2型糖尿病绝经后女性患者经皮氧分压与骨密度的关系

林常松 莫朝晖

湖南省第二人民医院内分泌科，湖南 长沙 410021

糖尿病可通过多途径影响骨骼系统。近年来研究表明血管系统与骨骼健康密切相关，据研究，骨组织中有一种特殊的毛细血管(H型血管)促进骨形成[1]，并发现骨质疏松性骨组织中单位面积内的动脉毛细血管窦的数目减少，而成人骨重塑部位旁边的毛细血管数量明显增加[2]；与因关节炎而接受髋关节置换术或外伤性骨折相比，骨质疏松性髋部骨折组织的骨灌注量减少，骨密度下降[3-4]。这些研究表明血管系统包括微循环障碍对骨量的变化有重要影响。糖尿病随着病程的延长血管并发症增多，糖尿病视网膜病变、糖尿病肾病与骨质疏松症及髋部和骨盆骨折患病率的增加显著相关[5-6]。因此，糖尿病微血管循环在骨骼健康中起着重要作用。经皮氧分压(transcutaneous oxygen tension，TcPO2)是一种无创性、可重复性高的皮肤氧合检测方法，反映组织和细胞实际的氧供应量及皮肤的微循环功能状态，是反映微血管病变的主要检测手段[7]。TcPO2与2型糖尿病患者微血管事件的发生显著负相关，TcPO2可能是预测糖尿病微血管并发症发生的独立危险因素[8]。目前TcPO2在确定截肢水平、伤口愈合评估、再血管化及TcPO2作为心血管事件预测因子[9-11]等方面已有大量文献报道，但关于TcPO2与糖尿病骨质疏松的关系报道不多，且结果不一致。本研究通过探讨2型糖尿病绝经后女性TcPO2水平与骨密度的关系，进一步了解微循环对糖尿病骨密度的影响。

1 材料和方法

1.1 材料

收集2016年1月至2017年12月在中南大学湘雅三医院内分泌科住院的162例2型糖尿病绝经后女性患者相关资料。入选标准：(1)所有入选患者均符合1999年世界卫生组织(World Health Organization，WHO)2型糖尿病诊断标准；(2)所有患者年龄≥50岁，且绝经年限≥1年。排除标准：(1)内分泌疾病史：甲状腺功能减退、甲状腺功能亢进、甲状旁腺功能减退和甲状旁腺功能亢进和既往甲状腺切除者；(2)伴有严重心、脑、肝、肾脏器重大疾病者或严重感染者；(3)存在严重2型糖尿病急性并发症，如糖尿病酮症酸中毒、高渗性高血糖昏迷或合并其他严重疾病者；(4)成人晚发型自身免疫性1型糖尿病者；(5)类风湿性关节炎、肿瘤患者；(6)常年服用激素或其他各种影响骨代谢药物者；(7)髋关节置换、股骨头坏死、血液透析和其他影响骨的疾病；(8)因糖尿病足、蜂窝织炎、皮肤感染等双侧经皮氧分压、踝肱比(ankle-brachial systolic pressure index，ABI)相差较大者。

1.2 方法

1.2.1查阅并记录所有患者的一般情况：包括姓名、年龄、性别、身高、体重、糖尿病病程，绝经年限、血压、吸烟史、饮酒史、既往疾病史、服药史等。收集生化指标：包括高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein，HDL)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、甘油三酯(triglycerides，TG)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein，LDL)、血钙(calcium，Ca)、血磷(phosphorus，P)、空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)、空腹C肽、糖化血红蛋白(glycated hemoglobin A1c，HbAlc)、血清羟维生素D[25-hydroxyvitamin D，25(OH)D]等，留取清晨尿液进行尿微量白蛋白(microalbuminuria u-mAlb)检测。

1.2.2骨密度(bone mineral density，BMD)测定：采用美国 Hologic QDR-4500A型扇形束双能X线骨密度仪(DEXA)测定BMD和T值，每个患者由同一台机器固定专人负责。测量受试者以下部位BMD：腰椎正位腰1、腰2、腰3、腰4、腰1至腰4、Ward’s三角区、右侧髋部总体、右侧股骨颈、右侧股骨大转子及右侧股骨转子内(下文中简称为L1、L2、L3、L4、L1～4、髋部总体、股骨颈、大转子及转子内)。T值=(测定值-骨峰值)/正常成人骨密度标准差。根据WHO 推荐的诊断标准：T≥-1.0为骨量正常；-2.5

