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维生素K2与2型糖尿病患者的骨质量研究进展

2014-01-24陈金燕陈蜀敏谢宏波赵军明

中国医药指南 2014年16期
关键词:骨钙素普洱骨密度

陈金燕 陈蜀敏 谢宏波 赵军明

(普洱市人民医院内分泌代谢科,云南 普洱 665000)

维生素K2与2型糖尿病患者的骨质量研究进展

陈金燕 陈蜀敏 谢宏波 赵军明

(普洱市人民医院内分泌代谢科,云南 普洱 665000)

2型糖尿病患者是骨折发病的高危人群,主要原因被认为是患者骨质量差。本文就维生素K2与2型糖尿病患者骨质量的研究进展进行综述。维生素K2对2型糖尿病患者骨折的预防机制是:促进骨钙素γ-羧化和诱导成骨细胞生产和分泌。

维生素K2;2型糖尿病;骨质量

糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一种全身代谢性疾病,其引起的并发症几乎累及机体各个组织,其中糖尿病骨质疏松(diabetic osteoporosis,DO)是DM在骨骼系统中出现的最常见的一种并发症。糖尿病分为两种:1型糖尿病(type 1 diabetes mellitus,T1DM)为胰岛素的绝对过少;2型糖尿病(type 2 diabetes mellitus,T2DM)为患者的胰岛素水平并不比正常机体少,但对胰岛素不敏感,导致血糖水平升高。T2DM的发病数占总的糖尿病的发病率的95%。2型糖尿病患者虽然骨密度正常,但是还是容易发生骨折[1]。因此有效防治T2DM导致的骨折已成为科研和医药工作者的一个重大课题。近年来,许多科研工作者研究了维生素K2(Vitamin K,VK)通过改善患者骨质量,能预防和治疗T2DM导致的骨折。本文就维生素K2与2型糖尿病患者骨质量的研究进展进行综述。

1 维生素K

维生素K是具有叶绿醌生物活性的一类物质,有K1、K2、K3、K4等几种形式。K1天然存在的,可从绿色植物中摄取;而K2是由肠道细菌(如大肠杆菌)合成。基本上,维生素K1是由饮食提供的;而维生素K2是通过肠道中的细菌合成。一些食品也含有维生素,尤其是发酵的大豆,奶酪,和豆腐等[2]。维生素K2目前被认为在在骨组织中维护骨质量方面发挥重要作用。

2 2型糖尿病患者的骨质量

1型糖尿病和2型糖尿病都会增加骨折的风险,然而二者的致病机制各不相同。2型糖尿病患者主要体现在骨质量的下降[1]。骨质量反映骨结构、骨损伤累积,以及骨矿化。最近,骨胶原交联已被确认为一个决定骨质量的重要因素。骨胶原蛋白的受损或非酶交联的增加被认为是衰老、骨质疏松症、糖尿病的骨力学特征之一。

3 维生素K2对骨质量影响

众所周知,维生素K2是γ-羧化酶的一个辅助因子,其转化骨钙素上的三谷氨酸残基变成γ-羧基谷氨酸残基;因此其对骨钙素γ-羧化是必不可少的。骨钙素没有这个羧化修饰,则缺乏结构完整性和失去结合羟基磷灰石的能力。羧化反应是一种细胞内翻译后的事件;所以,其一旦分泌,骨钙素将不再被羧化。最近的证据表明,维生素K2是一种骨特异性基因转录调节因子,其通过类固醇激素和外源性受体(sxrs),促进成骨细胞标志物的表达。

维生素K2缺乏的结果是损害骨钙素γ-羧化,从而损害骨质量。最近的研究发现,老年人维生素K2缺乏和髋部骨折风险增加有相关性被证实;维生素K2缺乏与日本妇椎体骨折有相关性也已被报道。因此,维生素K2缺乏可能有助于增加绝经后妇女和老年人骨折风险。故而血清标志物,未羧化骨钙素(ucOC)被认为是一个骨质量的重要指标[3]。

临床研究表明,尽管缺乏骨密度显著变化,维生素K2管理能降低骨折的发病率。最近的报道说明了维生素K2对骨密度影响。艾默斯等报道对绝经后健康的挪威妇女长达一年的维生素K2的补充降低血清ucOC,但它并没有影响关节,股骨颈,腰椎和全身骨密度。高剂量的维生素K2可以预防绝经后骨质疏松妇女的骨折,但没有增加骨密度[4]。因此,维生素补充剂能够改善骨质量而预防骨折,但无显著增加骨密度。

4 维生素K2和骨质量的实验研究

众所周知,骨腔隙系统在维持骨骼质量起着重要的作用。现有证据表明,在动物模型中,维生素K2改善骨的机械强度。维生素K2阻止减少卵巢切除大鼠股骨干的骨强度。维生素K2+雷洛昔芬对骨骼的影响表明:雷洛昔芬和维生素K2互补影响骨吸收和骨形成,从而显著改善的股骨颈骨强度。对镁缺乏的大鼠研究发现:维生素K2抑制镁缺乏引起的骨基质(胶原结构)减少[5]。故而,维生素K2可以改善骨质量和提高骨强度。

5 小 结

尽管BMD是一个很好的原发性骨质疏松症骨折的预测指标,但是BMD不能解释2型糖尿病患者骨折风险的增加[6]。2型糖尿病患者骨折更可能是由于不良的骨质量[7]。维生素K2能提高2型糖尿病患者的骨质量,从而预防骨折。目前维生素K2与2型糖尿病患者骨质量的研究还有许多未阐述清楚的盲区,相信随着分子生物学的发展,更大的样本量,更长时间的随访期间的调查,维生素K2将对2型糖尿病患者骨折预防和治疗起到积极作用。

[1] Adami S.Bone health in diabetes: considerations for clinical management[J].Curr Med Res Opin,2009,25(5):1057–1072.

[2] Okano T,Shimomura Y,Yamane M,et al.Conversion of phylloquinone (vitamin K1) into menaquinone-4 (vitamin K2) in mice: two possible routes for menaquinone-4 accumulation in cerebra of mice[J].J Biol Chem,2008,283(17):11270–11279.

[3] Cheung AM,Tile L,Lee Y,et al.Vitamin K supplementation inpostmenopausal women with osteopenia (ECKO trial): a randomized controlled trial[J].PLoS Med,2008,5(10):e196.

[4] Emaus N,Gjesdal CG,Alm B,et al.Vitamin K2 supplementation does not influence bone loss in early menopausal women: a randomised double-blind lacebo-controlled trial[J].Osteoporos Int,2010,21(10):1731-1740.

[5] Iwamoto J,Matsumoto H,Takeda T,et al.Effects of vitamin K2 on cortical and cancellous bone mass,cortical osteocyte and lacunar system,and porosity in sciatic neurectomized rats[J].Calcif Tissue Int,2010,87(3):254–262.

[6] Riek AE,Oh J,Sprague JE,et al.Vitamin D suppression of endoplasmic reticulum stress promotes an antiatherogenic monocyte/macrophage phenotype in type 2 diabetic patients[J].J Biol Chemistry,2012,287(46): 38482-38494.

R587.1

A

1671-8194(2014)16-0089-02

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