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維生素D與老年疾病

2023-07-18 00:00:00桑丹卓嘎鄭松柏
國際老年醫(yī)學(xué)雜志 2023年1期
關(guān)鍵詞:骨質(zhì)疏松肌少癥維生素

[摘 要] 維生素 D (VitD) 是具有多種重要生理功能的脂溶性維生素,可調(diào)節(jié)鈣磷代謝。老年人群 VitD 缺乏的發(fā)生率隨增齡而增加,從而引發(fā)骨質(zhì)疏松與肌少癥。 VitD 也與心血管疾病、阿爾茨海默病及糖尿病等密切相關(guān)。本文對(duì) VitD 與上述疾病在老年人群中的研究現(xiàn)狀作一綜述,以期為此類疾病的預(yù)防與治療提供參考。

[關(guān)鍵詞] 維生素 D;老年人;骨質(zhì)疏松;肌少癥

doi:10.3969/j. issn.1674-7593.2023.01.019

Vitamin D and Age - related Diseases

Sangdan Zhuoga , Zheng Songbai **

Department of Geriatrics , Huadong Hospital Affiliated to Fudan University , Shanghai 200000

** Corresponding author : Zheng Songbai , email: songbai1009@163. com

[Abstract] Vitamin D (VitD) is a fat soluble vitamin with many important physiological functions . It regulates metabolism of calcium and phosphorus . The incidence of VitD deficiency in the elderly is increasing with aging , resulting in osteoporosis and sar- copenia. There is a close relationship between VitD and cardiovascular diseases , Alzheimer disease , diabetes and so on. This arti- cle reviews the research status of VitD and above diseases in the elderly in order to provide references for the prevention and treatment.

[Key words] Vitamin D; Elderly; Osteoporosis; Sarcopenia

維生素 D (Vitamin D , VitD) 是具有多種生理作用的脂溶性維生素,主要有 VitD2 和 VitD3 兩種形式。 VitD 與血液中的 VitD 結(jié)合蛋白結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟,在25-羥化酶的作用下轉(zhuǎn)化為25-羥基 VitD3 (25- OH - D3) , 然后在腎近端小管 l“-羥化酶的催化下轉(zhuǎn)化為活性更高的1 , 25-二羥基 VitD3 [1 , 25- ( OH)2 - D3] , 也稱活性 VitD3。后者與靶組織細(xì)胞膜受體結(jié)合,發(fā)揮相應(yīng)生理作用。人體內(nèi)源性 VitD 來源于皮膚,皮下組織的7- 脫羥膽固醇在紫外線作用下合成 VitD3; 而外源性的 VitD 主要來自魚類、蛋類、奶類、動(dòng)物內(nèi)臟等食物。美國內(nèi)分泌學(xué)會(huì)推薦30~100 ng/mL 為血清25- OH - D3 的適宜濃度,20~29 ng/mL 為25- OH - D3 不足,lt; 20 ng/mL 為25- OH - D3 缺乏 [1]。我國老年人 VitD3 缺乏率為40.04% , 并隨增齡而增加[2]。老年人 VitD3 缺乏的原因包括:皮膚合成 VitD3 能力下降;暴露于紫外線照射的機(jī)會(huì)減少;腸道 VitD 受體(Vitamin D receptor , VDR)的數(shù)量和親和力降低,對(duì) VitD3 的吸收減少;腎臟 l“-羥化酶活性降低,生成的1 , 25- (OH)2 - D3減少等[3]。 VitD3 缺乏已成為全球性的公共衛(wèi)生問題,其缺乏與多種老年疾病關(guān)系密切。本文就VitD3 缺乏與骨質(zhì)疏松癥、肌少癥、心血管疾病、阿爾茨海默病、糖尿病等老年性疾病關(guān)系的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 VitD3 與骨質(zhì)疏松癥

