身材偏矮儿童维生素K2与骨代谢指标的相关性分析*

黄文渊,詹 璐

(浙江省中西结合医院儿科,杭州 310005)

维生素K2激活维生素K依赖性蛋白质,支持许多生物学功能,如骨矿化、血管硬化抑制、内皮功能改善、牙齿健康、大脑发育、骨关节和体重控制。近年来随着饮食习惯的大幅转变,维生素K,特别是维生素K2摄入量明显减少,导致严重的健康影响[1]。目前,越来越多家长关注儿童的生长发育,尤其是身高。儿童身高不达标与多方面因素有关,如营养状况不良、维生素D3缺乏、钙缺乏、生长激素缺乏、父母遗传因素等。然而,大部分身材偏矮儿童在生长激素不缺乏、营养状况良好、父母遗传因素较好及维生素D3、钙剂摄入充分的情况下,其身高依然达不到正常标准[2]。本文关注维生素K2不足的情况,明确儿童维生素K2营养状况及维生素K2与骨代谢指标的关系,旨在为身材偏矮儿童的生长发育提供治疗建议,现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2021年1月至2023年1月于本院生长发育门诊就诊的100例身材偏矮儿童作为研究对象。纳入标准:(1)年龄3～14岁;(2)身高、身长符合偏矮身材儿童、矮身材儿童,即根据《矮身材儿童就诊指南》《中国0～18岁儿童、青少年身高、体重的标准化生长曲线》,身材偏矮儿童定义为身高处于同种族、同性别、同年龄的正常人群平均身高减去1～2个标准差,矮身材儿童定义为身高低于同种族、同性别、同年龄的正常人群平均身高减去2个标准差。排除标准:(1)患有遗传性、炎症性及肿瘤性骨病;(2)患有甲状腺、肾上腺及甲状旁腺功能异常;(3)患有慢性肝脏、肾脏及心肺疾病;(5)参加本研究前进行过生长激素及骨代谢相关药物治疗;(6)临床资料不全。

1.2 方法

1.2.1参考标准

参考德国柏林医学诊断检验中心实验室标准,将血清维生素K2<0.1 ng/mL定义为缺乏[3],并根据维生素K2检测结果将所有研究对象分为维生素K2正常组和维生素K2缺乏组。

参考《维生素D实践指南》标准,将维生素D3<20 ng/mL维生素D3定义为缺乏,20～<30 ng/mL定义为不足,≥30 ng/mL定义为充足[4],并将维生素D3缺乏和不足划分为维生素D3偏低,充足划分为维生素D3正常。

1.2.2维生素K2和骨代谢指标水平检测

于晨起空腹采集静脉血2 mL,采用高效液相色谱串联质谱法(仪器型号为美国AB4500MD)测定血清维生素K2和维生素D3水平,采用全自动生化分析仪贝克曼AU5800测定血清钙、血清磷和碱性磷酸酶水平,采用BH5100型原子吸收光谱仪(北京博晖创新光电技术有限公司生产)检测微量元素钙离子水平。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 两组一般资料和骨代谢指标比较

与维生素K2正常组比较,维生素K2缺乏组维生素D3水平更低,维生素D3偏低的儿童比例更高,差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 两组一般资料和骨代谢指标比较

2.2 维生素K2与骨代谢指标的相关性分析

相关性分析结果显示,维生素K2水平与维生素D3水平呈正相关(P<0.05),见表2。

表2 维生素K2与骨代谢指标相关性分析

3 讨 论

维生素K2为维生素K依赖性蛋白(VKDPs,也称为Gla蛋白)羧化过程中的辅助因子之一。目前发现了17种不同的VKDPs,包括凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ,抗凝蛋白C、S、Z,基质Gla蛋白、骨钙素、富含Gla蛋白等。这些VKDPs在骨骼和心血管系统中起到了重要的保护作用,并广泛参与骨稳态、异位钙化、细胞分化和增殖、炎症和信号转导等生物学功能。维生素K2缺乏通常与特定疾病有关,如吸收不良、抗生素和药物相互作用等[5]。γ-羧化已被证明对VKDPs的功能正常至关重要。

维生素K2对儿童生长发育的生长发育影响体现在以下几个方面:(1)影响骨钙素[6]。骨钙素由成骨细胞合成和分泌,是49个氨基酸组成的特异性骨蛋白[7]。维生素K2在γ-羧谷氨酸上运输谷氨酸残基[8-9]。只有羧基化反应发生后,羧骨钙素才能对羟基磷灰石表现出高亲和力,从而促进钙盐沉积的发生[10-11]。由于γ-羧谷氨酸对羟基磷灰石分子中的钙离子具有很高的亲和力,大部分骨钙素存在于骨组织中,只有约20%释放到血液中,因此血液中骨钙素水平,尤其是未羧化骨钙素水平,可作为骨形成的诊断指标和评估骨折发生风险的指标,因血液中的骨钙素和骨中的骨钙素水平呈正相关,因此血液中骨钙素水平升高提示儿童骨矿化功能障碍[12-13]。(2)维生素K2是骨特异性基因的转录调节因子,并通过类固醇和异种受体(SXR)促进成骨细胞标志物的表达[14]。(3)维生素K2还通过抑制骨吸收激活因子(如环氧化酶2、前列腺素2和骨吸收因子)来抑制破骨细胞活性并诱导破骨细胞凋亡,即维生素K2既促进骨形成又抑制骨吸收[15-16]。因此,维生素K2在维持骨骼健康和预防骨质疏松症中起着关键作用。

本研究发现,身材偏矮儿童60%存在维生素K2缺乏,这与完颜泽伟[17]研究结果一致。同时,维生素K2缺乏组维生素D3水平较维生素K2正常组更低,且维生素K2水平与维生素D3水平呈正相关,这与黄淑芳[18]和郑婵娟等[19]研究结果一致。杜长秀等[3]研究认为,参与调节骨代谢的两个要素为维生素D3与维生素K2,维生素D3可在基因转录水平影响骨钙素的合成,且维生素D3水平同样影响骨钙素合成。而维生素D3缺乏会导致甲状旁腺激素分泌,甲状旁腺激素通过影响钙磷代谢,进而造成骨量减少,使佝偻病的发病率升高。KARPINSKI等[20]研究表明,低能量性骨折的健康儿童人群存在维生素K2和维生素D3缺乏,所以在缺乏维生素K2的基础上,维生素D3的缺乏加重影响了儿童正常的生长发育[21]。

本研究发现,维生素K2缺乏不会影响血清总钙、碱性磷酸酶、磷、微量元素钙的水平。张萍等[22]通过比较发育迟缓儿童与发育正常儿童微量元素,发现两组患儿血钙水平无差异。张鹏[23]也发现微量元素钙对于生长发育迟缓无影响。碱性磷酸酶水平是骨形成的标志之一,本研究结果表明,维生素K2缺乏会影响儿童生长发育,但维生素K2水平并不影响碱性磷酸酶水平,说明维生素K2可能不是通过改变碱性磷酸酶活性影响儿童身高生长,另一方面,患儿所处地域、光照时间及海拔高度等因素也会影响碱性磷酸酶水平,这一点需要临床进一步证实[24]。

综上所述,儿童骨骼是新陈代谢非常旺盛的器官,其通过骨合成和骨吸收两个过程对骨骼进行塑造和重建,维生素K2可通过增加骨钙素的合成和分泌,促进骨形成,抑制骨吸收,进而促进骨骼增长。临床实践需关注维生素D3和钙剂的补充,同时需要关注维生素K2的营养状况。若维生素K2的检测水平出现偏低,则需要及时补充维生素K2[25]。