田雨,楊歷新
(1.青海大學研究生院,青海 西寧;2.青海省人民醫院,青海 西寧)
骨質疏松癥是一種隨著年齡增加而發生率升高的骨骼疾病,根據近年來我國一項人口數據統計所顯示,我國老年人口已是全球范圍內絕對指數最大的國家。目前,在十四億人口中,六十歲以上的老年人口已多達2億人,其中包括六十五歲以上的老年人(近1.5億人)[1]。而隨著老年人數量的逐年增長,老年性的骨質疏松疾病的發病情況逐年增加,因為臨床治療效果不理想,醫治花銷較多等客觀及主觀因素影響,為患者家庭及社會造成了較嚴重的壓力負擔。有關研討發現骨質疏松癥以及骨質疏松性骨折發生的重要要素涉及體內維生素D的減少及缺乏,同時也是發生骨質疏松癥和骨質疏松性骨折的重要風險因素[2],且查閱近幾年中國、美國[3-5]、加拿大[6]、英國[7]、波蘭[8]、日本[9]以及韓國[10]權威學術機構發布的關于骨質疏松癥臨床防治的相關指南中,都提到了需要維持絕對充足的VitD水平是骨骼健康的必要的條件。本文從維生素D的生理作用出發,闡述維生素D通過調節鈣、磷代謝、甲狀旁腺激素對于骨代謝的影響。
人體內絕大部分的維生素D是由于太陽的照射所產生,其中陽光中的紫外線是主要原因(波長290-315nm)[10]。而25羥維生素D的生成則是通過紫外線照射皮膚,使人體皮膚內的相關物質進而轉換為膽骨化醇,并且與人體血液內的VitD結合蛋白共同生成[11-12]。除去遺傳因素對維生素D的影響,其它影響因素包括包括光照時間、季節、健康情況以及地理位置等重要自然因素[13-14]。Gaugris S在其系統性回顧的相關研究中分析得出體內維生素D缺乏的最尋常的因素,為日照暴露不足[15]。因25(OH)D在人體中半衰期較長、血清濃度較高、且1,25(OH)2D容易受血鈣、血磷水平調節影響,故將其作為衡量人體維生素D的理想指標,隨著近幾年對維生素D研究的深入,國內外眾多研究表明維生素D對人體的眾多生理活動有影響,研究發現,維生素D不但參與生物的骨代謝及生物機體的免疫調節,并對肌肉以及心血管的產生有很多影響[16]。
就目前而言,維生素D不足的相關定義在社國際社會中仍存在一定的爭議,較多專家針對維生素D不足的標準做出了相關界定,該定義以20ng/mL和30ng/mL為關鍵節點,并由這兩個節點劃分出三種程度,低于20ng/mL為不足,處于21至29ng/mL為相對不足,而超過30ng/mL則是充沛。但當25羥維生素D超過150ng/mL(暨375nmol/L)時則屬于維生素D中毒[17-19]。美國國家健康和營養調查組織(National Health and Nutrition Examination Survey,NHANES)的相關最新數據顯示發現,有超過90%的在美國有色人種(包括黑人以及亞洲人等)和大約75%的美國白種人存在著維生素D不足的表現[暨25羥維生素D低于30ng/mL];現如今的數據較十年前的數據相比,維生素D缺乏的發生率在美國本土上基本上翻了一倍[20]。國內相關專家[21]朱漢民等人通過調查上海市在18歲至102歲的約2600例健康的成年人經過研究發現,維生素D不足的情況(暨低于15ng/mL)的發生率達到了32.45%。北方地區沈陽市通過在1996年到2006年這十年期間對長期存在維生素D不足情況的中老年人群所進行的跟蹤調查發現,冬春季節則是維生素D嚴重不足的重要時間[22-24];其次是對于絕經后的女性進行相關調研,結果顯示,在中國北京市停經婦女群體維生素D缺乏情況甚至達到了80%以上,相對而言,上海略低比例為68%。綜上所述,以上調查研究皆表明了維生素D不足是一種全球性的健康問題,這些調查研究均顯示維生素D受多種因素的影響,而在我國的相關研究表明,不同地域因經濟發展程度及飲食習慣等諸多因素影響,導致了維生素D的程度也存在必然的不同。
1,25-二羥維生素D3在與腎臟、骨骼以及腸道壁內的VitD受體相結合后,VitD在這些部位皆具有重要功能。例如,在腎臟及腸道內部和相應的受體結合,將促成Ga離子和P離子在腸道和腎臟中的吸收,而且作為骨基質中的蛋白基因轉錄的重要因子,VitD對于骨骼的形成也具有重要的促進的調控作用,不光促成骨基質的結合形成還參加了骨骼的形成以及礦化;1,25-二羥維生素D3也可以通過調節機體的反饋系統進行對PTH分泌的抑制,從而使機體血液內的Ca3(Po4)2離子的含量增加,從而推動骨質的正常礦化的狀態。并且,1,25-二羥基維生素D3也會激化破骨細胞的前體細胞的成長分化,從而使其數量增長,同時加強骨骼的吸收。這是VitD關于骨代謝的重要雙重性作用,而這個雙重性作用的相干結果的關鍵即是VitD的在機體內的含量,因此VitD在機體內的程度以及其影響要素對骨質疏松的臨床醫治療具備必然的現實意義。
