不同年齡髖部、腰部肌肉含量與對應骨密度相關性分析

劉功穩 陳斌 高焱 王嘯 張璐 張東 李澗 徐又佳*

1.蘇州大學附屬第二醫院骨科/蘇州大學骨質疏松診療技術研究所，江蘇 蘇州 215004 2.蘇州大學附屬第二醫院體檢中心，江蘇 蘇州 215004 3.蘇州大學附屬第二醫院老年醫學科，江蘇 蘇州 215004

肌肉含量與骨質疏松癥(骨密度)相關性研究越來越受到關注。有研究[1-5]認為，骨骼與肌肉在代謝、機能方面共享許多遺傳因素、環境因素，肌肉含量變化與骨形成關系密切、肌肉含量與骨骼骨量峰值關系密切；也有研究[6]認為，在老年人群中，肌肉含量、質量的下降將引起肌力減退、行動及平衡能力下降，從而增加骨質疏松性骨折風險。

新一代雙能X線骨密度儀(DXA)在測定骨密度的同時可進行脂肪、肌肉等成分分析，所以，DXA是目前了解肌肉含量的主要手段[7]。關于肌肉含量與骨量相關性臨床研究已有許多，主要圍繞肌肉含量變化與骨密度變化關系、骨質疏松骨折與非骨折人群肌肉含量比較[8-11]，但是，在一組人群中了解不同部位(髖部、腰部)的肌肉含量與骨密度關系的研究比較少見。本文將對8 305例來自同一家醫院、同一臺DXA的體檢資料進行回顧性分析，了解50歲以上人群髖部、腰部肌肉含量與相應骨密度的變化趨勢，分析不同年齡段中髖部、腰部肌肉含量與骨密度之間關系，旨在為臨床骨質疏松預防提供部分新的研究數據和相應研究觀點。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1研究對象：選取2008年6月至2013年12月在本院進行體檢的50歲以上人群資料，按照排除標準篩選后，共納入8 305人，其中男性3 345人，女性4 960人，均為長期定居蘇州且有正常生活習慣的漢族人，同時收集每人對應年齡、身高、體重數據。

1.1.2排除標準：體檢中心記錄了參加體檢人員的既往病史及用藥史，根據這些資料排除符合以下條件人員：①長期服用磷酸鹽類、類固醇激素、雌激素、降鈣素等影響骨代謝藥物的治療者；②合并慢性肝腎疾病、惡性腫瘤、糖尿病、免疫血液系統疾病等影響骨代謝疾病者；③40歲前行卵巢切除術者。

1.1.3儀器：使用美國Lunar公司生產的雙能X線骨密度儀(LUNAR，DPX-NT)，射線掃描技術為筆型束，骨密度分析軟件為enCORE version 13 (GE Health)。

1.2 方法

1.2.1體檢時檢測方法：身高和體重通過電子秤測量，身高脫鞋后測量(精確至0.1 cm)；體重脫去外衣后測量(精確至0.1 kg)；體質量指數(bone mass index, BMI)通過體重/身高2(kg/m2)計算。骨密度檢測部位(正位腰椎和左側髖部)：正位腰椎定位，上限位于12胸椎和第1腰椎間隙，下限位于第4、5腰椎間隙；左側髖部定位，左足置于定位器上，左下肢內旋15°～20°；系統自帶軟件自動劃定興趣區，在進行骨密度檢測的同時收集腰椎及髖部周圍肌肉組織占軟組織的百分比。

