相位角与绝经后女性骨密度的关系及对骨质疏松的预测价值

郭文雨,赵梦宇,李永丽,阚全娥

(1.郑州大学人民医院/河南省人民医院 内分泌科,河南 郑州 450003;2.河南省人民医院 a.内分泌科;b.健康管理中心,河南 郑州 450003)

绝经后的女性由于增龄和雌激素下降,骨质流失较快,发生骨质疏松(osteoporosis,OP)以及脆性骨折的风险较高。OP已成为我国中老年女性的重要健康问题[1],可导致骨折及跌倒风险,生存质量下降,社会和家庭的负担加重。生物电阻抗分析(bioelectrical impedance analysis,BIA)是一种简便、快速、非侵入的测量人体组成成分的方法。相位角(phase angle,PhA)是阻抗参数之一。近些年研究发现PhA与肌肉质量、肌肉力量、炎症参数、氧化应激、营养状态以及疾病不良结局等密切相关[2-3]。本研究旨在探讨PhA与绝经后女性骨密度的相关性,并探索预测绝经后女性发生OP的PhA临界值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取2022年6月至2023年4月在河南省人民医院健康管理中心体检的207例绝经女性。年龄50～70岁,自然绝经≥2 a。排除标准:有影响骨代谢的疾病;近6个月应用过影响骨代谢的药物;有严重的心脑血管疾病或肝、肾功能衰竭;体内植入心脏起搏器或金属医疗器械,无法进行体成分分析测定;长期吸烟或饮酒。本研究经医院医学伦理委员会审核批准,所有研究对象对本研究内容知情并签署知情同意书。

1.2 研究方法

一般资料。记录研究对象的年龄、身高、体重、既往史、烟酒史及用药史,并计算体重指数(body mass index,BMI)。

人体成分测量。采用由韩国Biospace公司生产的Inbody 770人体成分分析仪测定人体成分,由同一专业护理人员检测。受试者在禁食水8～12 h后,着轻衣、赤脚站立进行测量。测量内容包括骨骼肌质量(skeletal muscle mass,SMM)、内脏脂肪面积(visceral fat area,VFA)、体脂量(body fat mass,BFM)、体脂率(percentage body fat,PBF)、基础代谢率(metabolic rate,BMR)以及50 kHz的PhA 。并计算四肢骨骼肌质量指数(appendicular skeletal muscle mass index,ASMI),ASMI等于四肢骨骼肌质量除以身高的平方。

实验室检测指标。抽取患者空腹肘正中静脉血,测定空腹血糖(fasting blood glucose,FBG)、总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)以及碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)水平。

腰椎体积骨密度的测定及分组。应用Light Speed VCT 64排螺旋CT进行扫描,将定量CT(quantitative CT,QCT)体模置于扫描仪床上,从至肺尖至第2腰椎椎体下缘进行扫描。扫描参数:管电压120 kV,管电流100 mA,SFOV 50 cm,DFOV >40 cm,层厚1.25 mm。将CT图像按照标准算法重建后传输至QCTPro工作站,测定L1～2体积骨密度(volume bone mineral density,vBMD)并取平均值。测量由受过培训的专业人员测量完成。测量时避开影响骨密度的区域,如骨岛、骨皮质及椎体后中央静脉沟等部位。根据我国QCT诊断骨密度的标准[4]进行分组:vBMD绝对值>120 mg·cm-3为骨量正常;120 mg·cm-3≥vBMD绝对值≥80 mg·cm-3为低骨量;vBMD绝对值<80 mg·cm-3为OP。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 临床指标、PhA、腰椎vBMD及人体成分

OP组、骨量减少组、骨量正常组年龄依次下降,vBMD依次上升(P<0.05)。3组FPG、TC、TG、LDL-C、HDL-C、ALP、VFA、BFM、PBF差异无统计学意义(P>0.05)。OP组的PhA、BMI、SMM、ASMI、BMR低于骨量减少组和骨量正常组(P<0.05),骨量减少组与骨量正常组上述指标差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 3组研究对象的临床指标、PhA、腰椎vBMD及人体成分比较

2.2 腰椎vBMD与年龄、BMI及人体成分相关性分析

腰椎vBMD与BMI、SMM、ASMI、BMR 呈正相关(r>0,P<0.05),与年龄呈负相关(r<0,P<0.001),与VFA、BFM、PBF无相关性(P>0.05)。见表2。

表2 腰椎vBMD与年龄、BMI及人体成分的相关性

2.3 PhA与年龄、BMI、腰椎vBMD及人体成分的相关性分析

PhA与BMI、腰椎vBMD、SMM、ASMI、BMR均呈正相关(r>0,P<0.05),与年龄呈负相关(r<0,P<0.001),与VFA、BFM、PBF无相关性(P>0.05)。见表3。