1.2.3TcPO2测定：采用瑞典Perimed PeriFlux System 5000经皮氧分压仪，该仪器由专业人员操作测量。选取远离骨、关节、角化层的双侧膝下及足背为检测部位进行标定。最终结果取两侧肢体的较小值。

1.2.4ABI测定：由测定TcPO2的同一医师完成，患者取仰卧位，应用多普勒超声血液流动探测器测量双上臂的血压、足背动脉或胫后动脉。通过将踝部压力(胫后或足背动脉压力)除以肱动脉计算出 ABI，取其较低值进行分析。

1.3 统计学方法

利用SPSS 24.0统计分析软件进行数据分析：首先对计量资料进行正态分布性检验，符合正态分布的连续变量采用均数±标准差表示，非正态分布连续变量采用中位数和四分位间距表示。多组间比较方差齐性采用单因素方差分析(ANOVA)，方差不齐使用非参数检验K-W(Kruskal-Wallis)检验；计数资料采用卡方检验(P<0.05，差异有统计学意义)；应用Pearson检验分析变量间的相关性，得出各自的相关系数(r值)及P值(P<0.05，差异有统计学意义)，校正混杂因素后，采用偏相关分析。影响因素采用多元逐步回归分析，选入自变量水准为0.05，剔除自变量的水准为0.1，检验水准设为α=0.05，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同骨量分组临床资料比较

骨质疏松组年龄、病程及绝经年限值大于骨量正常组及骨量减低组；骨质疏松组BMI、ABI、TcPO2及血钙小于骨量正常组及骨量减低组，其差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 不同骨量分组临床资料比较Table 1 Comparison of clinical data among various groups

2.2 TcPO2和ABI与各部位骨密度值的Pearson相关性分析

TcPO2与股骨颈、大转子、转子内、髋部总体及Ward’s 三角区骨密度、L1、L2、L3、L1～4均显著正相关(P<0.05)，r值分别为0.215、0.226、0.217、0.213、0.226、0.193、0.230、0.239、0.259。进一步校正年龄、病程、BMI、绝经年限后，进行TcPO2与各个部位BMD的偏相关分析，发现TcPO2与腰椎骨密度(L1、L2、L3、L1～4)仍正相关(P<0.05)，与股骨颈、Ward’s三角区BMD仍正相关(P<0.05)，见表2。ABI与下肢骨密度(股骨颈、大转子、转子内、髋部总体及Ward’s三角区骨密度)呈正相关，r值分别为0.240、0.268、0.267、0.263、0.286、0.164、0.182；与腰椎骨密度(L2、L3)正相关，r值分别为0.164、0.182。校正年龄、病程、BMI、绝经年限后，ABI与腰椎及下肢骨密度均无显著相关性(P>0.05)，见表2。

表2 TcPO2/ABI与各部位骨密度值的相关性分析Table 2 Correlation analysis of TcPO2/ABI and BMD in each part

2.3 骨密度与各变量相关分析及多元回归分析

股骨颈BMD与年龄、病程、绝经年限呈负相关(P<0.05)，r分别为-0.530、-0.187、0.561；与BMI、TcPO2、ABI、血清钙离子呈正相关(P<0.05)，r分别为0.329、0.215、0.240、0.231。腰椎 BMD与年龄、病程、绝经年限呈负相关(P<0.05)，r分别为-0.295、-0.164、-0.281。与BMI、TcPO2呈正相关(P<0.05)，r分别为0.290、0.259，见表3。分别以股骨颈及腰椎BMD作为因变量，筛选出相关指标作为自变量进行多元逐步回归分析，选入自变量的检验水准为0.05，剔除自变量的检验水准为0.10。分析结果示：绝经年限、BMI、TcPO2、Ca是股骨颈骨密度的独立影响因子。年龄、BMI、TcPO2是腰椎骨密度的独立影响因子，见表4。

表3 股骨颈和腰椎(L1～4)骨密度与各变量相关分析Table 3 Correlation analysis of BMD of the lumbar vertebrae and femoral neck and each variance

表4 影响股骨颈和L1～4骨密度因素的逐步多元回归分析Table 4 Stepwise multiple regression analysis of factors affecting BMD of the lumbar vertebrae and femoral neck

