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基于定量CT分析血糖、血脂、腹部脂肪与骨密度的关系

袁玉山 马培旗 彭彬 张宗夕 胡小明 张小艳 王仲秋 王家亮

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基于定量CT分析血糖、血脂、腹部脂肪与骨密度的关系

    作者简介: 袁玉山(1965-),男,副主任医师
  • 基金项目:

    安徽省阜阳市卫生健康委员会科研项目 FY2019-047

  • 中图分类号: R445.3

Study on the relationship between the blood glucose, blood lipid, abdominal fat, and bone mineral density based on the quantitative CT

  • CLC number: R445.3

  • 摘要: 目的采用定量CT(QCT)探讨血糖、血脂及腹部脂肪与骨密度(BMD)的关系。方法选取行低剂量胸部CT联合QCT检查的健康体检者1161名, 其中男752名, 女409名, 根据年龄分为20~、30~、40~、50~、60~、70~岁6个年龄段。空腹采集受检者静脉血, 检测血糖、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)。采用QCT测量L2中心水平层面腹部总脂肪(TAT)、腹内脂肪(VAT)、皮下脂肪(SAT)及腰椎BMD。结果男性不同年龄段组血糖、TC、TG、VAT、SAT、BMD间差异均有统计学意义(P < 0.05~P < 0.01), 女性不同年龄段组血糖、TC、TG、TAT、VAT、SAT、BMD间差异均有统计学意义(P < 0.01)。男性血糖、TC、TG、VAT、SAT与BMD均呈负相关关系(P < 0.05~P < 0.01), 女性血糖、TC、TG、TAT、VAT、SAT与BMD均呈负相关关系(P < 0.01)。多元线性回归分析显示, 血糖、VAT均为男性BMD的独立影响因素(P < 0.05和P < 0.01);TC、VAT均为女性BMD的独立影响因素(P < 0.01)。结论血糖可能是男性BMD的负性影响因素, TC可能是女性BMD的负性影响因素, 而VAT对不同性别BMD均有负性影响。
  • 图 1  QCT测量L1、L2骨密度,红色椭圆为ROI横断位,黄色方框为ROI矢状位

    图 2  QCT测量L2中心层面腹部脂肪,绿色光圈紧贴腹壁肌肉外缘,绿色光圈内蓝色为VAT,绿色光圈外蓝色为SAT

    表 1  不同年龄男性受试者相关指标比较(x±s)

    年龄/岁 n BMD/(mg/cm3) TAT/cm2 VAT/cm2 SAT/cm2 血糖/(mmol/L) TG/(mmol/L) TC/(mmol/L)
    20~ 49 169.39±22.56 248.31±139.44 135.61±81.77 112.7±68.00 4.65±0.40 1.28±0.97 4.22±0.99
    30~ 97 165.08±32.42 258.98±108.73 164.08±72.56 109.17±64.65 4.87±0.48 1.39±1.12 4.57±0.78
    40~ 135 145.50±27.65 260.81±114.20 191.62±75.68*△ 120.30±87.25 5.43±1.51*△ 1.40±0.79 4.62±0.80
    50~ 220 136.07±32.25*△ 251.67±244.26 189.47±82.90*△ 140.32±221.51*△ 5.39±1.32*△ 1.73±1.38*△# 4.64±0.91*
    60~ 124 140.45±171.03*△ 223.89±122.23 192.22±84.29*△ 139.25±107.38*△ 5.53±1.39*△ 1.76±1.91*△# 4.80±1.01*△
    70~ 127 99.00±31.41*△# 212.34±130.22 201.32±91.07*△ 172.83±131.49*△# 5.47±1.13*△ 1.86±1.76*△# 4.89±0.95*△
    F 11.49 1.79 6.32 2.87 7.05 3.65 8.17
    P < 0.01 >0.05 < 0.01 < 0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01
    MS组内 79 268.841 3 467.233 32 156.822 18 673.347 12.332 8.353 10.894
    q检验:与20~岁组比较*P < 0.05;与30~岁组比较△P < 0.05;与40~岁组比较#P < 0.05
    下载: 导出CSV

    表 2  不同年龄女性受试者相关指标比较(x±s)