表3 PhA与年龄、BMI、腰椎vBMD及人体成分的相关性

2.4 腰椎vBMD的多重线性回归分析

以腰椎vBMD为因变量,以年龄、BMI、PhA、ASMI、SMM、BMR为自变量,进行多重线性回归分析。结果显示年龄、PhA、ASMI为腰椎vBMD的影响因素(P<0.05)。见表4。

表4 腰椎vBMD 影响因素的多重线性回归

2.5 ROC曲线分析

PhA预测绝经后女性发生OP的AUC为0.797,95% 可信区间为0.733～0.861,最佳截断值是4.65°,灵敏度为73.6%,特异度为70.1%,约登指数为0.437。见图1。

图1 PhA预测绝经后女性OP的ROC曲线

3 讨论

OP的特征是骨量低、骨组织微结构退化、易发生骨折。近年来,QCT在临床诊断OP方面发挥重要作用。OP的骨质流失主要发生在骨小梁中,绝经后女性的骨微结构退化在松质骨中更为明显,而QCT 使用三维成像量化骨小梁的 BMD,不受身高、体重、脊柱严重退变、骨折和血管钙化等因素的影响[5]。因此更适用于绝经后女性及老年人BMD的测量。

PhA是电流穿透细胞膜时产生的电抗与电阻值之比,是一项评估细胞健康的指标[6],可以反映细胞膜的完整性以及细胞内外水分分布情况。健康成年人的PhA为5°～7°[7]。随着年龄增长,体内水分比例下降,PhA也随之下降[2]。本研究显示PhA与年龄呈负相关,与BMI、SMM、ASMI、BMR、腰椎vBMD均呈正相关,这与既往研究结果[7-8]一致。已有研究发现,较低的PhA可以预测肌少症的发生以及跌倒风险[9-11],并且与癌症、肝硬化、急性失代偿心力衰竭等疾病的不良预后的发生密切相关[12-14]。

OP与肌少症常见于中老年人且两者关系密切。肌肉含量是影响BMD的重要因素。本研究结果显示,OP组的SMM、ASMI低于骨量减少组和骨量正常组,且SMM、ASMI与腰椎vBMD均呈正相关。多重线性回归分析显示年龄和ASMI是腰椎vBMD的影响因素,这与袁嘉尧等[15]研究结果一致。肌肉组织对骨骼具有保护作用[16],BMR与BMD的相关性以肌肉为中间介质实现[17]。本研究结果显示BMR与腰椎vBMD呈正相关性。脂肪对BMD的影响目前研究结果尚不一致,有研究认为脂肪总量对BMD具有保护作用,而内脏脂肪则相反[18-19]。本研究未发现绝经后女性脂肪与BMD之间的相关性,可能与测量方法、研究对象及样本量有关。

PhA可以作为疾病的预后和伴随OP发展的潜在解释[20],与BMD相关,且独立于年龄、性别之外[8]。骨骼含有营养分子和代谢产物扩散所必需的水分。骨基质是由有机质和无机矿物质组成的复合物。其中胶原基质占有机质的90%。Sierpowska等[21]研究发现,骨成分,尤其是在水相中自由移动的离子和有机骨基质中的结合电荷,影响电学和介电参数。Liu等[22]研究发现小梁骨中的胶原基质结合水质子密度与BMD有较强的相关性。PhA与BMD的相关性可能与骨骼中含有的水分和有机质有关。本研究结果显示,PhA与腰椎vBMD呈正相关,多重线性回归显示PhA是腰椎vBMD的影响因素。推测绝经后女性出现BMD下降时,也伴随着骨骼中水分以及有机质的减少,从而影响了PhA。本研究进一步绘制了ROC曲线,发现PhA低于4.65°时,绝经后女性可能存在发生OP的风险。目前关于PhA预测OP发生的最佳截断值的相关研究较少,还需进行更多的研究进一步加以证实。本研究可能存在一定的局限性,单中心横断面研究,样本量偏少,可能存在选择偏倚,且只观察了PhA与腰椎vBMD及人体成分的关系,未观察其他部位的骨密度。

4 结论

PhA与绝经后女性腰椎vBMD及肌肉组织密切相关。目前BIA检查已广泛应用于人群的健康体检,低PhA可能是绝经后女性发生OP的预测因素,关注PhA有助于早期识别BMD的变化,并及时采取措施预防绝经后女性发生OP的风险及不良结局。