中老年人群铁蓄积对肌肉含量的影响

作者：赵国阳¹ 王波¹ 杨帆² 徐又佳²

单位：

1、江苏大学附属医院骨科

2、苏州大学附属第二医院骨科 苏州大学骨质疏松诊疗技术研究所

摘要：

关键词：铁蓄积；铁蛋白；肌肉含量；骨代谢

目前研究发现，铁蓄积与神经系统、心血管系统和血液系统等多种疾病密切相关。在骨关节系统，笔者以往的研究证实，铁蓄积可抑制骨形成、促进骨吸收导致骨量下降和骨质疏松的发生和发展。肌肉作为骨骼最为邻近的组织，与骨骼有密切的联系，目前骨骼和肌肉已被共同作为骨质疏松症防治的靶标。但铁蓄积对肌肉的影响如何，二者是否存在临床相关性，目前尚不完全清楚。本研究选取中老年人群为研究对象，通过对其体质分析、肌量测定以及血清铁蓄积指标、骨代谢指标、相关生化指标的检测、分析，探讨中老年人群铁蓄积与肌量水平的相关性，以期为铁代谢与骨骼肌代谢的研究提供相关临床数据。

对象与方法

对象

收集2016年1月至2017年12月在江苏大学附属医院常规查体的50岁以上中老年人群的临床资料。排除标准：(1)有甲状旁腺功能亢进、性腺功能减退及甲状腺功能减退者；(2)女性45岁前绝经者；(3)严重肝肾疾病、肿瘤疾病、血液系统疾病及严重感染者；(4)正在使用双膦酸盐、降钙素、雌激素、类固醇激素等影响骨代谢药物者；(5)血清铁蛋白(ferritin，Fer)＞1 000 ng/mL。经筛选，本研究共入选研究对象78例。所有研究对象均签署知情同意书。

方法

病史采集：由专人对受试者病史进行调查及记录，包括既往健康状态、系统疾病、用药史等。

人体测量：所有受试者由同一人员测量并记录身高、体质量，计算体质量指数(body mass index，BMI)。BMI=体质量(kg)/身高2(m2)。

骨密度(bone mineral density，BMD)及肌量测定：使用美国GE公司双能X线骨密度仪(GE Lunar Madison WI)，检测受试者的腰椎(L1-4)、髋部和股骨BMD。肌量测定在骨密度仪扫描完成后，使用仪器自带的身体成分分析软件进行成分分析，得出全身脂肪和瘦组织肌肉含量百分比。

http://shef.ac.uk/FRAX，录入相关风险因子及股骨颈BMD，由计算机自动生成10年髋部骨折发生概率和10年主要骨质疏松性骨折发生概率。]]>

实验室生化指标测定：检测受试者血清铁代谢指标、骨代谢指标及相关生化指标。血清铁蛋白(ferritin，Fer)采用电化学发光法检测，仪器为ROCHE cobas 600；血清转铁蛋白(transferrin，TRF)采用免疫散射比浊法检测，仪器为SIEMENS BN Prospec；血清骨转换指标骨保护素(osteoprotegerin，OPG)、总Ⅰ型原胶原氨基端延长肽(total type Ⅰ procollagen amino terminal extension peptide，tP1NP)、Ⅰ型胶原C端肽β降解产物(type Ⅰ collagen C terminal peptide β degrada-tion product，β-CTX)采用酶联免疫吸附试验(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)检测，仪器为ROCHE Elecsys 2010；血红蛋白(hemoglobin，Hb)、白细胞(white blood cell，WBC)计数采用半导体激光散射技术和细胞化学染色技术检测，仪器为Mindray BC-5380；血清铁(iron，Fe)、离子钙(ionized calcium，iCa)、谷草转氨酶(glutamic-oxalacetic transaminase，AST)、谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase，ALT)、白蛋白(albumin，Alb)、肌酐(creatinine，Cr)、甘油三酯(triglyceride，TG)、总胆固醇(cholesterol，CHO)等生化指标均采用酶动力法检测，仪器为OLYMPUS AU 5400。

统计学方法

采用SPSS 21.0统计软件，正态性分布数据以均数±标准差(±)表示，非正态分布计量资料以中位数{极小值~极大值}表示；各组计量数据采用检验，计数资料或率的比较采用卡方检验；Spearman线性相关分析了解肌肉含量与各临床指标的相关性；多元线性回归分析影响肌肉含量的主要因素；以＜0.05为差异有统计学意义。

结果

一般资料

本研究受试者共78例，其中男性28例，年龄50~86岁；女性50例，年龄50~94岁。男性受试者中有高血压病史6例，糖尿病病史2例；女性受试者中有高血压病史10例，糖尿病病史2例，类风湿关节炎病史5例。男性受试者血清Fer中位水平为207.48 ng/mL，略高于正常范围(15~200 ng/mL); 血清TRF平均水平为1.89 g/L，低于正常范围(2.0~3.6 g/L)。女性受试者Fer中位水平为143.75 ng/mL，接近正常范围上限(12~150 ng/mL)。受试者其他血清骨代谢指标和肝肾功能等生化指标大致在正常范围()。

不同血清铁蛋白组比较

分别分析男性和女性受试者Fer正常组(血清Fer男性＜200 ng/mL，女性＜150 ng/mL)和Fer升高组(血清Fer男性≥200 ng/mL，女性≥150 ng/mL)受试者各项指标的差异，结果显示，女性Fer升高组的血清TRF水平低于Fer正常组(＜0.05)；Fer升高组的骨转换指标OPG、tPINP高于Fer正常组(＜0.05)；无论男性、女性，Fer升高组的肌肉含量百分比均明显低于Fer正常组(＜0.05)()。

