趙利濤 榮雪芹 鄭慶玲 呂海文

1. 海南省第三人民醫(yī)院疼痛脊柱微創(chuàng)中心，海南 三亞 572000 2. 河南科技大學(xué)第二附屬醫(yī)院脊柱外科，河南 洛陽(yáng) 471000

骨質(zhì)疏松癥是一種代謝性骨病，特征為骨密度降低，骨質(zhì)脆弱，易發(fā)生骨折[1]。隨著年齡增加而產(chǎn)生的骨密度降低是由于破骨細(xì)胞引導(dǎo)的骨吸收超過(guò)成骨細(xì)胞引導(dǎo)的骨形成。對(duì)于女性來(lái)說(shuō)，20至30歲之間骨骼達(dá)到最大密度，峰值骨量保持在同一水平直到40歲左右，然后逐漸減少直至更年期，最后下降[2]。近年來(lái)維生素K除了在血液凝固中的作用之外，其在骨代謝中的作用正受到更多關(guān)注。維生素K作為γ-羧化酶的輔因子發(fā)揮生物學(xué)作用，可以介導(dǎo)谷氨酸殘基(Glu)對(duì)γ-羧基谷氨酸(Gla)的γ-羧化作用。維生素K依賴性蛋白Gla蛋白的β-羧基化對(duì)其功能至關(guān)重要。一些維生素K依賴性蛋白存在于骨中，如骨鈣蛋白(骨Gla蛋白)和Matrix Gla蛋白(MGP)。骨鈣素需要維生素K，因?yàn)槠涞V物結(jié)合能力與在正常骨骼生長(zhǎng)和發(fā)育中向骨基質(zhì)添加礦物質(zhì)有關(guān)[3]。有研究[4]顯示維生素K可改善骨礦化并減少破骨細(xì)胞的骨吸收。維生素K還可以通過(guò)刺激骨形成促進(jìn)骨折修復(fù)，并減少尿液中排出的鈣[4]。這些結(jié)果證實(shí)了維生素K在骨代謝中的重要作用。維生素K實(shí)際上是一組化合物，包括維生素K1和維生素K2。維生素K1是從綠葉蔬菜和其他一些蔬菜中獲得的，對(duì)保持骨骼Gla蛋白功能和骨形成的作用顯著[5]。本研究目的是比較絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松女性和絕經(jīng)后正常骨密度女性血清維生素K1水平以及絕經(jīng)后女性維生素K1水平與骨密度之間的關(guān)系。

1 材料和方法

1.1 一般資料

本研究選取2016年12月至2018年1月期間在我院病房或者門診就診的絕經(jīng)后女性合并腰背部疼痛且需要進(jìn)行骨密度檢測(cè)的患者。入選標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)骨質(zhì)疏松和骨礦鹽疾病分會(huì)2011年制定的《原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥診治指南》推薦的診斷標(biāo)準(zhǔn)，即在絕經(jīng)后5～10年內(nèi)，經(jīng)雙能X線骨密度儀檢測(cè)的骨密度降低程度≥2.5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差或者<1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差。排除標(biāo)準(zhǔn)：患有腎衰竭、惡性腫瘤、胃腸道異常、甲狀腺疾病、甲狀旁腺疾病、關(guān)節(jié)炎或骨軟化癥等繼發(fā)性引起骨丟失的患者，服用骨代謝藥物(雌激素、糖皮質(zhì)激素、抗驚厥藥、維生素D、鈣)、維生素K拮抗劑、維生素K補(bǔ)充劑的受試者均被排除在外。共有46例絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥女性(骨密度降低) 和30名健康對(duì)照者(絕經(jīng)后腰椎和股骨頸骨密度均正常)入組，將她們分為研究組(n=46)和對(duì)照組(n=30)，兩組之間的年齡相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

1.2 樣本收集和檢測(cè)指標(biāo)

所有女性均采集晨起空腹靜脈血3～5 mL，全血在3 000 r/min下離心20 min獲取血清。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)， 根據(jù)試劑盒(Sun Red，China)說(shuō)明書(shū)上的方法檢測(cè)維生素K1水平。同時(shí)記錄使用美國(guó) GE 公司生產(chǎn)的Lunar雙能X射線吸收(DEXA)骨密度儀檢測(cè)所獲得的腰椎(L1～4)骨密度(bone mineral density, BMD)和血清維生素D、鈣、磷、ALP水平。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

