老年慢性阻塞性肺疾病患者肺功能与骨密度和炎症因子的关系

李凝旭　涂艳　沈莹　覃艳琼　雷超　柳湘洁



老年慢性阻塞性肺疾病患者肺功能与骨密度和炎症因子的关系

李凝旭涂艳沈莹覃艳琼雷超柳湘洁

目的探讨老年慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者肺功能与骨密度(BMD)、炎症因子的关系。方法将89例老年COPD患者按肺功能分级情况分为4组,Ⅰ级组10例,Ⅱ级组43例,Ⅲ级组29例,Ⅳ级组7例,测定各组股骨颈BMD、腰椎L2～4BMD均值,检测各组炎症因子白介素-1(IL-1)、IL-8、IL-18和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的水平,并进行比较。结果患者股骨颈BMD随着COPD严重程度的增加而降低,不同肺功能级别组间差异具有统计学意义(P<0.05),腰椎L2～4BMD 差异无统计学意义(P>0.05);患者IL-1、IL-8、IL-18和TNF-α水平随着COPD严重程度的增加而升高,不同肺功能级别组间差异均有统计学意义(P<0.05)。结论老年COPD患者肺功能越弱,炎症因子水平越高，股骨颈BMD越低。

老年人; 慢性阻塞性肺疾病; 骨密度; 炎症因子

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是老年人中常见的由肺气肿和慢性支气管炎引发的全身性疾病,其特征表现为持续气流阻塞和进行性发展,COPD甚至会伴发骨骼肌肉功能障碍、骨量丢失和骨质疏松等[1-3]。有研究显示,COPD患者骨密度(bone mineral density,BMD)较同龄健康者显著下降,其骨质疏松发病率可达20%～58%,而老年COPD患者骨质疏松的发病率甚至更高[4]。COPD受多因素影响,其发病机制复杂,COPD患者全身炎症反应与炎症细胞因子及介质释放有关。本研究通过分析不同等级肺功能COPD患者BMD及炎症因子水平变化,探讨COPD患者肺功能与BMD、炎症因子的关系,现报道如下。

1　资料与方法

1.1一般资料选取在2013年2月至2015年1月我院收治的老年COPD患者89例,其中男54例,女35例,年龄60～82岁,平均 (71.83±11.21)岁,病程10～37年,平均(23.32±13.87)年。所有患者均符合中华医学会呼吸病学分会慢性阻塞性肺疾病学组制订的 COPD诊治指南(2013年修订版)[5],根据其肺功能临床严重程度的分级标准分为4级:1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second, FEV1)≥80%为Ⅰ级; 50%～80%为Ⅱ级; 30%～50%为Ⅲ级; <30%为Ⅳ级。Ⅰ级组10例,Ⅱ级组43例,Ⅲ级组29例,Ⅳ级组7例。排除标准:严重心脑血管、肝、肾疾病或糖尿病、肿瘤等;肺间质纤维化、支气管扩张、支气管哮喘等慢性呼吸系统疾病;长期服用糖皮质激素及长期卧床或活动受限者;其他可能干扰骨代谢的疾病。

1.2方法

1.2.1BMD检测:采用法国MEDLINK双能X线骨密度仪(型号:Osteocore2)进行腰椎L2～4、右侧股骨颈的BMD测定,根据 2011年WHO 骨质疏松症诊断指南,骨质疏松:T 值≤-2.5;骨量减少:T 值在-2.5～-1.0;正常:T值>-1.0。

1.2.2炎症因子水平检测:于清晨采患者10 ml空腹静脉血,室温下静置1 h,4℃下3000 r/min离心10 min,取血清,-20℃下保存。采用酶联免疫吸附法(ELISA) 进行白细胞介素1(IL-1)、IL-8、IL-18和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平的检测。所有试剂盒均购于北方生物技术研究所,所有检测均严格按照说明书进行。

1.3统计学处理采用SPSS 17.0统计软件,计量资料以均数±标准差表示,组间比较采用方差分析;计数资料组间比较采用卡方检验,以P<0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.14组患者不同部位BMD及T值比较肺功能减弱越严重,股骨颈BMD越小,股骨颈T值越小,各组间差异具有统计学意义(P<0.05)。各组间腰椎L2～4BMD、腰椎L2～4T值差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2.24组患者炎症因子水平比较肺功能病变越严重,IL-1、IL-8、IL-18、TNF-α水平越高,且不同肺功能级别组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表1　4组不同部位BMD及T值比较

