm) TTW(mm) EA(mm2)A組0.352 0.173 0.035 0.007 6.30±1.79 8.41±2.42 81.23±11.38 5.23±2.31 B組 5.97±1.83 7.69±1.97 90.35±18.67 7.57±3.82 C組 5.71±1.50 9.23±5.81 120.03±22.81* 10.23±2.99*D組 5.09±2.57 9.48±4.47 127.48±27.51* 11.23±2.83*F值 0.963 2.142 10.077 5.037 P值

2.3 不同跌倒次數分組之間羧化不全骨鈣素的比較

各組受試者羧化不全骨鈣素的水平，見表3。B組、C組、D組較A組均增高，P＜0.05差異具有統計學意義，D組、C組受試者明顯高于A組、B組，表明跌倒次數越多，羧化不全骨鈣素水平越高，跌倒次數與羧化不全骨鈣素呈正相關。

表3 各組間羧化不全骨鈣素水平的比較(±s)Table 3 Comparison of levels of undercarboxylated osteocalcin between the groups(±s)

表3 各組間羧化不全骨鈣素水平的比較(±s)Table 3 Comparison of levels of undercarboxylated osteocalcin between the groups(±s)

組別 羧化不全骨鈣素(ng/mL)A組1.783±0.032 B組 2.352±0.021 C組 2.875±0.012 D組 3.382±0.031 F值 0.856 P值0.04

3 討論

跌倒是一種突然意外的倒地現象，多發生于老年人與嬰幼兒，但對老年人造成的危害更大［10，11］。跌倒是對老年人造成傷害的頭號殺手，不但會對軀體造成損傷［12］，例如關節積血、扭傷、骨折等嚴重外傷，還會造成“跌倒恐懼癥”給老年人帶來極大的心理損傷［12］。跌倒與年齡、糖尿病、高血壓、跌倒史以及所服用的藥物等密切相關［13，14］。

老年人平衡能力失調易導致機體跌倒，平衡能力越差，跌倒的風險也逐漸增加，Footscan balance 7.7平板式足底壓力測試系統多用于測試足底各處的壓力峰值，可獲得量化的平衡指標，常用于運動醫學中評價運動員的平衡能力。該系統通過客觀測量值評價受試者的平衡能力，具有檢測速度快、可用于大樣本量的檢測，且所得數據準確可靠［15］。因此我們采用該系統測試老年人的靜態平衡相關指標來預測跌倒的風險。壓力中心移動軌跡總長度(TTW)代表壓力中心移動軌跡的總長度，TTW越大、提示壓力中心的移動軌跡越大、即受試者的壓力中心移動距離越大，也就是說受試者的擺動幅度越大，因此提示受試者的靜力性平衡能力差，從而跌倒的風險增加。包繞95%壓力中心移動軌跡在內的橢圓面積(EA)代表受測試者包繞95%活動壓力中心移動軌跡在內的橢圓面積，EA越大，亦說明受試者穩定性差，跌倒風險大。

骨鈣素(osteocalcin，OC)又稱骨γ-羧基谷氨酸蛋白，是一種維生素K和維生素D依賴性鈣結合蛋白［16］。由BGLAP基因組成，該基因位于染色體1編碼位上(1q22)。骨鈣素分子含有49個氨基酸，分子量約5.8kD。循環中總骨鈣素(t OC)主要包括兩種形式，羧化不全骨鈣素(ucOC)和羧化骨鈣素(cOC)。在維生素 K和二氧化碳依賴性羧化酶的作用下，循環中總骨鈣素的17、21、24的谷氨酸殘基羧化，成為cOC。在酸性環境中可以脫羧為 ucOC，而含有未羧化谷氨酸殘基的骨鈣素稱為羧化不全骨鈣素(ucOC)。我們研究發現，老年人跌倒與雙足靜力性平衡及羧化不全骨鈣素水平均有密切的聯系，老年人跌倒與Footscan Balance7.7平板式足底壓力測試系統中測得的壓力中心移動軌跡總長度(TTW)、包繞95%壓力中心移動軌跡在內的橢圓面積(EA)呈正相關;跌倒組較對照組羧化不全骨鈣素水平升高，且跌倒次數越多，羧化不全骨鈣素升高越明顯，跌倒次數與羧化不全骨鈣素呈正相關。

綜上所述，我們可以應用Footscan Balance7.7平板式足底壓力測試系統評估老年人雙足靜力性平衡能力、同時測定羧化不全骨鈣素水平，可以預判老年人的跌倒風險，減少跌倒的發生率，從而提高老年人的生活質量。