    年龄/岁 n BMD/(mg/cm3) TAT/cm2 VAT/cm2 SAT/cm2 血糖/(mmol/L) TG/(mmol/L) TC/(mmol/L)
    20~ 51 181.48±30.67 152.92±96.95 53.50±43.22 100.88±62.22 4.70±0.42 0.86±0.41 4.05±0.81
    30~ 65 176.35±39.02 168.81±97.56 70.22±51.31* 98.60±55.83 4.81±0.68 1.15±0.83 4.32±1.17
    40~ 79 167.46±34.73 197.22±105.45*△ 88.49±65.86* 124.12±70.16 4.79±0.41 1.22±0.54* 4.99±1.12*△
    50~ 107 134.02±35.91* 206.47±83.45*△ 100.34±50.80* 145.67±64.59*△ 4.95±0.81 1.41±1.15*△ 4.98±0.96*△
    60~ 69 102.17±27.80*△# 235.32±110.86*△ 134.74±66.07*△# 165.33±88.21*△# 5.31±1.32*△# 1.36±1.10* 5.00±0.99*△
    70~ 38 77.66±32.29*△#▲ 212.87±108.68*△ 131.92±55.95*△#▲ 165.69±93.54*△# 5.70±2.29*△#▲ 1.53±0.89*△ 5.00±1.02*△
    F 82.36 5.52 18.45 10.33 6.66 3.80 10.25
    P < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01
    MS组内 621 453.523 123 477.362 135 871.251 273 921.281 11.793 8.592 13.744
    q检验:与20~岁组比较*P < 0.05;与30~岁组比较△P < 0.05;与40~岁组比较#P < 0.05;与50~岁组比较▲P < 0.05
    下载: 导出CSV

    表 3  腹部脂肪、血脂、血糖与BMD的相关性分析(rs)

    性别 TAT VAT SAT TG TC 血糖
    0.007 -0.196** -0.162** -0.082* -0.089** -0.151**
    -0.316** -0.475** -0.391** -0.244** -0.309** -0.217**
    *P < 0.05,**P < 0.01
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    表 4  不同性别受试者腰椎BMD影响因素的多元线性回归分析

    分组 变量 B SE β t P
    男性 常量 127.892 12.730 10.05 < 0.01
    VAT -0.093 0.035 -0.117 -2.68 < 0.01
    血糖 5.183 2.333 0.165 2.22 < 0.05
    TAT 0.044 0.028 0.016 2.19 >0.05
    SAT -0.037 0.021 -0.046 -0.07 >0.05
    TC -2.297 3.075 -0.084 -0.75 >0.05
    TG 1.964 2.002 0.037 0.98 >0.05
    女性 常量 217.163 9.617 22.58 < 0.01
    VAT -0.307 0.034 -0.425 -8.97 < 0.01
    TC -9.438 1.972 -0.327 -4.79 < 0.01
    TAT 0.022 0.031 0.003 0.72 >0.05
    SAT -0.056 0.036 -0.095 -1.56 >0.05
    血糖 -4.246 2.057 -0.147 -2.06 >0.05
    TG 2.502 2.457 0.039 1.07 >0.05
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-16
  • 录用日期:  2022-03-08
  • 刊出日期:  2022-05-15

基于定量CT分析血糖、血脂、腹部脂肪与骨密度的关系

    作者简介: 袁玉山(1965-),男,副主任医师
  • 安徽省阜阳市人民医院 影像中心,236000
基金项目:  安徽省阜阳市卫生健康委员会科研项目 FY2019-047

摘要: 目的采用定量CT(QCT)探讨血糖、血脂及腹部脂肪与骨密度(BMD)的关系。方法选取行低剂量胸部CT联合QCT检查的健康体检者1161名, 其中男752名, 女409名, 根据年龄分为20~、30~、40~、50~、60~、70~岁6个年龄段。空腹采集受检者静脉血, 检测血糖、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)。采用QCT测量L2中心水平层面腹部总脂肪(TAT)、腹内脂肪(VAT)、皮下脂肪(SAT)及腰椎BMD。结果男性不同年龄段组血糖、TC、TG、VAT、SAT、BMD间差异均有统计学意义(P < 0.05~P < 0.01), 女性不同年龄段组血糖、TC、TG、TAT、VAT、SAT、BMD间差异均有统计学意义(P < 0.01)。男性血糖、TC、TG、VAT、SAT与BMD均呈负相关关系(P < 0.05~P < 0.01), 女性血糖、TC、TG、TAT、VAT、SAT与BMD均呈负相关关系(P < 0.01)。多元线性回归分析显示, 血糖、VAT均为男性BMD的独立影响因素(P < 0.05和P < 0.01);TC、VAT均为女性BMD的独立影响因素(P < 0.01)。结论血糖可能是男性BMD的负性影响因素, TC可能是女性BMD的负性影响因素, 而VAT对不同性别BMD均有负性影响。

