老年髋部骨折非手术患者肌肉减少症发生机制的探讨

宋 倩，晁爱军

(天津市天津医院，天津 300200)

肌肉减少症简称肌少症，近年将肌肉减少症定义为随年龄增加，骨骼肌量、肌力及其功能下降的一种综合征[1]。人体骨骼肌数量50岁后以每年1% ～2%递减； 约35岁始，肌肉量、肌强度和肌力都开始下降，而后二者的下降程度又远大于前者[2-3]。不同人种之间也表现出同样趋势，巴西的一项研究结果表明[4]，成年人在不同身体功能测试中的表现随着年龄的增长而下降。

髋部骨折是骨质疏松性骨折中最严重的后果之一，可影响患者生活质量，缩短期望寿命，导致高死亡率和致残率。跌倒是导致骨质疏松患者发生髋部脆性骨折的重要原因之一。而老年人肌量减少导致的肌力下降及其功能减弱是跌倒的重要风险因子。而当老年人发生髋部骨折后，又会加重肌少症(sarcopenia)的进展。由此可见肌少症与髋部骨折是相互影响，互为因果的。

本科室收治的许多老年髋部骨折患者常常因为高龄、合并多种内科疾病等因素，较多失去了手术的机会。给予这些患者骨牵引治疗后，患者处于患肢制动，长期卧床的状态。能够顺利拔除骨牵引，开始功能锻炼也是卧床后12周左右开始进行。这有悖于骨折后的早离床、尽早进行功能锻炼的原则。长期的观察发现，患者在牵引的过程当中患肢骨骼肌肉萎缩发生率为100%，而其他部位肌肉亦发生不同程度萎缩现象。本文重点从骨质疏松、卧床失用状态、营养因素、应激性溃疡和感染、肠道菌群失调、胰岛素抵抗、认知功能障碍几方面讨论肌少症的发生。

1 骨质疏松

髋部骨折发生后的卧床状态，使骨量流失增加，原有的骨质疏松情况进一步加重。肌少症与骨量丢失和骨质疏松症有关。上海一项大型研究[5]，纳入了1 766名男性，和1 778名女性，年龄跨度在18～96岁之间。采用双能X线骨密度仪测定脊柱、股骨的骨密度、各部位的肌肉和脂肪含量。腿部肌肉质量对股骨骨量影响最大，而躯干肌肉质量对脊柱骨量影响最大。这一结论与亚洲的日本人和韩国人相同。在对脆性骨折患者的观察中，很多中心对骨密度和肌量的关系进行了观察。肌少症亦与脆性骨折密切相关。Di Monaco M的数据显示，在大量髋部骨折妇女中，肌肉减少症的高发率与骨质疏松症显著相关[6]。他的另一项研究则是针对髋部骨折后，对比男性与女性肌少症患病率，得出的结论是髋部骨折后肌肉减少的患病率比例很高[7]。肌肉减少症在男性明显多于女性。强调预防和治疗肌肉萎缩的相关性，特别是在男性。

2 卧床失用状态

随着年龄的增长，肌肉力量和功能的衰退要快于肌肉质量的丢失。测量肌肉力量和功能是评估老年人活动能力和身体健康状况的有效方法。我国近期一项对苏州养老院老年人营养、体育锻炼与肌肉减少症患病率的相关性显示[8]：肌肉减少症的患病率与肉、鱼、蛋和牛奶的摄入量以及每周有氧运动和阻抗运动的持续时间有关。体育锻炼可以提高肌肉的性能，肌肉的力量和防止肌肉数量的丢失[9]。我科大部分老年患者在入院前即已存在不同程度的肌肉数量减少及强度下降，这也是导致患者跌倒，最终致骨折的重要原因。而骨折后的长期卧床状态使肌肉强度的下降要早于肌肉量的丢失，活动强度不足导致肌力下降，而肌肉无力又使活动能力进一步降低，最终肌肉量和肌肉强度均下降。有研究显示[10]，耐力和阻抗训练通过对老年人骨骼肌葡萄糖代谢的影响而起到预防肌肉萎缩的作用。通过阻抗训练对抗肌肉废用是对抗肌肉力量和肌肉质量丧失、生理脆弱性及其对身体机能、活动性和独立性的衰弱影响的有力干预措施[11]。近期有研究提出，老年人应包括以有氧运动和阻抗训练为主的多组分项目锻炼，特别是在住院等肌肉运动锐减的情况下，以对抗老年人的肌肉减少[12]。然而，仍然需要证据来支持对不能进行体育锻炼的老年人给予被动运动策略，比如神经肌肉电刺激或振动疗法的有效性。

