符 婷 柯亭羽*
(昆明醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院內(nèi)分泌科,云南 昆明 650101)
骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis,OP)是一種以骨量降低,骨組織微結(jié)構(gòu)破壞,導(dǎo)致骨脆性增加、骨強度下降,易發(fā)生骨折為特征的全身性代謝骨病。有研究[1]報道2型糖尿病患者出現(xiàn)微量白蛋白尿后即可伴發(fā)明顯OP。2型糖尿病腎?。╠iabetic nephropathy,DN)并發(fā)OP的機制復(fù)雜,其中隨著病程進展,腎臟的合成、排泄、濾過等功能下降,導(dǎo)致體內(nèi)多種激素水平出現(xiàn)不斷變化,促進了OP的發(fā)病。該文就DN繼發(fā)體內(nèi)激素水平改變對成骨細胞(Osteoblast,OB)、破骨細胞(Osteoclasst,OC)的影響研究進展作一綜述。
DN不同時期對BGP的影響目前尚存在爭議,需進一步研究。多數(shù)研究[2]認為,DN可加重胰島素抵抗,導(dǎo)致BGP水平降低。BGP水平降低時OB的活性狀態(tài)下降,骨轉(zhuǎn)換及骨礦化速度失衡[3],另外BGP水平下降,BGP調(diào)節(jié)OC的趨化與分化,抑制異常的羥磷灰石結(jié)晶形成以及抑制生長軟骨的礦化速率功能失衡,使骨吸收大于骨形成,促進了OP的發(fā)病[4]。
DN時鈣磷代謝失衡,引起及加重繼發(fā)性甲狀旁腺功能亢進,PTH升高,刺激OC與OB的產(chǎn)生和成熟,進而促進鈣吸收[5-6],使骨鈣釋放入血,進一步加重骨量減少。過多的PTH會刺激OC的分化增殖,釋放大量的IL-6。IL-6可刺激骨吸收,刺激骨髓多核細胞呈OC表型,使骨吸收大于骨形成,導(dǎo)致OP的發(fā)病[7]。
流行病學(xué)資料表明,DN時患者存在TH水平的改變[8],5′-脫碘酶水平或活性降低,導(dǎo)致外周組織T4向T3轉(zhuǎn)化減少,T3水平降低。DN時,由于低蛋白飲食及UAE增加,血清白蛋白明顯低下,使TH結(jié)合球蛋白、結(jié)合前白蛋白降低,出現(xiàn)低T3、T4綜合征。TH減少時,對OB及OC的刺激作用均減弱,骨轉(zhuǎn)化減慢,骨礦化周期延長,且功能性O(shè)B數(shù)目減少,血清BGP降低,OC活性也降低,骨吸收速度減慢,引起低轉(zhuǎn)化型OP[9]。
DN患者常合并性腺功能減退,是導(dǎo)致老年糖尿病相關(guān)性O(shè)P的重要因素。血清E2與其受體α結(jié)合后,通過Wnt信號促進間質(zhì)祖細胞分化成OB,通過增加骨保護素/細胞核因κB受體活化因子配基比值,抑制OC的生成[10]。E2能抑制IL-1、IL-6、TNF-α等多種促進OC活性的細胞因子的分泌,從而抑制骨吸收作用[11-12],E2缺乏時,上述細胞因子產(chǎn)生增加,轉(zhuǎn)化生長因子-β、IL-12、IL-18等抑制OC形成的細胞因子產(chǎn)生減少,使骨吸收增強而發(fā)生OP。
Diaz研究表明DN患者中48.9%患者維生素D缺乏,36.6%患者維生素D不足[13]?,F(xiàn)研究證實維生素D可降低腎素基因啟動因子的活性,抑制腎素的表達,從而降低RAS系統(tǒng)活性[14-15],繼而減少血管緊張素的形成。AngⅡ作為RAS系統(tǒng)的主要活性物質(zhì),對骨代謝的調(diào)控發(fā)揮著重要的作用[16]。Hagiwara等[17]研究發(fā)現(xiàn),AngⅡ下調(diào)OB護骨素mRNA水平,并抑制ALP活性,vonKosa染色結(jié)果表明,AngⅡ(1×10-7mol)顯著減少礦化結(jié)節(jié)數(shù)和礦化總面積,降低細胞內(nèi)及間質(zhì)層的鈣含量,從而抑制OB的分化以及礦化能力。體內(nèi)外實驗證實AngⅡ可提高OB分泌血管內(nèi)皮生長因子(VEGF),從而實現(xiàn)對OC的生成、成熟、分化的調(diào)控[18]。AngⅡ還可通過ERKl/2和cAMP信號通路促進OB分泌IL-6,間接調(diào)控OB,直接刺激骨吸收[19]。此外AngⅡ促進OB合成分泌核因子κB受體,間接作用于OC,加速骨量丟失,同時可分泌護骨素來調(diào)控OC的成熟[20]。因此高水平AngⅡ促進OP的發(fā)病。