骨質(zhì)疏松癥是一種以骨量減少、骨組織微結(jié)構(gòu)損壞、骨脆性和骨折風(fēng)險(xiǎn)增加為特征的全身代謝性骨病。中國老年人骨質(zhì)疏松癥患病率為37.7% , 且隨增齡而升高[4]。補(bǔ)充 VitD3 在防治老年人骨質(zhì)疏松、減少骨折等方面有明顯的獲益[5-6]。其機(jī)制可能是:①轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(Transforming growth fac- tor , TGF) -β和胰島素樣生長(zhǎng)因子-1 (Iinsulin - like growth factor -1 , IGF -1) 作為刺激成骨細(xì)胞增殖和分化的重要細(xì)胞因子,1 , 25- (OH)2 - D3 可以增加 TGF -β的合成和 IGF -1受體的數(shù)量促進(jìn)骨形成。②核因子κB (Nuclear factor kappa - B , NF -κB)信號(hào)通路在成骨細(xì)胞凋亡中有重要作用。1 , 25- (OH)2- D3能夠阻斷該信號(hào)通路調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的表達(dá),降低 NF -κB 受體活化因子配體(Receptor activator for nuclear factor -κB ligand , RANKL) 及破骨細(xì)胞相關(guān)基因表達(dá)。③1 , 25- (OH)2 - D3 通過骨形態(tài)發(fā)生蛋白受體( Bone morphogenetic proteins receptor , BMPR)/ Smad 信號(hào)通路促進(jìn) Runt 相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子2 ( Runt - related transcription factor 2 , Runx2)、骨鈣素 ( Osteocalcin , OCN)、 I 型膠原(Collagen type I , COL I) 及堿性磷酸酶(Alkalinephosphatase , ALP) 等相關(guān)基因的表達(dá),加速骨髓間質(zhì)干細(xì)胞的成熟和礦化。④1 , 25- (OH)2 - D3 顯著增加 LDL 受體相關(guān)蛋白5 (LDL receptor - related protein 5 , LRP5) 的表達(dá),激活經(jīng)典的 Wnt 信號(hào)通路促進(jìn)成骨細(xì)胞分化[7]。

在因吸收不良引起鈣負(fù)平衡的老年人中,升高的1 , 25- (OH)2 - D3 通過增強(qiáng)骨吸收,防止礦物質(zhì)沉積維持正常血鈣水平,但這會(huì)增加骨折風(fēng)險(xiǎn)[8]。因此,對(duì)老年骨質(zhì)疏松癥患者,應(yīng)同時(shí)補(bǔ)充 VitD3 和鈣劑。國內(nèi)指南推薦對(duì)老年人及老年骨質(zhì)疏松癥的患者應(yīng)補(bǔ)充800~1200 U/d 活性 VitD3及1000~ 1 200 mg/d 鈣劑[9]。但服用高劑量1 , 25- (OH)2- D3可引起高尿鈣和腎結(jié)石等不良反應(yīng),因此,補(bǔ)充活性 VitD3 和鈣劑時(shí)應(yīng)監(jiān)測(cè)血清25- OH - D3 和血鈣濃度并及時(shí)調(diào)整劑量,同時(shí)還應(yīng)適當(dāng)增加飲水量。

2 VitD3 與肌少癥和跌倒

老年肌少癥是指隨增齡以骨骼肌的肌量減少、肌力降低和肌肉功能減退為特征的一種老年綜合征??稍黾永夏耆说?、失能和死亡風(fēng)險(xiǎn),影響生活質(zhì)量和健康。我國社區(qū)老年人肌少癥患病率為8.9%~38.8%[10]。適當(dāng)補(bǔ)充 VitD3 對(duì)預(yù)防血清25- OH - D3 lt;20 ng/mL 的老年人跌倒有益[11]。血清平均25- OH - D3水平作為跌倒的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,呈 U 型模式,其最佳范圍為20~40 ng/mL [12]。一項(xiàng)納入380名老年肌少癥患者的研究發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組(食用含有碳水化合物、脂肪和微量元素的等溫控制食品)相比,干預(yù)組(連續(xù)13周服用富含 VitD3 和亮氨酸的乳清蛋白藥用營(yíng)養(yǎng)飲料)的四肢肌肉質(zhì)量更高,同時(shí)下肢功能有明顯改善[13]。 VitD3 可通過 VDR 改善肌肉質(zhì)量和肌肉功能[14]。1 , 25- (OH)2 - D3通過抑制叉頭框蛋白 O1 (Fork-head box protein O1 , FOXO1) 的轉(zhuǎn)錄活性進(jìn)而調(diào)節(jié)泛素-蛋白酶體系統(tǒng)和自噬等機(jī)制誘導(dǎo)的肌肉萎縮[15]。此外, FOXO1和組織蛋白酶 L 在成肌細(xì)胞 C2C12中誘導(dǎo)肌肉萎縮,而1 , 25- (OH)2 - D3可以抑制 FOXO1的靶基因 atroin -1和組織蛋白酶 L 的表達(dá)[15]。目前,老年人肌少癥的治療以營(yíng)養(yǎng)和運(yùn)動(dòng)干預(yù)為主,藥物治療仍在探索之中。國內(nèi)共識(shí)推薦肌少癥患者補(bǔ)充 VitD3 15~20μg/d (600~800 IU/d) , VitD2與 VitD3可替換使用[16]。

