甲亢患者骨鈣素和甲功、骨密度及脂代謝指標(biāo)相關(guān)性研究

靳曉萍，韓 莉， 詹先琴， 王新玲， 王 燕

(新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院內(nèi)分泌科， 烏魯木齊 830001)

近期的研究發(fā)現(xiàn)，骨在能量代謝中起到重要的作用，成骨細(xì)胞產(chǎn)生的骨鈣素可以作用于胰島細(xì)胞上的骨鈣素受體增加胰島素分泌，作用于脂肪細(xì)胞增加胰島素的敏感性，是一個(gè)重要的能量調(diào)節(jié)蛋白[1-3]。甲狀腺功能亢進(jìn)癥是是指血循環(huán)中甲狀腺激素過多，引起代謝亢進(jìn)為主要表現(xiàn)的一組臨床綜合征。以Graves病最為常見，占所有甲亢的85%左右。本次研究觀察在以高代謝為主的住院甲亢患者中，骨鈣素和甲狀腺功能、骨密度及脂代謝指標(biāo)的相關(guān)性，發(fā)現(xiàn)骨鈣素可能影響到的臨床上常用的代謝性指標(biāo),探討骨鈣素在調(diào)節(jié)能量代謝的同時(shí)，對機(jī)體自身免疫功能的影響。

1 對象和方法

1.1 研究對象回顧性分析2014年1月-2015年12月在新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院內(nèi)分泌科的甲亢住院患者88例，其中男性32例(<65歲)，女性56例(未絕經(jīng)女性)。入選標(biāo)準(zhǔn)符合甲亢診斷標(biāo)準(zhǔn)：(1)臨床高代謝的癥狀和體征；(2)甲狀腺體征：甲狀腺腫和/或甲狀腺結(jié)節(jié)；(3)血清甲狀腺激素(自治區(qū)人民醫(yī)院內(nèi)分泌研究所甲狀腺功能參考值)：總?cè)饧谞钕僭彼?TT3)(0.8-2.0 ng/mL)、游離三碘甲狀腺原氨酸(FT3)(2.0～4.4 pg/mL)、總甲狀腺素(TT4)(5.1～14.1 μg/dL)、游離甲狀腺素(FT4)(0.93～1.7 ng/dL)增高，促甲狀腺素(TSH)降低(0.27～4.2 mIU/L)(中國甲狀腺疾病診治指南)。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)既往使用過糖皮質(zhì)激素的患者；(2)既往使用過性激素的患者；(3)既往使用過維生素D、鈣劑的患者；(4)患有除甲亢以外的其他影響骨代謝疾病的患者。

1.2 方法基本資料收集：所有受試者測定身高、體質(zhì)量，腹圍(WC)，計(jì)算體質(zhì)指數(shù)(BMI)。血清甲狀腺功能測定：留取空腹靜脈血標(biāo)本5 mL，采用化學(xué)發(fā)光免疫法(羅氏公司Cobas e602全自動(dòng)電化學(xué)發(fā)光免疫分析儀)測定TSH、FT4、FT3、TT4、TT3、甲狀腺球蛋白抗體(TgAb)、甲狀腺過氧化物酶抗體(TPOAb)，甲狀旁腺激素(parathyroid hormone, PTH)、維生素D水平(25-OH-D)；骨鈣素(osteocalcin, OC),測定N端-骨鈣素片段(N-MID osteocalcin)。測定空腹血清堿性磷酸酶(ALP)、血清鈣(Ca)、磷(P)、鎂(Mg)、總膽固醇(TC)、高密度膽固醇脂蛋白(HDL-C)、低密度膽固醇脂蛋白(LDL-C)、甘油三酯(TG)(雅培c16000全自動(dòng)生化分析儀)水平。尿碘檢測：采集一次性晨尿10 mL，檢測尿碘(《尿中碘的砷鈰催化分光光度法》(WS/T 107L2006))。按尿碘狀態(tài)進(jìn)行分組：碘過量組：≥300 μg/L；碘超足量組：200～299 μg/L；碘適量組：100～199 μg/L；碘缺乏組：尿碘<100 μg/L(2007年WHO、聯(lián)合國兒童基金會(huì)和國際控制碘缺乏病委員會(huì)共同修訂的評價(jià)碘營養(yǎng)狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn))。血清25(OH)D營養(yǎng)狀態(tài)評估：正常水平：30～60 ng/mL；維生素D相對不足：20～30 ng/mL ；維生素D缺乏：<20 ng/mL[4](25(OH)D∶1 ng/mL=2.5 nmol/L)。骨密度(bone mineral density, BMD)由指定ISCD認(rèn)證的技師操作，進(jìn)行中軸骨即全腰椎、股骨頸、Ward三角、全髖雙能X線骨密度測定(骨密度儀：MEDILINK.OSTEOCORE3)。