1.2.2分組：按性別分為男女兩組，再按照年齡各分為50～59、60～69、70～79、≥80歲4組。

1.3 統計學處理

2 結果

2.1 基本數據

女性與男性兩組之間平均年齡、BMI相近，而男性的平均身高、體重明顯大于女性。在DXA測量數據方面，男性髖部和腰周肌肉比例均值都大于女性，且髖部肌肉比例更明顯[(79.93±5.09) vs (72.65±5.56)]。無論男女，腰部肌肉比例均值都小于髖部肌肉比例；男性股骨頸T值均值(-0.55±1.09)遠小于腰椎T值均值(0.23±1.65)，但女性中股骨頸 T值均值(-1.16±1.23)大于腰椎T值均值(-1.52±1.56)。男性股骨頸、腰椎BMD均值以及股骨頸、腰椎T值均值都大于女性，其中男性腰椎T值均值遠大于女性[(0.23±1.65) vs(-1.52±1.56)]。以上數據差異均存在顯著的統計學意義 (P<0.001)，見表1。在男女兩組中，根據年齡50～59、60～69、70～79、≥80歲各分為4組，共8組，分組后各組情況見表2、表3。

項目女性(n=4 960)男性(n=3 345)P值年齡/歲63.5±9.462.6±9.6<0.001身高/cm157.1±5.4169.2±5.7<0.001體重/kg58.3±9.269.8±10.0<0.001BMI/ (kg/m2)23.60±3.3724.34±3.07<0.001股骨頸骨密度/ (g/cm2)0.79±0.150.91±0.14<0.001股骨頸T值-1.16±1.23-0.55±1.09<0.001股骨頸骨礦鹽含量/(g/cm)3.56±0.784.77±0.91<0.001髖部肌肉比例/%72.65±5.5679.93±5.09<0.001腰椎骨密度/(g/cm2)0.96±0.191.13±0.20<0.001腰椎T值-1.52±1.560.23±1.65<0.001腰椎骨礦鹽含量/(g/cm)26.54±6.6937.09±8.14<0.001腰部肌肉比例/%67.34±8.2472.66±8.38<0.001

項目50～59歲60～69歲70～79歲≥80歲(n=2 156)(n=1 584)(n=907)(n=313)年齡/歲55.2±2.864.5±2.874.4±2.884.1±3.5身高/cm158.5±5.1156.9±5.3155.3±5.4154.2±5.4體重/kg59.9±8.658.6±9.056.4±9.351.9±9.4BMI /(kg/m2)23.83±3.1723.78±3.3623.37±3.5621.81±3.66股骨頸骨密度/(g/cm2)0.87±0.130.77±0.120.70±0.140.63±0.12髖部肌肉比例/%73.70±4.7872.65±5.5070.80±6.1770.85±6.95腰椎骨密度/(g/cm2)1.03±0.170.92±0.170.90±0.190.86±0.19腰部肌肉比例/%68.05±7.3966.26±8.0566.70±9.1169.78±10.79

項目50～59歲60～69歲70～79歲≥80歲(n=1 662)(n=930)(n=530)(n=223)年齡/歲54.9±2.864.3±2.874.7±2.984.0±3.4身高/cm170.4±5.5168.2±5.6167.9±5.8167.3±6.1體重/kg72.3±9.569.1±9.465.6±9.863.6±10.3BMI/ (kg/m2)24.87±2.8624.39±2.9423.26±3.1922.73±3.52股骨頸骨密度/(g/cm2)0.95±0.120.90±0.130.83±0.150.80±0.15髖部肌肉比例/%81.21±4.1780.08±4.7877.62±5.9175.23±5.87腰椎骨密度/(g/cm2)1.11±0.171.13±0.201.15±0.251.17±0.25腰部肌肉比例/%73.16±7.7372.61±8.4671.74±9.4371.34±9.72

2.2 肌肉含量及相應骨密度變化趨勢

本組男性：髖部肌肉含量、股骨頸骨密度隨年齡增加均呈明顯下降趨勢，腰部肌肉含量隨年齡增加無顯著改變，腰椎骨密度隨年齡增加呈明顯上升趨勢。

本組女性：髖部肌肉含量、股骨頸骨密度、腰椎骨密度隨年齡增加均呈現出下降趨勢，腰部肌肉含量隨年齡增加變化較為復雜，呈先下降后上升趨勢。

圖1、圖2所示為男性、女性中髖部、腰部肌肉含量以及腰椎股骨頸骨密度隨年齡變化趨勢的折線圖。

2.3 髖部和腰部肌肉含量與骨密度的相關性

圖1 男性局部肌肉含量及相應骨密度隨年齡變化趨勢Fig.1 The trend of local muscle content and bone mineral density with aging in males

