骨骼将成为评断糖尿病风险的重要指标!
整理丨医学界会议报道组 岳辰
来源丨医学界内分泌频道
2017年中华医学会第十六次全国内分泌学学术会议今天在苏州召开,会议云集了国内众多内分泌学大咖,分享交流最新研究发现和临床实用经验。
今天下午,来自上海交通大学瑞金医院的刘建民教授,就与我们分享了他们团队的最新重磅发现:糖尿病风险新指标——骨吸收指数。
刘建民教授
暗藏玄机的骨骼细胞
一提起骨骼细胞,相信大部分人都会脱口而出成骨细胞与破骨细胞。其实,人体骨骼中超过90%的细胞是骨陷窝细胞,目前研究发现,除了与重建有关,骨陷窝细胞在骨代谢中也发挥了很大作用。
骨骼承担着人类每天的活动,耗能巨大,根据正电子发射型计算机断层显像(PET) 结果显示,骨骼的干骺端是吸收葡萄糖最活跃的区域。过去认为,和糖类吸收相关度最高的应该是肌肉、脂肪组织,但根据研究调查现实,股骨、腓骨、胫骨甚至是颅骨的糖吸收量都高于传统认为的肌肉脂肪组织。
并且随着高脂的产生、年龄的增加,骨骼对于糖类的吸收也有所下降,那么这是否预示着骨骼细胞对于糖代谢起着重要的作用呢?刘建民教授又做了以下研究来验证自己的推测。
人的成骨细胞中含有胰岛素受体,成骨细胞通过受体与胰岛素结合后主要起到两方面的作用:一方面产生骨钙素,促进成骨;另一方面却令人很困惑,接受胰岛素信号后,成骨细胞抑制骨保护素(OPG),从而促进了破骨细胞活性的增强,骨骼周围产生酸性环境,在这种酸性环境下下,骨钙素会进行脱梭反应,产生的脱梭骨钙素可以直接刺激胰岛β细胞上的受体产生胰岛素。
同时,研究发现,骨钙素同样可以刺激肠道细胞产生胰高血糖素样肽-1(GLP-1),从而刺激胰岛素的产生;当骨钙素作用于脂肪细胞时,会增加脂肪细胞对于胰岛素的敏感性,从方方面面起到降糖的作用。
动物实验的新证据
成骨细胞中有一个关键性基因β-catenin,动物实验敲除了小鼠的β-catenin基因后,小鼠出现了骨质量的明显下降,同时小鼠出现胰岛素分泌减少,血糖升高,糖耐量受损的情况。可以看出,当成骨细胞受损后,全身的糖代谢都受到了很大的影响。
今年3月发表的Natural上发表的发布了这样一个研究成果,实验人员敲除了成骨细胞中Lipocalin 2后,小鼠的骨代谢并未受到影响,但小鼠却出现了胰岛素分泌减少、血糖升高的情况,除此之外老鼠还出现了食欲增加的表现。
研究人员还做了另外一项实验:将Lipocalin 2直接注射到小鼠的中枢中,小鼠出现食欲明显减退,体重下降。研究人员认为来自于骨骼的Lipocalin 2有改善食欲,影响糖代谢的作用。
除了成骨细胞在糖代谢中的作用,研究人员还对破骨细胞的影响做了深入研究。研究人员破坏了小鼠的破骨细胞后,小鼠的骨骼生长良好,但小鼠也出现了胰岛素分泌减少、血糖升高的情况,同时胰岛β细胞数量明显减少。
血糖与骨细胞吸收指标相关!
那么上述实验对于临床的意义有多大呢?刘建民教授带领他的团队在临床做了如下统计:研究人员统计了糖代谢正常的,即糖化血红蛋白(HAb1c)<6.5,各项血糖指标均正常的人群,骨细胞吸收指标 CTX 和HAb1c成正相关,正常人群随着HAb1c的升高, CTX 也随之升高。研究发现,HAb1c是决定 CTX 的一个重要指标,仅排在骨形成指标、骨钙素和骨密度之后。
为什么在糖代谢完全正常的人中,HAb1c会和CTX呈现相关性?
对此,刘建民教授提出了大胆假设,在正常人中,HAb1c开始升高但还未达到糖尿病标准时,骨骼已经早早做出了反应——骨转换加快,表现为骨吸收增强,目的是为了产生酸性环境,使成骨细胞产生的骨钙素迅速脱梭,增加胰岛素的分泌。
刘建民教授特别指出,CTX并非无限制增加,而是也存在一个峰值。随着骨吸收的不断增强,骨密度下降出现骨质疏松的情况,此时已经无法再进行代偿作用,CTX 逐渐下降。同时胰岛素分泌继续减少,HAb1c继续增加,产生糖尿病。
刘建民教授认为,在糖尿病的发病过程中,骨骼起到一个非常重要的调控作用和预防作用。为了验证这一说法,研究团队对上述人群做了 4 年的跟踪随访。
根据4年前的CTX 指标对上述人群进行三分位随访后发现,基线时CTX中间三分位的HAb1c和新发糖代谢紊乱的风险最低。处于高分位的CTX人群4年后罹患糖尿病的风险是中间分位的5~6倍,需要特别指出的是,这种增加完全独立于常规的糖尿病指标(年龄、体重指数、血脂、血压等)。
骨转换预测糖尿病风险
该实验的临床意义是巨大的,对于骨转换较高的正常人来说,他今后出现糖尿病的风险较大。对于骨转换较高的病人,一定要对他进行抗骨质疏松的药物治疗,以降低糖尿病的风险。
那么要降低到什么程度才算可以呢?刘建民教授认为,根据实验提示,降到中间三分位是最佳选择,如果骨吸收抑制过低的话,糖尿病的风险也会增加。
刘建民教授对未来实验进行了进一步的规划设想,他认为成骨细胞破骨细胞的作用将会有一天应用到糖尿病的治疗中,同时CTX 可以作为糖尿病风险预测的一个重要指标和预防标准。
2017年中华医学会第十六次全国内分泌学学术会议,汇聚了全国各地内分泌领域的专家学者,带来了一场学术上的饕餮盛宴。《医学界》记者后续还会为大家呈现更多精彩内容,敬请关注!