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编号:10238810
血糖控制对2型糖尿病病人骨转换的影响
http://www.100md.com 中国糖尿病杂志 2000年第4期第8卷 论 著
     肖丽平(天津医科大学总医院内分泌科 邮政编码 300052);邱明才(天津医科大学总医院内分泌科 邮政编码 300052) 肖丽平 邱明才

    关键词:2型糖尿病;骨特异性碱性磷酸酶;脱氧吡啶酚

    摘要:

    中国糖尿病杂志000402 摘要 目的 探讨血糖控制对2型糖尿病(DM)骨转换的影 响。方法 测定43例2型DM患者血骨特异性碱性磷酸酶(BAP)、尿脱 氧吡啶酚(DPD)和血尿钙、磷、镁水平,并与正常组比较。结果 2 型DM患者血BAP、尿DPD以及钙、磷高于正常对照;治疗后BAP、DPD降低。BAP和DPD变化水平 与 糖化血红蛋白、尿糖和尿钙、磷变化水平正相关。结论 控制血糖 能使2型DM患者骨转换降低。

    The influence of glycemic control on bone turnover rate
, http://www.100md.com
    in type 2 diabetes mellitus

    Xiao Liping Qiu Mingcai

    (Division of Endocrinology,General Hospital,Tianjin 300052)

    Abstract Objective To investigate whether the good contr ol of fasting plasma glucose(FPG) has any effects on bone turnover rate in type 2 diabetes mellitus (DM).Methods A series of markers,su ch as bone specific alkaline phosphatase (BAP),deoxypyridinoline (DPD),were asse ssed before and after glycemic control for more than 18 days in 43 poorly contro lled type 2 DM patients with initial hemoglobin A1c over 8%.Results By either oral hypoglycemic agent or insulin administration,or both , ideal control of FPG resulted in a reduction in the secretion of urinary calci um(Ca),phosphate(Pi) and magnesium(Mg),and an increase in serum Ca and Pi withou t obvious changes in serum Mg.The marker for bone resorption,urinary DPD and the marker for bone formation,BAP in serum were reduced significantly before and af ter the management.The results indicated that the decreases both in DPD and in B AP were not only correlated well with each other,but with the improvement in gly cemic indices as well.Conclusion Good control of hypergly cemia in poorly controlled type 2 DM may have the high bone turnover rate back to normal and protect type 2 DM patients from bone loss.
, 百拇医药
    Key words Type 2 diabetes mellitus BAP DPD

    2型糖尿病(DM)对骨矿物质代谢的影响与调控机制颇为复杂,文献报道结果也 不一致[1,2]。为此,我们测定了43例血糖控制不良的2型DM病人治疗前后尿脱氧 吡啶酚(deoxypyridinoline,DPD)和骨特异性碱性磷酸酶(bone specific alkaline phospha tase,BAP)等骨转换指标,以探讨血糖控制对糖尿病骨代谢的影响。

    对象和方法

    一、对象

    43例2型DM患者,其中男19例,女24例,平均年龄59.3±10.6岁,病程半个月~20年,均 为1998年4月~1999年1月我院内分泌科住院病人,住院时间18~31天。根据WHO标准确诊为2 型DM,糖化血红蛋白(HbAlc)>8.0%,未合并肝、肾、骨关节病和其它内分泌疾病,6个月 内无服用钙剂、维生素D、激素制剂和抗惊厥药史。出院时12例用磺脲类治疗(其中3例合用 α-糖苷酶抑制剂,3例合用二甲双胍,2例合用α-糖苷酶抑制剂和二甲双胍);2例仅用二 甲 双胍;29例用胰岛素(其中3例合用α-糖苷酶抑制剂,2例合用二甲双胍)。正常对照组47例 ,其中男27例,女20例,平均年龄56.4±9.3岁,均为健康体检者。
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    二、研究方法

    1.标本留取和实验方法:糖尿病病人于入院第2天和出院前3天取空腹血,同时留取晨尿(避 光)和24小时尿,置晨尿和部分血清于-20℃冰箱待测DPD和BAP。

    表1 糖尿病组治疗前后和对照组血、尿生化指标测定值的比 较(±s)