3 营养因素

骨折卧床后活动量锐减、活动存在局限，不仅对其饮食产生消极影响，同样抑制其对营养素的吸收、转化以及利用。同时，骨折应激状态下，老年人群极易出现多种长期卧床后并发症，同时预防多种并发症需要借助多重用药来维持正常生命活动，这也对其能量和营养素的摄入、代谢等环节产生不良影响。在这种状态下，老年人营养不良和蛋白质摄入不足，导致机体中的蛋白质合成量锐减，合成速率也明显降低，骨骼肌重链蛋白与线粒体蛋白合成速度下降，造成机体中骨骼肌蛋白量不足，肌肉蛋白合成和代谢就会受到严重的影响，从而引发肌少症。近期我国一项研究的结果支持充足的膳食蛋白质可以预防老年人的肌肉减少症[8]。另外有大量研究[13]显示：肌酸补充剂能增强老年人的肌肉力量，尤其在阻力训练期间补充肌酸，对对抗肌肉老化有有益作用。研究还强调，补充肌酸的时间和剂量可能是对抗肌肉老化的重要因素。但其应用策略对的长期影响还应该进一步研究。Candow等进行的一项荟萃分析显示肌酸补充与抗阻训练相结合，与单纯抗阻训练相比，对老化肌肉质量和上身力量有积极的影响，可以成为改善老年肌肉骨骼健康的有效干预措施[14]。

4 应激性溃疡和感染

随着年龄增长，胃黏膜自我新陈代谢能力降低，由于胃黏膜萎缩，使胃黏膜相关分泌能力降低，胃酸、胃泌素、内因子等消化与营养重要物质缺乏，导致消化及吸收功能障碍，患者发生营养不良的概率增高，与肌少症发生之间有密切联系。骨折创伤应激状态下，消化道溃疡的发生率明显升高，消化道黏膜受损，营养物质吸收障碍是引起肌少症的重要原因之一。如发生出血或穿孔等严重并发症，禁食水状态使肌少症状态更加严重。有研究显示，消化性溃疡是肌少症的相关危险因素[15]。慢性炎性反应是导致肌少症的重要原因，Zembrofi-Lacny等研究发现，在肌肉减少症的动物及人类的血清中，IL8、rINFn及CRP升高，IL-6水平下降。而liP感染的患者中，白细胞介素8(IL-8)、肿瘤坏死因子(TNF-ot)及超敏C-反应蛋白值升高更明显[16]。二者有相同的炎性因子表现，故认为慢性萎缩性胃炎带来的炎症反应是增加患者肌少症发生的原因之一。而通过抑制炎性反应，患者肌肉质量及力量均有明显改善。

促炎性反应细胞因子：促炎性反应细胞因子参与老年人肌少症的发病。研究发现，血IL-6、TNF-α和C-反应蛋白水平与肌肉量、肌肉强度有关[17]。荷兰老年人群的研究提示[18]，高水平IL-6和C-反应蛋白使肌肉量和肌肉强度丢失风险增加。髋部骨折状态下，有可能造成C-反应蛋白等炎性反应因子升高，这些炎性反应细胞因子增高引起肌肉组织合成代谢失衡，蛋白分解代谢增加。老年人炎性反应细胞因子长期增高是肌少症的重要危险因素。