兩組患者的一般臨床特征見(jiàn)表1。研究組的維生素K1水平明顯低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.0001)，如圖1 A所示；兩組女性血清ALP、Ca、P、維生素D水平相比，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);兩組血清維生素K1與腰椎1～4骨密度的關(guān)系如圖1B和圖1C所示，維生素K1與L1～4骨密度呈正相關(guān)；對(duì)所有檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行多元線性回歸分析以評(píng)估骨密度與血清維生素K1之間的關(guān)聯(lián)，調(diào)整多個(gè)協(xié)變量后，血清維生素K1與絕經(jīng)后女性脊柱骨密度呈正相關(guān)。在所有參加研究的人群中(研究組和對(duì)照組合并為一組)，血清維生素K1與腰椎骨密度呈正相關(guān)(R=0.876，R2=0.787，P<0.0001)，血清維生素K1每增加1 ng/mL，腰椎骨密度即增加0.115 g/cm2。進(jìn)行ROC曲線并計(jì)算相應(yīng)的曲線下面積(AUC)。研究組血清維生素K1水平相對(duì)于對(duì)照組的靈敏度和特異性分別為91%和98%，截止值為0.858 ng/mL，維生素K1達(dá)到AUC (0.985)。維生素的ODD比例為18.88，置信區(qū)間為95%(圖1D)。這些結(jié)果表明維生素K1對(duì)女性骨骼健康有保護(hù)作用。

表1 兩組女性血清骨生化指標(biāo)和維生素K1水平

Table 1 The levels of serum biochemical indicators and vitamin K1 in both groups of women

類別對(duì)照組研究組年齡/歲55.8±0.756.3±1.1L1～4/(g/cm2)1.06±0.0730.69±0.08BMI/(kg/m2)35.67±4.2433.18±5.32維生素K1/(ng/mL)3.64±1.230.78±0.45維生素D/(ng/mL)30.32±3.4728.5±5.29鈣/(mg/dL)9.03±0.399.23±0.45磷/(mg/dL)3.19±0.543.18±0.57ALP/(IU/L)75.25±3383.34±39

圖1 A： 兩組女性的血清維生素K1水平(與對(duì)照組相比，#P<0.05)；圖1B：對(duì)照組女性血清維生素K1與L1～4骨密度呈正相關(guān)(R=0.513，P=0.009)；圖1C：研究組血清維生素K1與脊柱骨密度之間存在正相關(guān)(R=0.545，P=0.003)；圖1D：ROC分析血清維生素K1，曲線下面積(AUC)為(0.985) 95%，P<0.0001Fig.1 A: Serum vitamin K1 levels in two groups of women (#P<0.05 compared with the control group); B: serum vitamin K1 in the control group was positively correlated with L1-4bone mineral density (R=0.513,P=0.009);C: There was a positive correlation between serum vitamin K1 and spinal bone mineral density in the study group (R=0.545,P=0.003); D: ROC analysis of serum vitamin K1, area under the curve (AUC) was (0.985) 95%,P<0.0001

3 討論

骨骼是一個(gè)代謝活躍的器官，在整個(gè)生命過(guò)程中不斷進(jìn)行重塑。女性更年期骨丟失在骨折風(fēng)險(xiǎn)方面起著主要作用。絕經(jīng)后女性骨量減少的基本原因是雌激素合成的減少，雌激素是育齡期天然骨吸收抑制劑。因此，骨代謝增加不足以抵消骨吸收的增加是絕經(jīng)早期女性骨丟失的重要原因[6]。這種不平衡主要?dú)w因于骨骼衰老的正常過(guò)程以及遺傳和體質(zhì)因素，絕經(jīng)后雌激素水平降低，Ca調(diào)節(jié)激素代謝異常，不健康飲食和生活方式因素(如吸煙和體力活動(dòng)不足)。在絕經(jīng)期間，骨吸收的增加比骨形成更多，因此，骨組織中骨吸收增加，破骨細(xì)胞數(shù)量增加，骨轉(zhuǎn)換增加活化，導(dǎo)致成骨細(xì)胞骨鈣素分泌增加，骨吸收和骨形成均增加[2]。

骨鈣蛋白具有三個(gè)谷氨酸(Gla)殘基，通過(guò)依賴于維生素K的過(guò)程進(jìn)行γ羧化，因此骨鈣蛋白的β-羧化對(duì)其功能是必需的。α-羧化骨鈣素對(duì)羥基磷灰石和骨基質(zhì)表現(xiàn)出高親和力，有助于骨形成[3]。研究還報(bào)道[7]了維生素K通過(guò)完全不同于β-羧化的機(jī)制來(lái)防止骨吸收。