English Abstract

  • 随着经济的发展、生活方式的改变以及人口寿命的延长,糖脂代谢紊乱、肥胖、骨质疏松已成为当今社会较为常见的慢性疾病,严重影响人民的健康和生活质量。研究[1]报道, 脂代谢与骨代谢二者常伴随出现,而调控血脂的一些药物(他汀类)能使骨质疏松病人骨折风险下降,而血脂异常的动脉硬化病人也常合并骨质疏松。血糖升高可引起渗透性利尿,钙、磷排泄增加,刺激甲状旁腺激素分泌,溶骨作用加强,导致骨密度(BMD)下降[2]。关于肥胖,常用的指标体质量指数(BMI)并不能准确反映人体脂肪的局部积累情况,而中国人群以腹部脂肪过度堆积导致的中心性肥胖居多,这种腹部脂肪的堆积可能与与骨质疏松的关系更为密切[3]。本研究通过定量CT(quantitative computed tomography,QCT)对健康体检人群腰椎MBD进行测量,旨在探讨血糖、血脂、腹部脂肪与BMD的关系,为预防和治疗骨质疏松提供科学依据。现作报道。

    • 收集2019年8月至2020年1月在我院体检中心选择胸部低剂量CT联合骨密度QCT检查者。排除标准:(1)有胸腰段骨折史或椎体术后者;(2)既往患有骨代谢异常疾病(如肿瘤、甲亢、库欣综合征、肾性骨营养不良等)和服用影响骨代谢药物(如降钙素、皮质类固醇等)者。最终纳入1 161名受试者,其中男752名,女409名,年龄21~92岁。按照年龄分为20~、30~、40~、50~、60~、70~岁6个年龄段组。本研究经我院伦理委员会批审核通过(医伦理审查[2019]58号),受试者知情同意。

    • 所有研究对象均采用东软128排螺旋CT进行胸部扫描。电压:120 kV,电流30 mAs,螺距0.775,旋转时间0.625 s,矩阵512×512,层厚及层间距均为5 mm,重建层厚及层间距均为1 mm。扫描范围由肺尖至L2椎体下缘。将CT扫描图像传输至QCT pro分析工作站,采用美国Mindways公司QCT BMD测量系统,对L1~L2椎体松质骨BMD进行测量,半自动设置感兴趣区(ROI),测量时注意避开边缘硬化区、骨岛或血管壁钙化(见图 1),取L1和L2平均值为最终腰椎BMD值。通过QCT骨密度分析软件中“tissue composition”模块测量L2中心层面腹部脂肪面积,以腹壁肌肉外缘界定腹内脂肪(visceral adipose tissue,VAT)与皮下脂肪(subcutaneous adipose tissue,SAT)(见图 2),软件自动得出腹部总脂肪(total adipose tissue,TAT)和VAT,两者相减得SAT。采用Hitachi全自动生化分析仪检测受试者空腹血糖、总胆固醇(total cholesterol,TC)、三酰甘油(triglyceride,TG)水平。

      图  1  QCT测量L1、L2骨密度,红色椭圆为ROI横断位,黄色方框为ROI矢状位

      图  2  QCT测量L2中心层面腹部脂肪,绿色光圈紧贴腹壁肌肉外缘,绿色光圈内蓝色为VAT,绿色光圈外蓝色为SAT

    • 采用方差分析、q检验、Spearman相关分析和多因素线性回归分析。

    • 不同年龄段男性的血糖、TC、TG、VAT、SAT、BMD间差异均有统计学意义(P < 0.05~P < 0.01)(见表 1)。不同年龄段女性的血糖、TC、TG、TAT、VAT、SAT、BMD间差异均有统计学意义(P < 0.01)(见表 2)。

      年龄/岁 n BMD/(mg/cm3) TAT/cm2 VAT/cm2 SAT/cm2 血糖/(mmol/L) TG/(mmol/L) TC/(mmol/L)
      20~ 49 169.39±22.56 248.31±139.44 135.61±81.77 112.7±68.00 4.65±0.40 1.28±0.97 4.22±0.99
      30~ 97 165.08±32.42 258.98±108.73 164.08±72.56 109.17±64.65 4.87±0.48 1.39±1.12 4.57±0.78
      40~ 135 145.50±27.65 260.81±114.20 191.62±75.68*△ 120.30±87.25 5.43±1.51*△ 1.40±0.79 4.62±0.80
      50~ 220 136.07±32.25*△ 251.67±244.26 189.47±82.90*△ 140.32±221.51*△ 5.39±1.32*△ 1.73±1.38*△# 4.64±0.91*
      60~ 124 140.45±171.03*△ 223.89±122.23 192.22±84.29*△ 139.25±107.38*△ 5.53±1.39*△ 1.76±1.91*△# 4.80±1.01*△
      70~ 127 99.00±31.41*△# 212.34±130.22 201.32±91.07*△ 172.83±131.49*△# 5.47±1.13*△ 1.86±1.76*△# 4.89±0.95*△
      F 11.49 1.79 6.32 2.87 7.05 3.65 8.17
      P < 0.01 >0.05 < 0.01 < 0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01
      MS组内 79 268.841 3 467.233 32 156.822 18 673.347 12.332 8.353 10.894
      q检验:与20~岁组比较*P < 0.05;与30~岁组比较△P < 0.05;与40~岁组比较#P < 0.05