5 肠道菌群失调

老年人骨折卧床的应激状态下，胃肠功能紊乱，易引起肠道菌群失调。动物研究显示：肠道菌群通过影响脂肪代谢、代谢产生胆汁酸[19]、菌群移位[20]，影响维生素合成[21]、影响肌酸降解、基因修复等方面对骨骼肌的数量、体积、质量产生影响。但肠道微环境与肌少症的相关性在人体的研究还比较缺乏。有研究显示：在43 岁及以下的人群中，约55%的人群有一个微生物组编码基因cbiN，这个基因可以编码维生素B12的生物合成，而在43岁以上的人群中，仅11% 的人有该基因。而维生素B12的缺乏可能是肌少症的一个促进因素[22-24]。除了维生素B12，肠道微生物也能影响维生素D的吸收。一项荟萃分析结果表明[25]，维生素D对肌肉力量有促进作用。近期一项研究表明[26]，摄入益生菌和益生元可以改善肠道菌群的动态平衡，防止虚弱和不健康的衰老。另有研究也得出相似的结论[27]：与使用安慰剂的对照组相比，老年人服用由菊糖和低聚果糖混合而成的益生元后，其疲劳指数和握力均有所改善(P<0.01或0.05)。

6 胰岛素抵抗

糖尿病和肌少症都是增龄性疾病，Leenders等研究认为，随着年龄增长，糖尿病患者肌肉质量、力量和身体活动能力均明显降低[28]。骨骼肌是糖摄取和贮存的主要场所之一。随着年龄增长，肌肉线粒体从催化脂肪酸代谢转向催化葡萄糖代谢的能力下降，加速了肥胖相关的胰岛素抵抗和糖代谢障碍[29]，而线粒体功能障碍、ATP合成不足又会引起肌肉蛋白合成不足。有研究者认为胰岛素抵抗是肌少症发生的潜在机制之一，胰岛素可促进蛋白质合成，包括肌肉蛋白，因此存在胰岛素抵抗时，肌肉蛋白合成减少，导致肌量下降[30]。在人[31-32]和动物[33]模型中，都报道了骨骼肌胰岛素信号传导的年龄相关损伤。髋部骨折发生时，可能加重原有的胰岛素抵抗及氧化应激状态，进而加快肌少症发生进程。

7 认知功能障碍

部分老年髋部骨折患者会出现认知功能障碍，这种创伤后认知功能障碍也逐渐受到临床医生的重视。美国一项研究显示[34]，老年人力量能力和认知功能相互影响，一项功能的缺失可以预测另一项功能障碍。肌少症不仅会影响老年人体力活动程度，也会影响老年人的认知水平，最终影响其生活质量。香港社区老年男性的肌少症患病率为9.4%，与高龄、认知功能低下[35]、蛋白质或维生素摄入低有关。一项来自台湾的包括7项由5 994名参与者组成的横断面研究显示：肌肉减少症与认知障碍独立相关。但其发生机制有必要进一步研究[36]。Sugimoto等的研究显示，活动量减低可能是认知障碍患者一个特异性的肌肉减少的危险因素[37]。但仍应从生理和心理两个方面探讨认知障碍患者肌肉减少的原因及预防。意大利的一项研究也得出相同结论[38]，即肌肉减少症和认知障碍呈正相关，但它们之间的相互作用还应进一步研究。Ohta也同样提出肌肉减少和身体虚弱与轻度认知障碍和阿尔兹海默症之间的相关性，特别强调这种关联在女性尤为显著[39]。

髋部骨折是导致老年人生活质量下降、致残、致死的重要原因。而肌肉减少症既是导致老年人肌肉力量下降、跌倒风险增加，最终导致骨折的重要原因，也是骨折后众多并发症之一。二者相互影响。对于髋部骨折的治疗，我们除了应用促进骨折的手段，争取让患者早期离床进行功能锻炼外，同时也应关注对肌少症进行早期干预与防治。