血漿晚期蛋白氧化產(chǎn)物水平與婦女絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松關(guān)系的初步探究.pdf

1、研究背景:
　　 骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis,OP)是發(fā)病率最高的代謝性骨病,以骨量減少、骨微結(jié)構(gòu)改變?yōu)橹饕卣?進(jìn)而導(dǎo)致骨的脆性增高以及骨折危險性增加的一種代謝性骨病。隨著人口的老齡化,骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率、死亡率以及由此帶來的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)都將顯著增加。根據(jù)骨質(zhì)疏松癥的病因可將其分為原發(fā)性骨質(zhì)疏松(primary osteoporosis)、繼發(fā)性骨質(zhì)疏松(secondary osteoporosis)和特發(fā)性骨質(zhì)疏松(i

2、diopathic osteoporosis)三大類。原發(fā)性骨質(zhì)疏松又可以分為Ⅰ型骨質(zhì)疏松和Ⅱ型骨質(zhì)疏松。Ⅰ型骨質(zhì)疏松又稱絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松是發(fā)病率最高的一類骨質(zhì)疏松,嚴(yán)重威脅中老年婦女的健康以及生活質(zhì)量。其發(fā)生的主要原因是性腺(雌激素和睪酮1功能的缺陷,發(fā)生在任何年齡段的雌激素和睪酮缺乏都將加速骨量丟失。由于絕經(jīng)后骨量減少速度明顯加快,所以Ⅰ型骨質(zhì)疏松主要發(fā)生于絕經(jīng)后婦女。絕經(jīng)后女性骨質(zhì)疏松發(fā)病率可高達(dá)25％-50％,隨著年齡增大發(fā)病率還

3、會進(jìn)一步增高,絕經(jīng)20年以上者發(fā)病率可高達(dá)56.76％。因此與絕經(jīng)相關(guān)的骨質(zhì)疏松已是一個不容忽視的重要保健課題。
　　 雙能X線吸收骨密度測量法被認(rèn)為是目前骨質(zhì)疏松癥診斷的金標(biāo)準(zhǔn)。骨密度測定結(jié)果中,診斷標(biāo)準(zhǔn)以“T”值評分,“T”值是按照測定的骨密度值與同性別年輕人群骨密度平均值相比,依據(jù)骨量下降的標(biāo)準(zhǔn)差(SD)作出骨質(zhì)疏松的診斷與分級?！癟”值減低在1SD-2.5SD之間診斷為骨量減少,減低到達(dá)或超過2.5SD即可診斷骨質(zhì)疏松。

4、臨床通常以第2至第4腰椎(L2～L4)骨密度最低T分值作為腰椎骨密度診斷值。
　　 氧化應(yīng)激是指機(jī)體活性氧族(reactive oxygen species,ROS)的生成增加或/和清除失衡,活性氧族水平升高的一種狀態(tài)。ROS是生物體內(nèi)有氧代謝產(chǎn)生的含氧自由基,主要包括超氧陰離子(O2-)、羥基(-OH)和過氧化氫(H2O2)。正常生理狀態(tài)下,體內(nèi)ROS不斷產(chǎn)生的同時被保護(hù)酶如超氧化物歧化酶(superoxidedismutas

5、e,SOD)、過氧化氫酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(glutathioneperoxidase,GP)及一些低分子量抗氧化劑清除。當(dāng)機(jī)體防御系統(tǒng)功能低下時,體內(nèi)氧化與抗氧化作用失衡,傾向于氧化,出現(xiàn)了氧化應(yīng)激狀態(tài)。異常增多的ROS對生物機(jī)體造成一系列的氧化損傷,如攻擊多聚不飽和脂肪酸引起脂質(zhì)過氧化,使生物膜的結(jié)構(gòu)、功能及細(xì)胞膜表面受體改變；損傷蛋白質(zhì)的巰基和氨基,使蛋白質(zhì)變性、交聯(lián)、酶的活性喪失；損傷DNA,導(dǎo)致D

6、NA鏈的斷裂及突變等。
　　 ROS增高所導(dǎo)致的氧化應(yīng)激狀態(tài)會對人體造成巨大的損傷。而自由基的負(fù)性作用主要是由于其結(jié)構(gòu)中含有未成對電子,具有高度反應(yīng)性,能夠迅速與周圍物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。這種高度反應(yīng)性決定了其半衰期非常短暫,直接測量這些自由基水平非常困難。但是,自由基與分子(脂類、蛋白質(zhì)、DNA)發(fā)生反應(yīng)后的氧化產(chǎn)物,可以作為反映氧化應(yīng)激水平標(biāo)志物。
　　 自由基可以引起蛋白質(zhì)的交聯(lián)聚合和肽鏈斷裂,使蛋白質(zhì)與脂質(zhì)結(jié)合形成聚合物