      表 1  不同年龄男性受试者相关指标比较(x±s)

      年龄/岁 n BMD/(mg/cm3) TAT/cm2 VAT/cm2 SAT/cm2 血糖/(mmol/L) TG/(mmol/L) TC/(mmol/L)
      20~ 51 181.48±30.67 152.92±96.95 53.50±43.22 100.88±62.22 4.70±0.42 0.86±0.41 4.05±0.81
      30~ 65 176.35±39.02 168.81±97.56 70.22±51.31* 98.60±55.83 4.81±0.68 1.15±0.83 4.32±1.17
      40~ 79 167.46±34.73 197.22±105.45*△ 88.49±65.86* 124.12±70.16 4.79±0.41 1.22±0.54* 4.99±1.12*△
      50~ 107 134.02±35.91* 206.47±83.45*△ 100.34±50.80* 145.67±64.59*△ 4.95±0.81 1.41±1.15*△ 4.98±0.96*△
      60~ 69 102.17±27.80*△# 235.32±110.86*△ 134.74±66.07*△# 165.33±88.21*△# 5.31±1.32*△# 1.36±1.10* 5.00±0.99*△
      70~ 38 77.66±32.29*△#▲ 212.87±108.68*△ 131.92±55.95*△#▲ 165.69±93.54*△# 5.70±2.29*△#▲ 1.53±0.89*△ 5.00±1.02*△
      F 82.36 5.52 18.45 10.33 6.66 3.80 10.25
      P < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01
      MS组内 621 453.523 123 477.362 135 871.251 273 921.281 11.793 8.592 13.744
      q检验:与20~岁组比较*P < 0.05;与30~岁组比较△P < 0.05;与40~岁组比较#P < 0.05;与50~岁组比较▲P < 0.05

      表 2  不同年龄女性受试者相关指标比较(x±s)

    • 男性血糖、TC、TG、VAT、SAT与BMD均呈负相关关系(P < 0.05~P < 0.01),TAT与BMD无明显相关关系(P>0.05);女性血糖、TC、TG、TAT、VAT、SAT与BMD均呈明显负相关关系(P < 0.01)(见表 3)。

      性别 TAT VAT SAT TG TC 血糖
      0.007 -0.196** -0.162** -0.082* -0.089** -0.151**
      -0.316** -0.475** -0.391** -0.244** -0.309** -0.217**
      *P < 0.05,**P < 0.01

      表 3  腹部脂肪、血脂、血糖与BMD的相关性分析(rs)

    • 以BMD为因变量,以血糖、TC、TG、TAT、VAT、SAT为自变量(赋值为实际水平),进行多元线性回归分析。结果显示,VAT、血糖均为男性BMD的独立影响因素(P < 0.01和P < 0.05);TC、VAT均为女性BMD的独立影响因素(P < 0.01)(见表 4)。

      分组 变量 B SE β t P
      男性 常量 127.892 12.730 10.05 < 0.01
      VAT -0.093 0.035 -0.117 -2.68 < 0.01
      血糖 5.183 2.333 0.165 2.22 < 0.05
      TAT 0.044 0.028 0.016 2.19 >0.05
      SAT -0.037 0.021 -0.046 -0.07 >0.05
      TC -2.297 3.075 -0.084 -0.75 >0.05
      TG 1.964 2.002 0.037 0.98 >0.05
      女性 常量 217.163 9.617 22.58 < 0.01
      VAT -0.307 0.034 -0.425 -8.97 < 0.01
      TC -9.438 1.972 -0.327 -4.79 < 0.01
      TAT 0.022 0.031 0.003 0.72 >0.05
      SAT -0.056 0.036 -0.095 -1.56 >0.05
      血糖 -4.246 2.057 -0.147 -2.06 >0.05
      TG 2.502 2.457 0.039 1.07 >0.05