3 VitD3 與心腦血管疾病

一項(xiàng) VitD3 與血壓關(guān)系的薈萃分析顯示,25- OH - D3 水平與高血壓風(fēng)險(xiǎn)呈近似 L 型關(guān)系,當(dāng)25- OH - D3 lt;75 nmol/L 時(shí),高血壓風(fēng)險(xiǎn)顯著增加,當(dāng)25- OH - D3 gt;75 nmol/L 時(shí),高血壓風(fēng)險(xiǎn)輕微增加[17]。一項(xiàng)以全國健康與營(yíng)養(yǎng)調(diào)查為基礎(chǔ)的橫斷面研究發(fā)現(xiàn),調(diào)整年齡和性別后,與25- OH - D3 水平正常組相比,25- OH - D3缺乏和不足的患者發(fā)生腦卒中的風(fēng)險(xiǎn)增加1.369和0.523倍,在校正了所有協(xié)變量后發(fā)現(xiàn)血清25- OH - D3缺乏仍是腦卒中的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[18]。 VitD3 通過調(diào)節(jié)腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng),抑制炎癥反應(yīng),減少氧化應(yīng)激,改善內(nèi)皮功能,減少細(xì)胞凋亡[19] , 從而抑制平滑肌細(xì)胞增殖、調(diào)節(jié)血壓、阻止動(dòng)脈硬化和保護(hù)血管壁[20]。 VitD3 可以抑制泡沫細(xì)胞形成和巨噬細(xì)胞對(duì)膽固醇的吸收以延緩動(dòng)脈粥樣硬化,降低腦卒中風(fēng)險(xiǎn)[21]。但一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),平均隨訪3.3年后,與安慰劑組比較,補(bǔ)充 VitD3 的干預(yù)組心血管事件的發(fā)生率并未顯著降低[22]。因此補(bǔ)充 VitD3 能否降低心血管事件仍不明確,需 進(jìn)一步探索研究。

4 VitD3 與糖尿病及其并發(fā)癥

與對(duì)照組相比,補(bǔ)充50000 IU/周的 VitD3 , 持續(xù)3個(gè)月后2型糖尿病( Type 2 diabetes melli- tus , T2DM) 組的空腹血清胰島素水平、2 h 口服葡萄糖耐量實(shí)驗(yàn)( Oral glucose tolerance test , OG-TT) 和胰島素抵抗的穩(wěn)態(tài)模型評(píng)估( Homeostasis model assessment of insulin resistance , HOMA - IR) 指數(shù)顯著降低[23]。 VitD3 通過改善胰腺β細(xì)胞功能、胰島素的作用和系統(tǒng)性炎癥阻止 T2DM 進(jìn)展。 VitD3 與β細(xì)胞 VDR 結(jié)合直接影響胰島素的分泌。另外,由于胰腺β細(xì)胞分泌胰島素是一個(gè) Ca2+依 賴過程,因此 VitD3可以通過調(diào)節(jié)鈣結(jié)合蛋白從而調(diào)節(jié)胰腺β細(xì)胞的鈣通量和 C a2+濃 度。此外, VitD3可以刺激胰島素受體的表達(dá)增強(qiáng)胰島素對(duì)體外葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)的反應(yīng)性。 NF -κB 作為編碼促炎因子基因的重要調(diào)節(jié)因子, VitD3 可以減少它的激活發(fā)揮抗炎作用[24]。

糖尿病視網(wǎng)膜病變(Diabetic retinopathy , DR)是 T2DM 最常見和最嚴(yán)重的微血管并發(fā)癥之一,背景型糖尿病視網(wǎng)膜病變組和增殖型糖尿病視網(wǎng)膜病組的血清25- OH - D3水平顯著低于糖尿病無視網(wǎng)膜病變組,增殖型糖尿病視網(wǎng)膜病組顯著低于背景型糖尿病視網(wǎng)膜病變組,說明25- OH - D3 水平隨著 DR 病情嚴(yán)重程度增加而下降[25]。 VitD3 可能通過抑制高糖誘導(dǎo)的 ROS/TXNIP/NLRP3炎癥通路的激活來預(yù)防 DR[26]。

研究發(fā)現(xiàn) VitD3不足組(血清10 ng/mL=25- OH - D3 lt;20 ng/mL) 和充足組(血清25- OH - D3≥20 ng/mL) 中糖尿病周圍神經(jīng)病變( Diabetic peripheral neuropathy , DPN) 患病率相似,分別為31.89%及31.80% , 但 VitD3 缺乏組(血清25- OH - D3 lt; 10 ng/mL ) DPN 患病率增加到46.63%[27]。 T2DM 患者過度產(chǎn)生炎性細(xì)胞因子,加強(qiáng)巨噬細(xì)胞入侵外周神經(jīng)元并進(jìn)一步增加炎性因子的產(chǎn)生。 VitD3 可能抑制無翼相關(guān)整合位點(diǎn)-10α( Wingless - related integration site - 10α, Wnt -10α) 進(jìn)而發(fā)揮抗炎和抗纖維化作用保護(hù)周圍神經(jīng),還可能抑制 Notch 通路從而抑制炎性因子的形成和釋放[28]。上述同一研究發(fā)現(xiàn), VitD3 充足組并發(fā)糖尿病腎?。―iabetic nephropathy , DN) 的比例為10.26% , 而在 VitD3 不足組比例為17.53%[27]。多元 logistic 回歸顯示 VitD3 通過抑制腎素-血管緊張素系統(tǒng)和炎癥反應(yīng)、協(xié)助控制高血壓、減少蛋白尿和維持血管內(nèi)皮功能等機(jī)制作為 DN 的獨(dú)立保護(hù)因素[29]。