瘦素約80%經(jīng)腎臟清除,在腎小球以原形濾過。糖尿病患者腎功能受損影響瘦素的清除引起其濃度增高。瘦素與其受體結(jié)合發(fā)揮作用,瘦素對骨的影響可能是:①wong等[21]研究發(fā)現(xiàn),瘦素作用于下丘腦弓狀核神經(jīng)元細胞,降低神經(jīng)肽Y mRNA的轉(zhuǎn)錄,通過OB上的神經(jīng)肽Y受體抑制OB分化,影響骨密度。②瘦素可與人骨髓基質(zhì)細胞hMS2-12表達的瘦素受體結(jié)合,可提高其向OB分化,抑制其向OC、脂肪細胞分化,從而影響其骨代謝[22]。目前關(guān)于瘦素對骨代謝的影響結(jié)果仍存在爭議,部分研究結(jié)果提示瘦素對預(yù)防OP有保護作用,但也有部分研究未發(fā)現(xiàn)類似的陽性結(jié)果,其可能與年齡、性別、骨骼狀態(tài)有關(guān)。
Ran等[23]研究發(fā)現(xiàn),DN患者血清AdipoQ水平隨著尿白蛋白排泄率的增加而升高。Luo等[24]在以體外培養(yǎng)人OB的實驗對象中發(fā)現(xiàn),可能由于骨代謝的相互耦聯(lián)特性,AdipoQ促進OC的增殖同時亦可促進OC的增殖和分化,但對OC作用更明顯,從而表現(xiàn)出AdipoQ水平與骨密度呈負相關(guān)。
GLP-1是人體內(nèi)的一類腸源性激素,是DN的保護性激素,GLP-1分泌缺乏和DN的發(fā)生有關(guān)系。Nauck等[25]指出,DN患者GLP-1分泌受損。Ma等[26]的研究發(fā)現(xiàn),DPP4抑制劑能夠上調(diào)OB特異性轉(zhuǎn)錄因子Runx2的基因表達,抑制PPAR-γ的基因表達,因而OB數(shù)量增加,OC數(shù)量減少。Meng等[27]利用廢用性骨丟失大鼠模型研究發(fā)現(xiàn),GLP-1R表達于骨髓基細胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs),GLP-1與BMSCs的GLP-1R結(jié)合,通過調(diào)節(jié)PKA/β-catenin及PKA/PI3K/AKT/GSK3b信號通路促進BMSCs向OB分化,并抑制其向脂肪系細胞分化。由此我們可認為GLP-1減少對OP發(fā)病有一定的促進作用。
IGF-1是一種肽類激素,腎臟不僅合成IGF-1,而且降解IGF-1[28],目前關(guān)于DN時血清IGF-1水平改變的研究結(jié)果不一,有研究認為DN時血清IGF-1水平下降,是由于肝臟對GH的抵抗所致[29]。最近研究表明體內(nèi)IGF-1水平改變影響骨代謝,可能會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松[30]。IGF-1參與骨代謝的機制可能為:①IGF-1和OB表面受體結(jié)合后,使膠原蛋白合成增加,同時抑制OC中膠原酶的產(chǎn)生,并酸化骨原細胞和骨基質(zhì),利于骨礦化沉積[31]。②IGF-1與OC表面受體結(jié)合,直接作用于OC,IGF-1還可以通過誘導(dǎo)RANK-L合成,促進OC的產(chǎn)生[32]。③IGF-1可以促進VEGF在OB中的表達與合成,VEGF促進新生血管的形成,為骨的生長和形成提供必要的生長條件,從而間接促進骨的形成。目前也有研究證明低水平的IGF-1可以造成BGP降低,升高TRACP-5b,從而造成骨密度的下降,而高水平IGF-1可能調(diào)節(jié)成熟OB的轉(zhuǎn)錄因子,促進成骨祖細胞分化為成熟的OB[33]。
目前DN繼發(fā)體內(nèi)激素水平改變對骨細胞影響的研究已取得了一定的成果,但由于其相關(guān)影響因素復(fù)雜,DN時BGP、GLP-1、IGF-1的改變結(jié)論不一,需進一步研究。另外高水平的PTH、AngⅡ、AdipoQ及低水平的E2、TH、BGP、GLP-1、IGF-1對骨質(zhì)疏松有一定的促進作用,可為DN并發(fā)OP的早期預(yù)防、早期診治,臨床用藥及藥物開發(fā)提供新的依據(jù)。