圖2 女性局部肌肉含量及相應骨密度隨年齡變化趨勢Fig.2 The trend of local muscle content and bone mineral density with aging in females

校正年齡、身高、體重、BMI等因素后的局部肌肉含量與骨密度偏相關分析結果見表4。

在男性及女性中，在50～59、60～69歲這兩個年齡段的偏相關分析中，髖周肌肉含量與股骨頸骨密度具有正相關關系，具有顯著的統計學意義(P<0.05)，其中，60～69歲組中髖周肌肉含量與股骨頸骨密度的相關系數最大。然而在70～79、≥80歲組中，髖周肌肉含量與股骨頸骨密度無相關關系。除了在男性70～79歲年齡段中，腰周肌肉含量與腰椎骨密度具有顯著的負相關關系(P=0.008<0.05)外，其余各年齡段中腰周肌肉含量與腰椎骨密度無相關關系。

表4 校正年齡、身高、體重、體質指數等因素后的局部肌肉含量與骨密度偏相關分析結果Table 4 The partial correlation analysis of local muscle content and bone mineral density after adjusting for age, height, weight, and BMI

2.4 髖部和腰部肌肉含量與骨密度的回歸結果

運用多元線性回歸模型進一步分析50～59、60～69歲兩個年齡段中男女的髖部肌肉含量與股骨頸骨密度之間的回歸系數(表5)。無論男女，在60～69歲組中的回歸系數β以及校正決定系數Radj2顯著大于50～59歲組，由此可見，髖部肌肉含量對股骨頸骨密度影響最大的年齡段在60～69歲，且該年齡段內建立的回歸模型對數據的擬合程度最佳。

表5校正年齡、身高、體質指數等因素后的髖周肌肉含量與股骨頸骨密度線性回歸結果

Table5The linear regression of hip muscle content and bone mineral density after adjusting for age, height, and BMI

年齡/歲女性男性βRadj2βRadj250～590.072?0.2180.059?0.11760～690.129?0.2220.143?0.165

注：*P<0.05。

3 討論

肌肉與骨骼共同組成運動系統，兩者存在緊密聯系和相互影響，肌肉系統的衰退會導致肌肉萎縮、功能減退，這些肌肉系統變化也會導致骨骼骨量下降；這些年，有研究者將進行性肌肉含量減少、肌肉力量下降和肌肉功能減退為特征的綜合征歸類肌少癥(sarcopenia)，還提出肌少癥與骨質疏松癥常常伴行，構成影響老年人生活質量的“活動障礙綜合征(dysmobility syndrome)”[6]。He等[10]用雙能X線骨密度儀對17 891名不同民族人群的骨密度以及人體成分進行測量分析，結果發現瘦體重(主要為肌肉)與骨密度具有顯著相關的關系，瘦體重越高，骨密度越高；Cui等[11]對1 406名成年人不同部位骨密度及身體成分的關系進行了類似的分析，得出與He研究一致的結果，證實了肌肉含量與骨密度之間的正相關關系。目前關于肌肉對骨骼的作用機制，有許多研究認為：①肌肉可分泌內分泌因子如IL-6、IGF-1、FGF-2等影響骨代謝[12-13]，相關細節仍待進一步研究；②肌肉收縮的力學刺激在骨骼的發育中具有主要的作用，骨組織內存在大量的微管結構，肌肉收縮產生的力傳導至骨骼，作用于該系統并使其內液體流動，刺激骨細胞產生一系列復雜的電化學反應，引起信號傳導通路的變化，同時液體流動產生的動態應力變化可促進成骨細胞增殖分化、抑制其凋亡從而影響骨的重建或改建[14-16]。