在此次研究中，筆者發(fā)現(xiàn)絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松女性所在的研究組血清維生素K1水平明顯低于對(duì)照組。一項(xiàng)包括3 199名中年蘇格蘭女性的橫斷面研究[8]表明，膳食攝入葉綠醌(VK1)的最高四分位數(shù)(162 μg/d)的女性腰椎(L2～4)和左側(cè)股骨頸的BMD明顯高于與最低四分位數(shù)(59 μg/d)女性相應(yīng)部位的BMD。Hara等[8]研究表明，在動(dòng)物細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，維生素K以劑量依賴的方式抑制由IL-1α、PGE2、PTH和維生素D3誘導(dǎo)的骨吸收。此外，本研究還顯示了絕經(jīng)后女性血清維生素K1濃度與腰椎BMD呈正相關(guān)。這些數(shù)據(jù)與Booth等[9]的研究結(jié)果一致，他們發(fā)現(xiàn)低雌激素水平的血漿葉綠醌濃度與未使用雌激素替代治療的絕經(jīng)后女性低骨密度相關(guān)。據(jù)亞洲一項(xiàng)研究報(bào)道[10]，在對(duì)379名30歲至88歲的女性研究中，脊柱椎體骨折的高發(fā)生率與腰椎骨密度和維生素K1濃度呈反相關(guān)，這與筆者的研究結(jié)果一致。Fujita等[11]報(bào)道，大量攝入納豆，葉綠醌含量高的發(fā)酵大豆和MK-7與BMD較高有關(guān)。Ikeda等[12]也報(bào)道了相似的結(jié)果，在體內(nèi)骨質(zhì)疏松癥模型中，發(fā)現(xiàn)維生素K增加骨密度。Hodges等[13]的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，骨質(zhì)疏松癥患者的維生素K水平下降，非羧化骨鈣素水平升高。這些發(fā)現(xiàn)提示了維生素K在骨代謝中的重要作用，因此一直認(rèn)為它可能會(huì)有效治療骨質(zhì)疏松癥。本研究結(jié)果再次證明了維生素K對(duì)絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥骨代謝的重要作用。進(jìn)一步研究表明維生素K的使用會(huì)使得骨質(zhì)疏松癥患者骨密度增加，此外，還發(fā)現(xiàn)維生素K的使用可防止骨量流失和減少骨折的發(fā)生[14]。第五次韓國(guó)國(guó)家健康和營(yíng)養(yǎng)調(diào)查[15]涵蓋了維生素K攝入量數(shù)據(jù)，該調(diào)查納入了19歲以上(男性2 785人，女性4 307人)的研究對(duì)象，報(bào)道低維生素K攝入量與低骨密度有關(guān)。此外，由于女性維生素K攝入量增加，骨質(zhì)疏松癥的風(fēng)險(xiǎn)降低，但在調(diào)整因素后，這種影響并未延續(xù)。該調(diào)查建議增加膳食維生素K攝入量以保持BMD。

然而維生素K攝入量與骨密度之間的關(guān)系在觀察性研究中并不一致[16]。Fang等[17]推斷維生素K補(bǔ)充劑對(duì)股骨頸BMD沒(méi)有影響，但補(bǔ)充6～36個(gè)月后平均腰椎BMD增加1.3%(95%CI：0.5～2.1)。在這項(xiàng)薈萃分析中，有7項(xiàng)研究利用了維生素K1，每天的用量為0.2～10 mg。有10項(xiàng)研究利用維生素K2(8項(xiàng)使用MK-4，研究使用15～45 mg)，有兩項(xiàng)研究使用MK-7(0.2～3.6 mg/d)，并排除高風(fēng)險(xiǎn)偏倚后的研究，作者推論補(bǔ)充維生素K對(duì)亞組分析中的腰椎骨密度沒(méi)有顯著影響，他們發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充維生素K2使平均腰椎骨密度增加1.8%(95%CI：0.9～2.8)。 據(jù)報(bào)道，骨質(zhì)疏松癥與氧化應(yīng)激有關(guān)。此外，維生素K作為一種抗氧化維生素，可以有效降低氧化應(yīng)激水平，并可能對(duì)骨骼產(chǎn)生有利的影響，正如幾種實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ退@示的，維生素K是骨骼健康所必需的。

總的來(lái)說(shuō)，筆者的研究表明，維生素K可能有助于維持BMD和診斷絕經(jīng)后女性的骨質(zhì)疏松癥。然而，此次研究的局限性在于樣本量少，且為同一家醫(yī)院所提供的樣本，具有地域特異性。關(guān)于維生素K對(duì)骨質(zhì)疏松癥診斷和治療的影響以及對(duì)骨密度的影響，需要進(jìn)行更多的研究。