2 結(jié)果

2.1 甲狀腺相關(guān)指標(biāo)、骨代謝指標(biāo)、脂代謝相關(guān)指標(biāo)88例住院甲亢患者，年齡符合正態(tài)分布，平均年齡為(38.15±8.94)歲；甲亢病程不符合正態(tài)分布，其中位數(shù)(P25，P75)為1.0(0.33,4.0)年；部分臨床檢測指標(biāo)不符合正態(tài)分布,中位數(shù)(P25，P75)分別為：血清Ca: 2.29(2.26,2.32)mmol/L、P: 1.26(1.21,1.31)mmol/L、Mg:0.79(0.74，0.81)mmol/L；TRAb>1.75 IU/L的陽性患者共80例，占91%；入組甲亢患者尿碘檢測結(jié)果為：碘過量組11例，占12.5%，碘超足量組29例，占33.0%，碘適量組34例，占38.6%，碘缺乏組13例，占14.8%；維生素D水平(25-OH-D )檢測結(jié)果顯示：正常水平者3例，占3.4%，維生素D相對不足3例，占3.4%，維生素D缺乏82例，占93.2%(表1)。

表1 甲亢患者相關(guān)的代謝性指標(biāo)描述

注：T3：三碘甲狀腺原氨酸；T4:甲狀腺素；FT3：游離三碘甲狀腺原氨酸；FT4:游離甲狀腺素；TSH：促甲狀腺激素；TRAb:促甲狀腺素受體抗體；TPOAb ：甲狀腺過氧化物酶抗體；TGAb：甲狀腺球蛋白抗體；OC：骨鈣素；25-OH-D ：25羥維生素D；ALP：血清堿性磷酸酶；PTH：甲狀旁腺激素；BMI：體質(zhì)指數(shù)；WC：腹圍；TC:總膽固醇；HDL-C：高密度膽固醇脂蛋白；LDL-C：低密度膽固醇脂蛋白；TG：甘油三酯。

2.2 血清骨鈣素和甲功、骨代謝指標(biāo)、脂代謝指標(biāo)的相關(guān)性分析Spearman等級相關(guān)分析結(jié)果顯示：血清骨鈣素水平與TT3、FT3、TT4、FT4及TRAb正相關(guān)，(r值分別為0.428、0.458、0.352、0.357、0.250，P<0.05)；與TSH、TGAb、TPOAb及尿碘無相關(guān)性；血清骨鈣素水平與股骨頸、Ward三角、全腰椎骨密度呈負(fù)相關(guān)(r值分別為-0.227、-0.260、-0.246，P<0.05)；與全髖骨密度呈負(fù)相關(guān)(r=0.294，P<0.01)；與血清Mg水平呈負(fù)相關(guān)(r=-0.218，P<0.05)；與血清25-OH-D、ALP、PTH、及血清Ca、P水平無相關(guān)性；血清骨鈣素水平與BMI、TC、TG負(fù)相關(guān)(r值分別為-0.211、-0.224、-0.228，P<0.05)；與WC負(fù)相關(guān)(r=-0.341，P<0.01)，與血清中HDL-C、LDL-C水平無相關(guān)性(表2)。

表2 血清骨鈣素和各代謝指標(biāo)的Spearman等級相關(guān)分析

注:r: Spearman 等級相關(guān)系數(shù)(related Spearman coefficient)。*在 0.05 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。**在0.01 水平(雙側(cè))上顯著相關(guān)。

3 討論

血清骨鈣素主要包括兩種，即非羧化骨鈣素和羧化的骨鈣素。兩者之間的轉(zhuǎn)化取決于依賴維生素K的羧化酶。甲狀腺功能亢進(jìn)癥是一種高代謝癥候群，骨鈣素作為高骨轉(zhuǎn)換的指標(biāo)之一，在甲亢期升高。