肌肉含量与各变量相关性分析

男性与肌肉含量相关的变量包括体质量、BMI、Fer、TG(＜0.05)；女性与肌肉含量相关的变量包括体质量、BMI、Fer、TRF、TG、腰椎BMD(＜0.05)()。

肌肉含量与各变量多元线性回归分析

以肌肉含量为因变量，以相关性分析中＜0.05的变量为自变量，即男性自变量选取体质量、BMI、Fer、TG，女性自变量选取体质量、BMI、Fer、TRF、TG、腰椎BMD，分别进行多元线性逐步回归分析。结果显示，无论男性、女性，BMI和Fer均是影响肌肉含量的主要因素，分别可以决定34.2%(男性)和41.1% (女性)的肌肉含量变化()。

讨论

铁离子作为人体必需的微量元素在体内有着非常重要的生物学功能，其中红细胞功能、组织氧化应激以及系统免疫应答等都需要铁离子参与。人体平均每天从肠道吸收并利用1~2 mg铁，但因人体缺少有效的排铁途径，所以随着年龄的增长，机体内很容易出现铁蓄积。临床上检测体内铁水平的主要生化指标包括血清Fer、TRF和Fe。血清Fer是临床上评价体内铁储存的主要指标，具有简单易行、相对便宜且可重复检测的特点。血清TRF可协同铁蛋白反映体内的铁储存，铁蓄积时TRF降低。血清铁离子的影响因素较多，在评价体内铁负荷水平时，一般仅对血色病等重度铁蓄积有参考意义。本研究受试者为到医院常规查体的中老年人群，其中男性受试者血清Fer中位水平略高于正常范围，TRF水平低于正常范围；女性受试者Fer中位水平接近正常范围上限；无论男性、女性，血清Fe均在正常范围，这些符合一般中老年人体内铁负荷相对增加的状态。本研究将男性、女性受试者分别分为Fer正常组和Fer升高组，结果发现，无论男性、女性，与Fer正常组相比，Fer升高组受试者的肌肉含量明显降低；相关性分析发现，无论男性、女性，体质量、BMI、Fer、TG均与肌肉含量呈负相关，女性尚存在TRF与肌肉含量呈正相关。继续以肌肉含量为因变量，进一步行多元回归分析发现，无论男性、女性，影响肌肉含量的主要因素除BMI外，尚存在血清Fer。综上，笔者认为，在本研究中血清Fer升高、铁蓄积可能是中老年人肌量下降的一个影响因素。

有关中老年人铁蓄积与肌肉含量下降、肌少症的关系，近年来国外有相关报道。2014年，一项在韩国基于1 380例中老年妇女的调查发现，患肌少症妇女的血清铁蛋白水平明显升高，血清铁蛋白升高组妇女患肌少症的风险是血清铁蛋白正常组的2.02倍。2016年，一项针对300例血液透析患者的研究发现，患者前臂握力和肌肉含量与血清铁蛋白水平呈明显负相关。2017年，一项在意大利基于639例65岁以上中老年人群研究发现，在肌少症人群中，无论男性、女性，其血清铁蛋白均明显升高。2016年，Ikeda等临床前研究揭示了血清Fer升高导致肌肉含量下降或肌少症的可能机制。该研究使用右旋糖酐铁腹腔注射干预C57小鼠，并且使用硫酸亚铁体外干预成肌细胞C2C12，结果发现在骨骼肌内出现铁负荷的同时，骨骼肌组织肌量下降、骨骼肌细胞萎缩，Akt-FOXO3活化，与骨骼肌细胞萎缩相关的泛素化标志基因atrogin-1和MuRF1表达上调，而且在C2C12细胞中沉默FOXO3可抑制atrogin-1和MuRF1的表达上调。因此，作者认为高铁负荷导致骨骼肌肌量下降的机制可能与Akt-FOXO3介导的泛素蛋白酶体系统激活有关。

本研究中尚发现在女性血清Fer升高组与Fer正常组相比，骨转换指标OPG、tPINP明显升高，提示在机体铁蓄积状态下骨转换可能相对活跃。Tsay等和赵国阳等研究也认为，高铁负荷可促进骨转换，与本研究结果近似。但本研究未在男性受试者中发现类似结果，笔者认为，女性在围绝经期血清Fer升高的幅度比同龄男性升高的更明显，机体受铁负荷的影响可能也更多，因此男性血清Fer升高组的骨转换指标无明显变化。另外，在本研究的相关性分析还发现，无论男性、女性，肌肉含量均与血清TG呈负相关，提示血清TG升高、高血脂症可能也与肌肉含量下降有关，这需要进一步研究证实。

本研究的不足与局限性：(1)肝穿活检检测肝铁浓度是目前国外评价机体铁负荷状况的金标准，但由于操作复杂，且为有创检查，本研究中未使用；(2)肌肉含量比是通过双能X线骨密度仪采用局部扫描模式测量获得，未采用全身扫描模式并进一步计算骨骼肌重量指数(SMI)。尽管有学者研究认为局部扫描获得的肌肉、脂肪含量可推算全身的肌肉或者脂肪含量，但本研究肌肉指标数据的准确性仍有不足；(3)本研究的样本量相对不足。

综上，中老年人群血清Fer与肌肉含量存在相关性，血清Fer升高、铁蓄积可能是中老年人肌量下降、肌少症的一个影响因素。