本研究中髖部肌肉含量與股骨頸骨密度的偏相關分析結果顯示，無論男女，50～59、60～69歲組中兩者是呈正相關的，Kim等[17]對1 275名韓國中老年人的四肢肌肉含量以及股骨頸骨密度進行測量分析發現兩者之間具有顯著的正相關關系，本研究結果與韓國學者研究相符。

那么，肌肉含量與骨密度的正相關性，在不同年齡組有沒有差異？本研究結果提示，50～59、60～69歲組中髖部肌肉含量與股骨頸骨密度存在正相關關系，筆者進行了多重線性回歸分析，結果顯示無論男女兩組，在60～69歲這個年齡段髖部肌肉含量對股骨頸骨密度的影響最為顯著。然而本研究中在70～79、≥80歲兩組中這種相關性不顯著，出現這一現象的可能原因是肌肉含量通常隨年齡增加而下降，但是下降的速度在不同年齡段存在差異；另外，還有研究表明肌肉含量在兒童時期呈逐漸增加趨勢，約40歲前后達到穩定，之后每年以1%～2%的速度降低[18]；根據Patel等[19]的報道，在40～80歲期間，“肌肉含量”總體下降30%～50%，50 ～60歲期間，“肌肉功能”每年下降1%～2%，60歲以后每年以3%的速度下降；由此可見，肌肉含量隨著年齡下降的趨勢在每個年齡段都具有差異性，同時肌肉力量的下降速度遠比肌肉含量的下降速度快，肌肉含量不變的情況下肌肉力量仍會隨著年齡增加而下降[20]，而肌肉含量、肌肉力量亦有報道對骨密度具有獨立的影響[10,21-22]，所以在70～79、≥80歲的年齡段，髖部肌肉含量與股骨頸骨密度無明顯相關關系。

在本研究中，筆者對腰部肌肉含量與腰椎骨密度(L1～4)進行了偏相關分析，結果發現在女性任一年齡段中兩者均無相關性，在男性中兩者之間關系則較為復雜。Kim等[5]對1 702名成年男性及2 192名絕經前婦女調查顯示，女性骨密度較男性骨密度更易受肌肉含量的影響，且女性中腰椎骨密度與肌肉含量無相關性，提示肌肉含量與骨密度的關系存在性別差異以及部位差異。造成這種差異性可能的原因是：①腰椎屬于富含松質骨的中軸骨，股骨頸屬于富含皮質骨的外周骨，由于松質骨代謝較活躍，約為皮質骨的8倍[23]，受雌激素等內分泌因素影響較大，而股骨承受的體力活動、負重以及機械負荷等應力作用較多，因此股骨頸骨密度受肌肉產生的應力因素影響更大[24-25]。②有研究發現，隨著年齡的增加，男性骨量丟失速度是股骨Ward三角>股骨頸>股骨粗隆>腰椎，且腰椎骨質增生發生率較大，導致男性腰椎骨量基本不變甚至增加的現象[26]，因此腰部肌肉含量對腰椎骨量影響不大，這可能是男性中腰椎骨密度與肌肉含量無相關性，甚至會出現負相關的原因。

本研究仍存在較多不足之處：①由于研究條件限制，有許多影響骨密度的因素如體力活動、肌肉強度等未能進行收集并進行相應的校正。②DXA測量亦有其不足，如分辨浸潤肌肉中脂肪組織精確度不足，可能會過高地估計肥胖體檢人群的肌肉質量，并且DXA測定的腰部肌肉包括腰腹部和腰背部肌肉，本研究未能具體區別兩者對腰椎骨密度的影響。

綜上，筆者認為，50歲以上的人群中，無論男女，腰部肌肉對腰椎骨密度基本無影響，在70歲以前(尤其是在60～69歲)髖部肌肉含量對股骨頸骨密度影響顯著，70歲以后髖部肌肉含量與股骨頸骨密度無關。該結論提示在肌少癥與骨質疏松癥相關范疇，建議50～70歲人群應關注下肢肌肉含量提高，以利骨量提高；70歲以上老年人群，應更關注下肢肌肉含量之外骨質疏松癥危險因素預防。