    健康对照组

    DM组

    治疗前

    治疗后

    空腹血糖(mmol/L)

    4.60±0.65
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    14.15±5.65△△

    9 .61±2.10▲▲

    HbAlc(%)

    5.23±0.73

    12.71±3.46△△

    8.11 ±3.16▲▲

    尿糖(g/24h)

    0.29±0.12

    58.57± 47.67△△

    3.91±1.01▲▲
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    BAP(U/L)

    17.50±6.50

    26.30± 12.69△△

    23.45± 17.97

    TALP(U/L)

    59.45± 12.70

    83.31± 20.29 △△

    -

    血钙(mmol/L)

    2.30±0.21

    2.27±0.21
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    2.67±0.51

    血磷(mmol/L)

    1.22±0.22

    1.28±0.21

    1.62±0.44 ▲▲

    血镁(mmol/L)

    0.95±0.31

    0.93±0.21

    1.01±0.17

    DPD(nmol/mmolCr)

    5.45±2.44
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    11.45±6.86△△

    5 .79±4.12

    HOP(mg/24h)

    22.00±7.00

    38.47± 22.72

    -

    尿钙(mg/24h)

    158.21± 50.05

    203.06±130.23

    147.37±90.38
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    尿磷(mg/24h)

    701.00±200.10

    989.00±298.11

    752.90±260.10

    [ BH〗尿镁(mg/24h)

    49.50± 20.25

    61.50± 26.00

    38.50± 15.50

    与健康对照组比较 △P<0.05,△△P<0.001;与治疗前比较 ▲P<0.05,▲▲P<0.001;* 为我院内分泌实验室正常值
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    采用美国MERTA公司药盒用ELISA方法测定BAP和DPD。BAP批内与批间CV分别为4.3%和6.2% ,DPD分别为4.7%和6.5%。血钙和尿钙测定用甲基百理酚蓝微量比色法;血磷和尿磷用钼 蓝比色法;尿羟脯氨酸(HOP)用提取比色法;血糖用葡萄糖氧化酶法;糖化血红蛋白(HbA1c) 用微柱比色法;尿肌酐用苦味酸法;总碱性磷酸酶(TALP)用生化比色法。

    2.骨矿密度(BMD)用美国LUNAR公司生产的DPX-L型DEXA测定,对受试者测定腰椎2~4 、股骨颈、Wards三角(Wards)、大转子(Troch)部位的BMD。

    3.统计学方法:结果以均值±标准差(±s)表示,组间比较用t检验,治疗 前后比较用自身配对t检验,相关分析用直线相关处理。

    结 果
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    糖尿病组治疗前后和对照组血、尿生化指标比较见表1。糖尿病组治疗前空腹血糖、HbA1c和 24小时尿糖明显高于健康对照组,治疗后明显降低,有显著性差异;治疗前BAP和ALP明显高 于健康对照组,有显著性差异。血糖控制后BAP明显降低,与治疗前相比有显著性差异;2型 DM病人治疗前血钙、磷、镁与健康对照组相比无显著性差异。血糖控制后血钙、磷升高,有 统 计学意义;血镁升高,但无统计学意义。2型DM病人治疗前尿DPD和HOP明显高于健康对照组 ,治疗后DPD显著降低,有显著性差异。治疗前24小时尿钙、磷显著高于健康对照组, 有统计学意义;尿镁升高,但无统计学意义。治疗后尿钙、磷、镁明显降低,有统计学意义 。

    糖尿病组治疗前后各项指标变化的相关性见表2。治疗前后BAP变化水平与DPD 变化水平显著相关;BAP变化水平与HbAlc、尿糖、尿钙、尿磷变化水平有显著相关性,与尿 镁变化无相关性;尿DPD变化水平与HbAlc、尿糖、尿钙、尿磷变化水平有显著相关性,与尿 镁变化无相关性。2型DM病人4个部位的BMD与年龄匹配的正常对照比较均无显著性差异,见 表3。
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    讨 论