盡管 T2DM 及其并發(fā)癥患者普遍存在 VitD3 不足或缺乏,但也有研究表明,尚無足夠的證據(jù)證實(shí)補(bǔ)充 VitD3對(duì) T2DM 前期患者的血糖控制有益[30]。

5 VitD3 與阿爾茨海默病

對(duì)1658例無癡呆非臥床社區(qū)老人的調(diào)查發(fā)現(xiàn), VitD3 缺乏與全因性癡呆和阿爾茨海默?。ˋlzheimer 's disease , AD) 的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加有關(guān),25- OH - D3 嚴(yán)重缺乏組(血清25- OH - D3 lt;25 nmol/L) 的全因癡呆和 AD 的患病率比25- OH - D3充足組(血清25- OH - D3 gt;50 nmol/L) 高3~ 6倍[31]。給予大鼠 VitD3 類似物馬沙骨化醇可顯著降低 AD 組的淀粉樣β肽( Amyloid βpeptides , Aβ) 水平、減少絲裂原活化蛋白激酶-38 ( mito- gen - activated protein kinase -38 , MAPK -38)、細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶( Extracellular regulated protein kinases 1/2 , ERK1/2) 和 tau 蛋白的過度磷酸化[32]。與安慰劑組相比,接受12個(gè)月800 IU/d VitD3 的干預(yù)組不僅 Aβ相關(guān)的血清標(biāo)志物水平下降,患者的認(rèn)知功能也有改善[33]。這為 VitD3 用作 AD 治療提供了依據(jù)。

VitD3 降低 AD 風(fēng)險(xiǎn)的可能機(jī)制:①加速 Aβ清除、減少 Aβ沉積,改善 Aβ相關(guān)的認(rèn)知功能下降。②減少氧化應(yīng)激。1 , 25- ( OH)2 - D3 不僅可以抑制反應(yīng)活性氧( Reactive oxygen species , ROS)的產(chǎn)生,還能調(diào)節(jié)γ-谷氨酰胺轉(zhuǎn)肽酶的活性,從而增加谷胱甘肽的合成,進(jìn)而增強(qiáng)抗氧化能力。③調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)鈣穩(wěn)態(tài)。 VitD3 通過下調(diào) L -型電壓依賴性鈣通道( L - type voltage - sensitive calcium channels , L - VSCC s )、上調(diào) VDR , 減少 Ca2+ 內(nèi)流,從而降低神經(jīng)元內(nèi) Ca2+水平,使神經(jīng)元免于興奮性毒性損傷以及細(xì)胞凋亡。④調(diào)節(jié)神經(jīng)生長(zhǎng)因子表達(dá),維持神經(jīng)元功能[34]。

6 VitD3 與其他老年慢性疾病

在一項(xiàng)納入78例60歲以上患有中度至重度抑郁癥老年人的研究中,與安慰劑組相比,給予8周50000 U/周 VitD3 的干預(yù)組患者抑郁評(píng)分從9.25分下降到7.48分[35]。一項(xiàng)前瞻性研究發(fā)現(xiàn) VitD3缺乏在慢性心衰患者中發(fā)生率較高,而在健康對(duì)照組較低[36]。慢性肝病患者的血清25- OH - D3 水平普遍降低,其中肝硬化患者血清25- OH - D3 水平明顯低于非肝硬化患者[37]。

7 總結(jié)與展望

VitD3 不足或缺乏與多種老年疾病密切相關(guān)。但老年疾病一般都是多因素引起的,補(bǔ)充 VitD3 只是單因素干預(yù),難以獲得顯著的臨床效果,因此,在 VitD3缺乏的相關(guān)老年疾病中,僅骨質(zhì)疏松癥和老年肌少癥將 VitD3作為防治藥物予以推薦。后續(xù)的研究應(yīng)該關(guān)注 VitD3 在 VitD3 缺乏的相關(guān)老年疾病的綜合干預(yù)中的應(yīng)用和地位。

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(2022-05-12收稿)

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