3 讨论

在这项横断面研究中，调查了2型糖尿病绝经后女性患者下肢血管病变是否与糖尿病骨质疏松(低骨密度值)有关。外周动脉疾病(peripheral arterial disorder，PAD)是T2DM的主要血管并发症之一，严重者可致畸、致残。PAD的研究使用低踝臂指数(ABI≤0.9)作为诊断的截止值[12]。已有大量研究报道PAD患者更易发生骨质疏松或脆性骨折。一项基于1292名老年妇女受试者的研究发现，下肢血管血流减少可能与髋部和跟骨骨质流失率增加有关[13]。Baldwin等[14]研究表明PAD与所有年龄阶段两性患者的骨质疏松均存在显著相关性。本研究发现骨质疏松组的ABI低于骨量正常组(P<0.05)。糖尿病患者因动脉壁钙化、动脉完全阻塞或侧支循环，ABI诊断存在一定局限性[12,15]。

TcPO2是一种简单、可靠的皮肤氧合检测方法，作为微循环功能的指标，不受动脉钙化的影响[16-17]。本研究结果中2型糖尿病绝经后女性患者下肢的TcPO2骨质疏松组较骨量正常组低，与各部位的骨密度呈正相关；将年龄、病程、BMI、绝经年限等因素进行校正后，TcPO2与腰椎骨密度仍显著正相关。多元逐步回归分析显示，TcPO2是股骨颈和腰椎BMD的独立影响因素，这提示TcPO2下降可能是绝经后妇女低骨量的一个预测因子。罗勇等[18]研究了骨质疏松组、低密度组、骨密度正常组3组间TcPo2的变化情况，但未得到TcPO2与BMD的相关性结论，考虑经皮氧分压检测结果受多因素的影响。近年来越来越多的分子和临床研究表明，骨造血系统和骨代谢密切相关[3,19]。Kusumbe等[1]研究表明在骨骼系统中发现一种称为H型的特殊毛细血管亚型，其特点是CD31和Endomucin(Emcn)的高表达，产生独特的微环境，调控骨血管系统的生长，维持血管周围的骨祖细胞，并将血管生成与成骨相结合。在去卵巢诱导骨质疏松年轻小鼠模型中，研究发现H型血管减少是骨量减少的独立影响因素，与年龄无关。此外，研究还发现骨祖细胞在H型血管附近富集，去铁胺处理后通过增加H型血管和骨祖细胞导致小鼠骨量显著增加[20]。在骨折愈合和修复过程中，血液供应对于骨修复骨和再生至关重要[21]。骨折中的血管形成障碍可导致骨愈合和再生延迟[22]。综上，体内微血管改变可能与骨量丢失相关或同时发生，为本研究结果TcPO2与骨密度的相关性提供理论支持。

TcPO2作为外周微循环的主要检测手段与糖尿病微血管病变密切相关，而糖尿病微血管病变主要表现为糖尿病肾病和糖尿病视网膜病变，尿微量蛋白和眼底摄影分别反映了糖尿病肾病和糖尿病视网膜病变。有相关研究使用眼底照相变化和24 h尿蛋白作为微血管病变替代性标志物研究微血管病变与BMD之间的相关性，结果显示微血管病变与女性骨密度呈独立的负相关关系(P<0.05)[23-24]。一项随访4.6年的研究表明，基线蛋白尿和骨折风险之间存在显著相关性[1.36(1.01，1.84)，P=0.04]，且大量蛋白尿的骨折风险高于微量蛋白尿。研究还发现蛋白尿的进展增加了随后髋部和骨盆骨折的风险，而蛋白尿转阴的受试者的结果与那些尿蛋白持续呈阴性的参与者的结果没有差异[5]。本研究收集尿微量白蛋白，这也是反映微血管病变的指标，结果发现绝经后妇女骨质疏松组尿微量白蛋白小于骨量正常组，与其他研究结果相矛盾，这可能可以解释为部分合并高血压患者服用ACEI类药物有降尿微量白蛋白作用。上述研究结果也提示了糖尿病微血管病变影响骨量，也间接反映TcPO2可以作为骨密度变化的一个监测指标。

综上所述，微血管损伤可能影响骨血管系统，并通过多途径引起骨量改变。TcPO2因其独立的生物特性及功能，精确监测下肢微循环功能状态，对骨质疏松有重要提示作用。这项研究仍存在几个不足点，本研究中的生物标志物均为临床参数，受多种因素的影响，且TcPO2是评价微血管病变的间接指标；本研究纳入样本量少，未把抗糖尿病药物纳入研究中；本研究中骨代谢检测指标不完整；本研究是一项横断面研究，不能确定微血管病变与骨密度之间的因果关系。

总之，本研究表明2型糖尿病绝经后女性骨质疏松患者TcPO2、ABI降低。除年龄、BMI外，TcPO2下降可能也是糖尿病骨密度降低的独立影响因素。