    正常人血清中的碱性磷酸酶(ALP)主要为肝ALP和骨ALP(BAP)两种。这两种同功酶为同一基因 编码,仅在转录后的糖基化修饰不同。BAP由成熟和未成熟的成骨细胞合成,是反映骨形成 的特异性指标[3]。DPD是组成骨有机基质的重要氨基酸衍生物,几乎全部存在于骨 和牙质中。当骨吸收时,胶原纤维降解,DPD被释放到血中,直接从尿中排出体外,不经肝 脏进一步降解。所以,测定尿DPD不受饮食和肝功能的影响[4],尿DPD就成为反映 骨吸收的可靠指标。

    表2 糖尿病组治疗前后生化指标变化的相关性(r值)

    BAP

    HbAlc

    尿糖

    尿钙
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    尿磷

    尿镁

    BAP

    -

    0.282*

    0.311*

    0.210*

    0.208*

    0.118

    DPD

    0.228*

    0.301*
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    0.654*

    0.258*

    0.281*

    0.197

    * P<0.05表3 糖尿病病人4个部位的BMD(g/cm2±s) 性别

    组别

    例数

    股骨颈

    Wards三角

    大转子
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    腰椎2~4

    女

    正常对照组

    糖尿病组

    40

    15

    0.801±0.111

    0.839±0 .166

    0.6 91±0.135

    0.694±0.160

    0.699±0.096

    0.750±0.159
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    1.056±0.142

    1.065±0.208

    男

    正常对照组

    糖尿病组

    40

    13

    0.893±0.121

    0.896±0 .097

    0.7 51±0.156

    0.714±0.093

    0.791±0.138
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    0.801±0.100

    1.134±0.172

    1.049±0.098

    正常对照组与糖尿病组比较P均>0.05

    糖尿病的一个重要临床表现是高血糖。高血糖诱发脂代谢障碍和负氮平衡,骨组织受损是一 种必然结果。骨组织内糖蛋白和Ⅰ型胶原合成减少,分解加速,使骨基质丢失。长期高血糖 致使过多的糖基化终末产物(advanced glycosylation end products,AGEs)增加。体外实验 证实,AGEs能刺激破骨细胞的骨吸收细胞因子--白介素6(IL-6)的形成[5]。控 制不良的糖尿病病人由于高血糖所致的渗透性利尿作用使钙、磷、镁大量从尿中丢失。这些 成分是骨盐的主要成分,丢失过多会导致骨质疏松。资料显示,2型DM病人BMD与尿钙、磷排 量成负相关。血糖控制不良时,糖尿病病人的钙、磷、镁代谢呈负平衡,血糖越高,尿糖排 出越多,尿中丢失的钙、磷、镁就越多。当血糖被长期控制稳定后,钙、磷、镁代谢平衡好 转。高尿糖阻滞肾小管对钙、磷、镁的重吸收,加重骨盐丢失。低血镁刺激甲状旁腺,使甲 状旁腺激素(PTH)分泌增加,诱发甲状旁腺机能亢进。由于PTH释放必须有镁离子存在,所以 镁缺乏可能是PTH合成和释放不足的一个重要原因,也影响了PTH对外围组织的作用。
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    胰岛素通过成骨细胞表面的胰岛素受体对骨代谢有直接作用。它刺激成骨细胞核苷酸合成, 恢复糖尿病鼠血中胰岛素样生长因子(IGF)水平。IGF增加骨骼中钙的沉积和胶原合成。胰岛 素兴奋25-羟化酶,还可协同PTH调节1a-羟化酶活性,刺激肾近曲小管合成1,25(OH)2D 3。所以,胰岛素缺乏与血浆1,25(OH)2D3水平减少有重要关系,可直接影响肠钙、 磷 的吸收。一般认为,胰岛素不足可使骨基质合成和钙化不良,骨质疏松发生率增加,但也有 学者持相反意见。体外实验证实,胰岛素能刺激成骨样细胞的增殖。Cornish等[6] 将胰岛素直接注射到鼠的颅骨,观察胰岛素在体内对骨的作用。结果显示,类骨质表面、成 骨细胞表面和成骨细胞数等反映骨形成的指标均显著增加,而一些反映骨吸收的指标降低 ,表明胰岛素对在体骨有直接作用。不论内源性还是外源性胰岛素均能增加2型DM的BMD [7]。2型DM病人的胰岛素相对不足,使腺苷酸环化酶抑制作用减低,cAMP水平升高,骨 吸收增加。
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    本研究显示,对血糖控制不良的2型DM病人,治疗前DPD高于正常对照组2.1倍,BAP 1.5倍 ,二者失衡,骨吸收明显超过骨形成。血糖控制稳定后BAP降低11%,DPD降低49%,与病人的 血糖、尿钙降低水平呈明显正相关,表明破骨细胞的活性对血糖和胰岛素缺乏较成骨细胞更 为敏感。据报道,2型DM病人骨形成减少[8],但也有组织形态计量学研究显示2型D M病人骨转换正常或增加的报道[1]。控制血糖对骨有保护作用,能减少骨丢失 [9]。单光子吸收法证实了2型DM病人BMD降低,血糖控制2.5~12.5年后恢复正常。本 实验中2型DM病人BMD正常,可能是骨代谢生化指标的改变程度不足以影响骨量,也可能与病 人无肝、肾合并症,病情较轻有关,随病程进展病人可能出现BMD下降。Okazaki等[9 ]证实,无论饮食疗法、口服降糖药和胰岛素,或联合用药,2型DM病人血糖控制对骨转 换作用相似。骨转换指标的改变与每日胰岛素用量、血胰岛素水平、IGF-Ⅰ和IGF结合蛋白 3水平无关。因此,血糖控制对骨转换的作用不一定是血胰岛素水平或IGF的直接作用,而是 与血糖水平控制好坏有关[9]。确切机制尚有待进一步研究。
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    总之,BAP和DPD是糖尿病骨代谢紊乱的敏感指标,其变化早于BMD[2],在糖尿病病 人骨代谢状态的诊断和治疗监测方面具有重要价值。血控制不仅对预防微血管并发症有益 ,而且对预防糖尿病所致的骨量减少也有同样的价值。