7、,從而使蛋白質(zhì)功能喪失。自由基攻擊蛋白分子的側(cè)鏈氨基酸,如賴氨酸、精氨酸、脯氨酸、蘇氨酸,可以產(chǎn)生相應(yīng)蛋白衍生物,并引起體內(nèi)蛋白巰基水平下降。吞噬細(xì)胞產(chǎn)生的次氯酸(強(qiáng)氧化劑)可以使血漿白蛋白氧化成為晚期蛋白氧化產(chǎn)物(advanced oxidation protein products,AOPP)以及糖化蛋白被氧化修飾成為晚期糖基化終末產(chǎn)物(advanced glycation end products,AGE),均可作為蛋白質(zhì)氧化損傷

8、的標(biāo)志物。而自由基作用于生物膜上的不飽和脂肪酸,引起膜脂質(zhì)的過氧化反應(yīng)而轉(zhuǎn)變成過氧化脂質(zhì),導(dǎo)致膜的流動性改變,使細(xì)胞變形能力下降、脆性增加,影響膜受體離子通道功能,增加膜通透性。脂質(zhì)過氧化的同時還可以增加新的自由基以及導(dǎo)致晚期脂氧化產(chǎn)物如丙二醛(malonaldehyde,MDA)、4-羥基壬烯醛(4-bydroxy-2-nonenal,4-HNE)、氧化低密度脂蛋白(oxidized low density lipoprotein,o

9、x-LDL)和異前列腺素等的產(chǎn)生自由基可以與堿基發(fā)生加成反應(yīng),對堿基進(jìn)行修飾,從而引起基因突變,甚至導(dǎo)致DNA鏈的斷裂。如鳥嘌呤被氧化生成8-氧代鳥嘌呤,在修復(fù)酶作用下以8-羥基脫氧鳥苷形式被切除。氧自由基可以使膠原纖維的膠原蛋白發(fā)生交聯(lián),使透明質(zhì)酸降解等,從而破壞細(xì)胞外基質(zhì)。
　　 AOPP是1996年首先由Witko Sarsat等提出,它是在氧化應(yīng)激過程中由激活的吞噬細(xì)胞生成的次氧酸或氯胺氧化血清白蛋白作用生成的含雙酪氨酸

10、的蛋白交連物。已知分葉核中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞在特定的刺激下能夠產(chǎn)生呼吸爆發(fā),而后者可以導(dǎo)致高活性的ROS大量產(chǎn)生。在ROS的形成中,吞噬細(xì)胞具有在髓過氧化酶的作用下生成含氯氧化物的能力。髓過氧化酶在氯離子存在的情況下,使過氧化氫生成次氯酸。次氯酸是吞噬細(xì)胞所產(chǎn)生的毒性最強(qiáng)和化學(xué)性質(zhì)最活潑的一類物質(zhì),AOPP即是含氯氧化物和血漿白蛋白之間的反應(yīng)產(chǎn)物。AOPP作為炎癥介質(zhì)能夠觸發(fā)氧化爆發(fā)并促進(jìn)中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞合成炎性細(xì)胞因子。研究表明,

11、AOPP的產(chǎn)生以及增加存在于多種病理狀態(tài),包括糖尿病、尿毒癥、慢性腸道炎性疾病以及肥胖癥等,提示AOPP的增加可能與體內(nèi)病理生理環(huán)境有關(guān)。AOPP作為新的尿毒癥毒素和炎癥介質(zhì),是測定氧化劑介導(dǎo)的蛋白損傷的可靠指標(biāo),能夠評價抗氧化應(yīng)激治療的療效。
　　 MDA是由體內(nèi)產(chǎn)生的氧自由基侵害細(xì)胞質(zhì)中的不飽和脂肪酸,使得其中兩個或以上的亞甲基雙鍵斷裂形成脂質(zhì)自由基,引起脂質(zhì)過氧化反應(yīng)而生成的物質(zhì)。過多的MDA能與蛋白、核酸等大分子形成脂褐

12、質(zhì)沉積于細(xì)胞中,這是導(dǎo)致機(jī)體細(xì)胞衰老的重要原因。同時,它還可與磷脂蛋白發(fā)生反應(yīng),改變細(xì)胞膜的通透性,造成組織細(xì)胞的損傷。MDA因其是脂質(zhì)過氧化代謝的毒性產(chǎn)物,它的含量直接反映體內(nèi)脂質(zhì)過氧化的速率和強(qiáng)度。因此,常作為判斷自由基損害程度的指標(biāo),間接反映細(xì)胞受氧自由基損害的程度。
　　 氧化應(yīng)激與骨質(zhì)疏松的發(fā)生密切相關(guān)。骨質(zhì)疏松的兩個重要發(fā)病因素——雌激素水平下降和年齡增長(衰老程度加劇)均能導(dǎo)致機(jī)體氧化應(yīng)激水平升高。其它導(dǎo)致骨質(zhì)疏松