      表 4  不同性别受试者腰椎BMD影响因素的多元线性回归分析

    • QCT是作为一种三维体积BMD测量技术,可以将感兴趣区放在椎体中央,避开大动脉钙化、骨质增生硬化部分,因此具有较高敏感度和准确率,目前多与低剂量胸部CT扫描同步进行,可在不增加辐射剂量和扫描时间的同时,较为精准地测量腰椎BMD[4]。相较于双能X线吸收检测法平面投影容易出现较大误差的不足,QCT目前已逐渐成为测量BMD的主要检查手段。

      研究[5]显示,糖基化终末产物、糖化血红蛋白的过度生成可诱导成骨细胞凋亡、抑制成骨细胞分化,从而引起BMD下降。也有报道[6]称,胰岛素分泌不足会引起成骨细胞无法接受到足够的信号刺激,胶原、骨基质合成减少,从而造成BMD下降。余萍萍等[7]通过双能X线吸收检测法测量BMD,结果显示女性空腹血糖与BMD下降存在相关关系。本研究结果通过胸部低剂量CT联合QCT测量腰椎BMD,结果显示不同性别空腹血糖与腰椎BMD均呈负相关关系;多元线性回归结果显示,血糖是男性BMD下降的危险因素,与文献报道略有不同,可能是由于样本量不同以及选择BMD测量方法不同所致。

      近年研究[8]报道,成骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞均由骨髓的基质细胞分化而来,分化方向由Wnt/β-catenin信号通路调控,因此Wnt通路一旦被阻断,骨髓基质细胞主要向脂肪细胞分化,这就是脂肪代谢与骨代谢相关并能够相互调控的重要生理基础。而脂代谢紊乱与骨质疏松内在联系的具体机制尚不清楚,目前国内外关于血脂和骨质疏松关系的报道结果并不完全一致。GO等[9]研究发现,绝经后女性腰椎BMD与TC、LDL-C及HDL-C均无相关关系。胡琴等[10]通过QCT测量不同性别中老年人腰椎BMD,研究其与血脂的相关性,结果表明男性腰椎BMD与HDL-C呈负相关关系,女性腰椎BMD与TC、TG及LDL-C均呈负相关关系。CUI等[11]报道称,不同性别腰椎BMD与HDL-C均呈负相关关系。本研究结果显示,不同性别腰椎BMD与TC、TG均呈轻度负相关关系。虽然各报道略有出入,但多数学者认为血脂代谢的异常与BMD下降有一定关联性,仍需进一步探索研究。

      肥胖被认为是影响BMD的重要因素,与骨质疏松的发生有着错综复杂的关系,常用于评价肥胖的指标包括体质量、腰围、臀围、BMI等,但各指标均存在一定的片面性,近些年来腹部脂肪含量日渐备受关注。WANG等[12]采用QCT测量女性L4中心层面腹部脂肪和腰椎BMD,发现TAT、VAT、SAT与BMD均呈负相关关系,校正年龄、BMI因素后,VAT是女性BMD的独立负性影响因素。潘亚玲等[13]研究结果显示,腹部脂肪和BMD随年龄发生变化,男性和女性均在40~59岁出现VAT明显增多,VAT可能是女性BMD的独立负性影响因素。刘正华等[14]报道,女性脐水平脂肪面积、内脏脂肪面积与腰椎BMD均呈负相关关系。本研究中,将1 161名体检者分为不同性别、不同年龄段组分别比较,结果发现不同性别、不同年龄段的TAT、VAT、SAT间差异具有统计学意义,男性VAT、SAT与BMD呈轻度负相关关系,女性血糖TAT、VAT、SAT与BMD均呈负相关关系,进一步多元线性回归结果显示,VAT是不同性别BMD下降的危险因素,与潘玲等[13]报道VAT仅是女性BMD的负性危险因素略有出入,系研究人群不同,或与本研究中测量的均为相应层面脂肪面积有关,后期将进一步进行对比探索。

      综上,血糖、血脂代谢异常及腹部脂肪含量均与BMD有一定关系,血糖可能是男性BMD的负性影响因素,TC可能是女性BMD的负性影响因素,而腹内脂肪含量对不同性别BMD均有负性影响,因此,可注重血糖、血脂及腹内脂肪的含量检测。同时本研究仍有不足之处,如研究对象仅为体检者且样本量相对较小,不能反映自然人群整体情况;本研究为单中心研究,地域性可能会影响研究结果,后期须进一步扩大样本量及行多中心临床研究验证。

参考文献 (14)

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