    参 考 文 献

    1,Sosa M,Dominguez M,Navarro MC,et al.Bone mineral metabolism is normal in non-insulin-dependent diabetes mellitus.J Diabetes Compl,1996,10:201.

    2,叶志明,任继平,王建军,等.尿脱氧吡啶啉排泄率是糖尿病骨量减少的敏感指标.中华医学检验杂志,1998,2:99.

    3,Seck T,Scheppach B,Diel I,et al.Differential association between the concentra tion of insulin-like growth factor-I (IGF-Ⅰ) in human bone matrix and serum m arkers of bone formation.Exp Clin Endocrinol Diabetes,1998(suppl):S37.
, 百拇医药
    4,Beardsworth LJ,Eyre DR,Dickson IR.Change with age in the urinary excretion of lysyl-and hydroxylysylpyridinoline,two new markers of bone collagen turnover.J Bone Miner Res,1990,7:671.

    5,Takagi M,Kasayama S,Yamamoto T,et al.Advanced glycosylation endproducts stimul ate interleukin-6 production by human bone-derived cells.J Bone Miner Res,1997 ,12:439.

    6,Cornish J,Callon KE,Reid IR.Insulin increases histomorphometric indices of bon e formation in vivo.Calcif Tissue Int,1996,59:492.
, 百拇医药
    7,Fukunaga Y,Minamikawa J,Inoue D,et al.Does insulin use increase bone mineral d ensity in patients with non-insulin-dependent diabetes mellitus? Arch Intern M ed,1997,12:2668.

    8,邱明才.甲亢和糖尿病病人尺、桡骨矿物质含量的测定.天津医药,1988,5:275.

    9,Okazaki R,Totsuka Y,Hamano K,et al.Metabolic improvement of poorly controlled non-insulin-dependent diabetes mellitus decreases bone turnover.Journal of Cli nical Endocrinology and Metabolism,1997,9:2915.

    收稿:1999-03-16

    修回:1999-11-19, 百拇医药