13、發(fā)生的危險因素如:吸煙、高血壓、糖尿病均能提高機(jī)體的氧化應(yīng)激水平。氧化應(yīng)激主要通過耗竭抗氧化物質(zhì)、激活破骨細(xì)胞.抑制成骨細(xì)胞以及骨形成來影響骨代謝。
　　 AOPP與大鼠增齡性骨量減少密切相關(guān)；氧化應(yīng)激可以刺激體外培養(yǎng)的成骨細(xì)胞前體細(xì)胞系MC3T3-E1產(chǎn)生大量的AOPP,且AOPP能夠通過激活活性氧依賴的NF-κ B途徑來抑制成骨樣細(xì)胞的體外增殖和分化。以上研究結(jié)果表明:AOPP可能在氧化應(yīng)激介導(dǎo)的骨質(zhì)疏松的發(fā)病過程中發(fā)揮了極

14、為重要的作用。由此我們推測婦女絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松患者體內(nèi)可能存在AOPP的蓄積。此外MDA作為氧化應(yīng)激的經(jīng)典標(biāo)志物在絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女體內(nèi)是否存有蓄積一直存在爭議。為了驗證這些問題我們檢測了絕經(jīng)后婦女血漿中AOPP及MDA的水平。
　　 目的:
　　 觀察絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女血漿晚期蛋白氧化產(chǎn)物(AOPP)及丙二醛(MDA)的水平,并探討其與骨密度之間的關(guān)系,為臨床干預(yù)提供理論依據(jù)。
　　 方法:
　　 選取4

15、9名符合WHO骨質(zhì)疏松癥診斷標(biāo)準(zhǔn)的絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女和39名絕經(jīng)后未患有骨質(zhì)疏松的婦女作為研究對象。研究對象選自事先未被診斷為骨質(zhì)疏松和接受抗骨質(zhì)疏松治療的人群。排除患有能導(dǎo)致氧化應(yīng)激水平升高的疾病(癡呆、心腦血管疾病、糖尿病、肝腎功能下降、炎性疾病)；正在服用能影響骨密度的藥物；六個月內(nèi)服用過皮質(zhì)醇類藥物、正在服用能影響吸收功能的藥物；正在進(jìn)行抗氧化應(yīng)激治療以及營養(yǎng)不良的研究對象。記錄每位研究對象腰椎(L2-L4)骨密度檢測結(jié)果、身體

16、指數(shù)以及人口統(tǒng)計學(xué)資料；所有研究對象均行腰椎正側(cè)位X線檢查以排除腰椎骨折；檢測每位研究對象血漿中AOPP及MDA水平。
　　 結(jié)果:
　　 骨質(zhì)疏松組:絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女49例,年齡50-76歲平均年齡62.73(標(biāo)準(zhǔn)差=6.80),平均絕經(jīng)年限為12.39年(標(biāo)準(zhǔn)差=7.71),平均身體指數(shù)為23.45 kg/m2(標(biāo)準(zhǔn)差=3.31)。對照組:絕經(jīng)后未患有骨質(zhì)疏松的婦女39例,年齡50-78歲平均年齡59.9(標(biāo)準(zhǔn)差=

17、6.77),平均絕經(jīng)年限9.05年(標(biāo)準(zhǔn)差=7.45),平均身體指數(shù)為24.71 kg/m2(標(biāo)準(zhǔn)差=3.18)。骨質(zhì)疏松組研究對象和對照組研究對象年齡和身體指數(shù)無明顯差異,骨質(zhì)疏松組較對照組絕經(jīng)年限長。X線攝片未發(fā)現(xiàn)有腰椎骨折的研究對象。
　　 骨質(zhì)疏松組血漿AOPP為36.47±8.23umol/L,高于對照組27.99±4.69umol/L差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)；骨質(zhì)疏松組血漿MDA為3.65±0.95nmol

18、/L,高于對照組3.24±0.76 nmol/L差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。研究對象腰椎骨密度T分值與血漿AOPP水平呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(r=-0.555；P<0.001),與MDA無明顯相關(guān)；但骨質(zhì)疏松組研究對象血漿AOPP及MDA與腰椎骨密度T分值無相關(guān)。
　　 結(jié)論:
　　 絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松婦女體內(nèi)存在AOPP及MDA的蓄積,且研究對象血漿AOPP水平與腰椎骨密度T分值存在明顯的負(fù)相關(guān)。AOPP在氧化應(yīng)激介導(dǎo)的絕