目前的研究主要集中在骨鈣素對糖代謝的影響。在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中，骨鈣素(osteocalcin-/-)基因敲除小鼠的胰島素分泌水平、糖耐量及胰島素敏感性均有下降，肥胖發(fā)生率高于野生鼠。一項(xiàng)觀察糖皮質(zhì)激素所導(dǎo)致糖、脂代謝紊亂研究發(fā)現(xiàn)，如果擾亂靶向作用于小鼠成骨細(xì)胞的糖皮質(zhì)激素信號通路，則可以顯著減輕糖皮質(zhì)激素對骨鈣素合成的抑制作用，從而預(yù)防胰島素抵抗，減輕皮質(zhì)酮所導(dǎo)致的體重異常增加，給予羧化或非羧化的骨鈣素，都可以減少肝臟的脂肪沉積，改善胰島素受體的磷酸化。目前研究認(rèn)為G-蛋白偶聯(lián)受體(GPRC6A)在肝臟、胰腺β細(xì)胞、骨骼肌、睪丸、大腦等多組織器官表達(dá)。GPRC6A基因敲除(GPRC6A-/-)小鼠的表型和骨鈣素基因敲除鼠的表型類似。與野生型小鼠相比，有更多的白色脂肪、胰島素抵抗加重、肝臟脂肪化更嚴(yán)重、睪酮水平下降顯著。在臨床隨訪試驗(yàn)中，一項(xiàng)中國男性4年的糖尿病隨訪試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：糖耐量正常組有比較高的骨鈣素(≥23.33 ng/mL)，而糖尿病、糖耐量異常組的骨鈣素水平(<23.33 ng/mL)則較低(P<0.001),骨鈣素水平與血糖水平、胰島素抵抗水平負(fù)相關(guān)。在血糖正常中國女性的脂肪肝的研究中發(fā)現(xiàn)，血清骨鈣素與脂肪肝負(fù)相關(guān)(r=-0.124，P<0.01)[5]。以上研究提示，骨鈣素除了調(diào)節(jié)糖代謝以外，對脂代謝也有作用。一般認(rèn)為，F(xiàn)T3/TT3升高是甲亢患者低膽固醇、低體質(zhì)量的主要原因，結(jié)合本次研究發(fā)現(xiàn)，除了FT3/TT3對脂代謝相關(guān)指標(biāo)的影響之外，由FT3/TT3升高所致的骨鈣素可能同時(shí)參與了TC、TG及WC、BMI的調(diào)節(jié)，從而使甲亢患者在高代謝、高骨轉(zhuǎn)化狀態(tài)下，出現(xiàn)常見的低TC、低TG和低WC、低BMI的臨床特征。

在本次研究中，TRAb與骨鈣素正相關(guān)(r=0.25，P<0.019)。有研究證明甲狀腺上皮細(xì)胞表達(dá)成骨特異性轉(zhuǎn)錄因子(Cbfa-1/Runx2), 而Cbfa-1/Runx2是骨鈣素表達(dá)主要的轉(zhuǎn)錄因子。當(dāng)把Cbfa-1轉(zhuǎn)染后，發(fā)現(xiàn)堿性磷酸酶、Ⅰ型膠原蛋白和骨鈣素的表達(dá)均有增高，但抑制了促甲狀腺素受體(TSH receptor， TSHR)的表達(dá)。甲狀腺激素通過甲狀腺激素受體(thyroid hormone receptors，TR),發(fā)揮生理作用，TR包括TRα1、TRα2、TRβ1、TRβ24種形式。成骨細(xì)胞和軟骨細(xì)胞上均表達(dá)TRα and TRβ，但TRα1的濃度是TRβ1的10倍，因此，TRα1是三碘甲狀腺氨酸T3作用于骨的主要受體。T3刺激IL-6 和IL-8，強(qiáng)化IL-1 和 IL-6的作用，提高骨鈣素、1型膠原蛋白的合成，促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖、分化、凋亡[6]。Ercolano等[7]在診斷Graves’病的57例女性患者中發(fā)現(xiàn)，腰椎骨密度的Z值與TRAb負(fù)相關(guān)。