2.1.1 維生素D在小腸粘膜的作用
1,25-二羥維生素D3可以使鈣離子和磷離子在腸道內更快被吸收。Ga離子的吸收主要依靠以VitD為載體的主動轉運形式,主要在十二指腸以及空腸上部分進行。主要過程則是,小腸黏膜上的刷狀緣通過鈣泵將腸道內的鈣離子主動轉運到細胞內部。在此活動中,活性VitD將更改腸道黏膜組織中的磷脂成分,從而增加鈣離子的通過率,而且加強腸道中的粘膜刷狀緣鈣離子-ATP酶的活性,進一步加快鈣離子在腸道內的吸收。而在對食物中的P離子的吸收則只要是兩種形式,暨磷酸鹽以及磷酸酯。而其中對于磷酸鹽的吸收則是以腸道為主,磷酸鹽在進入腸道黏膜中細胞的形式主要是被動吸收的彌散方式;磷酸鹽的主動吸收需要借助蛋白質、VitD和生物活性酶等物質的進行參與。當VitD不足時,將會導致生物機體的P離子的相應吸收減少,甚至血清中的Ga離子和P離子的水平降低。
2.1.2 維生素D在骨骼的作用
對于人體而言,骨骼是儲存Ga、P的重要場所,并且對于鈣離子和磷離子的水平穩定擁有相對重要的作用。在Ca、P的相對調解下,1,25-二羥維生素D3將會直接影響骨細胞,并且干預遺傳信息的轉錄流程,促進相關物質及細胞的合成分化,可以調控骨骼的成長及發育;而血液及腸道中的鈣含量下降并且不能支持血鈣的正常水平值時,1,25-二羥維生素D3將會和PTH一起作用,從而激化破骨細胞的前體轉變成為破骨細胞,為了維持血液中的鈣磷元素的相對穩定,破骨細胞進一步刺激了骨骼對于鈣磷元素的釋放。
2.1.3 維生素D在腎臟的作用
當1,25-二羥維生素D3再被腎臟器官羥化后可以直接進入近曲小管,并且直接對其進行作用,從而增強腎臟對于Ca離子和P離子的重吸收作用,其主要作用是升高血液中鈣含量和磷含量,降低尿液中鈣含量和磷含量。當血液中鈣含量較低時,甲狀旁腺激素將會在一定程度上增加,這將會推動破骨細胞的增長,進一步刺激破骨細胞中的相關物質,從而再使血液中鈣含量的增長;于此同時當將24,25-二羥維生素D3加速轉變為1.25二羥維生素D3來推動腎臟以及腸道對于鈣離子的吸收,而血液中鈣含量的不斷增加,長期情況下將會是骨質疏松以及骨疏性骨折煩人風險大大提高。
VitD的不足將會導致PTH的分泌增加或者繼發性甲狀旁腺相關功能在一定程度上的亢進,而PTH對于骨骼的轉化擁有一定程度上的雙向性作用,但是雙向性作用的最終結果將取決于VitD的相關水平,PTH的含量與骨轉化呈正相關。VitD也可以直接作用于甲狀旁腺的主細胞,從而抑制PTH分泌情況,而當VitD的水平降低時,PTH可以直接抑制成骨細胞,并且間接刺激破骨細胞,刺激骨鈣以及磷釋放入血。國際的研究現狀是:PAUL等專家在全球范圍內的調查和研究顯示研究內的所有地區的人類血清的PTH指數與25(OH)D的相關水平呈現一定程度上的負相關(暨r以0.25為界,p低于0.01)[25]。TomR等專家選取了約400名年齡在51-95歲的愛爾蘭國籍的健康絕經后女性進行調查研究,發現血液中25(OH)D水平以及PTH的相關指數呈現一定程度的相關(r=-0.241,P=0.014)[26]。而中國學者孟萍等人則對564名年齡六十歲以上九十歲以下的老年男性進行調查研究,發現25(OH)D的水平和PTH指數水平呈現一定程度的負相關(r=-0.240,P=0.000)[27]。
隨診人均壽命的提高骨質疏松癥的發病率也逐年增加,因其病程較長、治療費用較高、治療效果不佳等因素的限制,骨質疏松已成為各國所關注的重要國民生活健康問題,而VitD是影響骨質疏松的重要因素之一,因其人群的普遍缺乏亦成為全球性問題。一方面,維生素D可以通過調節鈣、磷的在腸道的吸收和在腎臟的重吸收影響骨代謝,另一方面,維生素D通過PTH發揮對于骨骼的成骨和破骨的雙向性作用,而持續的PTH刺激可以影響重吸收的增長,并且小劑量一級間歇性的實際應用PTH可存進骨的形成,促進作用或抑制作用的根本原因是血清維生素D的濃度。因此,維持適宜水平的25(OH)D的水平是維持骨健康不可缺少的條件。