注:与Ⅰ级组比较,*P<0.05;与Ⅱ级组比较,#P<0.05;与Ⅲ级组比较,△P<0.05

表2　4组炎症因子水平比较

注:与Ⅰ级组比较,*P<0.05;与Ⅱ级组比较,#P<0.05;与Ⅲ级组比较,△P<0.05

3　讨论

COPD是一种常见的慢性呼吸系统疾病,多发于老年人,且病死率高[6-8]。由于其病程呈缓慢进行性发展,给患者身体和精神上带来巨大的困扰,严重影响患者生活质量。COPD受多因素影响,发病机制复杂,目前病因尚不清楚,一般认为与慢性支气管炎和阻塞性肺气肿发生有关的因素都可能参与COPD的发生、发展,COPD患者在急性发作期过后,临床症状虽有所缓解,但其肺功能仍在继续恶化,累及多个系统[9]。有研究表明,COPD患者的BMD较一般人群低,骨质疏松患病率高,而随着肺功能的恶化,BMD下降更明显,炎症因子水平也呈逐渐上升趋势[10]。

COPD存在肺外表现,骨质疏松是COPD主要肺外表现之一,其发病机制尚不明确,维生素D缺乏、全身性炎症反应和糖皮质激素应用均会影响患者骨转换。骨质疏松的发生在患者全身各个部位是不均衡的,其中以腰椎、股骨颈等松质骨丰富的部位发生率最高[11-12]。本研究中,COPD患者股骨颈的BMD水平随肺功能降低而降低,肺功能越差,股骨颈的BMD及T值越低,差异具有统计学意义(P<0.05),其机制可能与通气功能障碍和通气/血流比例失衡致低氧血症,使患者活动减少有关,腰椎L2～4BMD及T 值与肺功能间差异无统计学意义(P>0.05),这可能与老年人退行性骨关节病变、主动脉钙化、易受药物影响等有关。

IL-1、IL-8、IL-18和TNF-α都是重要的炎症因子。IL是由多种细胞产生并作用于多种细胞的一类细胞因子。IL在传递信息,激活与调节免疫细胞,介导T、B细胞活化、增殖与分化及炎症反应中起重要作用。TNF-α可提高靶细胞对多种细胞因子的反应性,最终释放多种炎性介质,促进炎症反应、组织纤维化,从而导致 COPD的发生[13]。此外,TNF-α可诱导单核巨噬细胞释放IL-8,升高的IL-8可激活并趋化中性粒细胞释放大量蛋白水解酶、激活NADPH 氧化酶释放活性氧自由基、脂肪因子等,导致肺损伤、肺气肿严重。研究表明IL-1在 COPD发病过程中发挥重要作用,它参与由TNF-α、IL-8 以及中性粒细胞等多种炎症细胞或因子所构建的呼吸道自分泌系统[7]。IL-18可增强Thl、NK细胞的活性,调节免疫系统细胞的增殖,使IL-5、IL-13、γ-干扰素(IFN-γ)等多因子水平升高,促进炎症反应,加剧肺气肿、肺动脉高压等症状。因此,IL-18在COPD的发生发展中发挥的作用不容小觑。另外也有研究表明,重症COPD 患者体内超敏C反应蛋白(hs-CRP)、TNF-α、IL-6 等炎症因子水平升高,这些炎症因子水平的升高可能与患者骨质疏松有关[14]。

综上所述,COPD患者肺功能可能通过血液中炎症因子水平影响BMD。肺功能越差,血液中炎症因子水平越高,而股骨颈BMD越低。因此,改善COPD患者BMD,除了改善患者肺功能外,还可以从清除或者降低患者血液中炎症因子水平着手。

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Relationship of lung function with bone mineral density and inflammatory factors in elderly patients with chronic obstructive pulmonary disease

LINing-xu,TUYan,SHENYing,QINYan-qiong,LEIChao,LIUXiang-jie.

DepartmentofGeriatrics,LiyuanHospital,TongjiMedicalCollegeAffiliatedtoHuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430077,China

ObjectiveTo investigate the relationship of lung function with bone mineral density (BMD) and inflammatory factors in elderly patients with chronic obstructive pulmonary disease (COPD).MethodsAccording to lung function, a total of 89 elderly patients with COPD were divided into gradeⅠgroup (n=10), gradeⅡgroup (n=27), grade Ⅲ group (n=29), grade Ⅳ group (n=7). BMD of 2-4 lumbar spine and femoral neck, the levels of interleukin-1 (IL-1), interleukin-8 (IL-8), interleukin-18 (IL-18) and tumor necrosis factor (TNF-α) were detected and compared.ResultsWith the increase of severity of COPD, the BMD of femoral neck was reduced, and the difference was significant among four groups (P<0.05). There was no statistical difference in BMD of 2-4 lumbar spine among four groups (P>0.05). With the increase of severity of COPD, the levels of IL-1, IL-8, IL-18 and TNF-α were increased, and the difference was significant among four groups (P<0.05).ConclusionsThe decrease of lung function might be related with BMD of femoral neck, and the levels of inflammatory factors in elderly patients with COPD.

aged; chronic obstructive pulmonary disease; bone mineral density; inflammatory factors

华中科技大学自主创新基金(2013QN127)

430077湖北省武汉市,华中科技大学同济医学院附属梨园医院老年病科

柳湘洁,Email:liuxiangjie1968@126.com

R 563

A

10.3969/j.issn.1003-9198.2016.10.021

2015-12-14)