研究表明,甲狀腺細(xì)胞與成骨細(xì)胞分享部分相同的信號通路。在甲亢治療前后的臨床研究中發(fā)現(xiàn)，甲功正常后，骨鈣素水平較甲亢期明顯降低(P=0.006) ，在臨床治療甲亢患者中，隨著甲亢的控制，TRAb也是逐漸降低的，骨密度可以逐漸恢復(fù)[8]。這些研究提示，在甲亢患者中TRAb可能也是骨代謝變化的有效監(jiān)控指標(biāo)之一。從本研究結(jié)果中，我們推測骨鈣素的表達(dá)和TRAb的表達(dá)具有一定程度的同源性，因此，在考慮骨鈣素改善糖代謝胰島素敏感性，降低總膽固醇的同時(shí)，需要關(guān)注其可能存在的影響甲狀腺TRAb表達(dá)的可能，但這些具體相關(guān)機(jī)制有待進(jìn)一步的研究考證,骨鈣素和相關(guān)代謝指標(biāo)相關(guān)性分析見圖1。

注： T3: 三碘甲狀腺原氨酸； T4： 甲狀腺素； TRAb： 促甲狀腺素受體抗體； TC： 總膽固醇； TG：甘油三酯； BMI：體質(zhì)指數(shù)； WC： 腹圍。

圖1 甲狀腺功能亢進(jìn)中骨鈣素和各代謝指標(biāo)相關(guān)性分析示意圖

本次研究發(fā)現(xiàn)，甲亢患者的碘過量組和碘超足量組共40例，占45.5%。在新疆烏魯木齊常駐居民尿碘水平調(diào)查中發(fā)現(xiàn)碘過量占10%[9]。因此，在甲狀腺功能異常的患者中，監(jiān)測尿碘以控制碘的攝入對甲亢疾病的發(fā)生具有重要意義[10-11]。此次研究發(fā)現(xiàn)甲亢患者維生素D缺乏占93.2%，比其他報(bào)道的90.6%要高。一項(xiàng)針對絕經(jīng)后肥胖或超重女性的隨機(jī)雙盲臨床試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充維生素D 2 500 u/d、限制每日飲食的熱量攝入，可以影響血清骨鈣素水平，從而改善胰島素敏感性[12]。補(bǔ)充鈣及維生素D對于提高骨峰值非常重要[13]，19～51歲成人至少攝入維生素D 600 IU/d，以保證骨骼健康及肌肉功能[14]。因此甲亢患者補(bǔ)充維生素D可以改善骨骼和肌肉健康。

盡管骨鈣素在一般情況下是反映骨形成的指標(biāo)，但是由于成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞之間存在著密切的時(shí)間和空間偶聯(lián)性，因此，在甲亢這種高轉(zhuǎn)化狀態(tài)下，骨密度可出現(xiàn)下降。本研究發(fā)現(xiàn)盡管血清骨鈣素升高，但股骨頸骨密度、Ward三角、全腰椎骨密度值與骨鈣素負(fù)相關(guān)(P<0.05), 特別與全髖骨密度值顯著負(fù)相關(guān) (r=-0.294，P=0.005)。與此同時(shí)，由于高FT3/TT3、低TSH及高骨鈣素對合成代謝的影響，使BMI、WC減少，這些都會(huì)使骨密度下降。因此，在甲亢期間對鈣和維生素D的適宜補(bǔ)充就尤為重要。

本次研究是臨床甲亢患者的回顧性研究，盡管考慮了年齡、性別對骨鈣素、脂代謝及骨密度的影響，對甲亢患者的骨密度減低而言，TSH可能也是一個(gè)重要原因。本研究未發(fā)現(xiàn)TSH與骨鈣素及骨密度的相關(guān)性，可能與入選的甲亢患者TSH普遍較低有關(guān)。最后，本研究發(fā)現(xiàn)骨鈣素與TRAb顯著正相關(guān)，這其中的關(guān)系有待基礎(chǔ)研究進(jìn)一步闡明。

綜上所述，骨可能通過骨鈣素參與甲亢患者的脂代謝，降低患者TC、LDL-C及BMI、WC，減低中軸骨的骨密度。在甲亢患者中監(jiān)測尿碘、減少碘的攝入，足量補(bǔ)充維生素D，對維護(hù)甲亢患者的骨骼、肌肉健康非常重要。