中国骨质疏松杂志 2009年1月第15卷第1期
ChinJOsteoporos,January2009,Vol15,No1175 #综述#
瘦组织和脂肪的影响因素及其 对骨密度和骨强度的影响 李建伟 刘石平 廖二元
中图分类号:R681 文献标识码:A 文章编号:1006-7108(2009)01-0075-05
摘要:瘦组织和脂肪是两个重要的体成分,受饮食、运动、增龄、性别、种族、激素、疾病以及药物等多种因素的影响。瘦组织和脂肪对骨密度和骨强度的影响不同。研究结果存在不一致性,但多数研究表明瘦组织量可能是BMD和骨强度的重要决定因素,脂肪量过多将对骨骼产生不利影响。目前,瘦组织和脂肪对骨密度和骨强度的影响及机制并未被完全阐明。关键词:瘦组织;脂肪;骨密度;骨强度 InfluencingfactorsofleanmassandfatmassandeffectsofbothonbonemineraldensityandbonestrengthLIJianwei,LIUShiping,LIAOEryuan.InstitutionofMetabolismandEndocrinology,TheSecondXiangyaHospitalofCentralSouthUniversity,Changsha410011,China
Abstract:Leanmassandfatmassaretwoimportantcomponentsofbodycomposition,whichareaffectedbymanyfactorssuchasdiet,exercise,aging,gender,race,hormonal,diseasesanddrugs.Effectsofleanmassandfatmassonbonemineraldensity(BMD)andbonestrengtharedifferent.Studyresultsareinconsistent,butmostshowthatleanmassmaybeimportantdeterminantofBMDandbonestrength.Excessfatmasshasanegativeimpactonbonemetabolism.Atpresent,effectsandmechanismofleanmassandfatmassonBMDandbonestrengthhavenotbeenfullyclarified.
Keywords:Leanmass;Fatmass;Bonemineraldensity;Bonestrength
体重是广为人知的骨密度(BMD)决定因素。大量的研究显示肥胖是BMD的保护因素。然而,令人感兴趣的是:近年来的研究发现瘦组织和脂肪这两种重要的身体组成成分在骨量保护中的贡献是不同的。这为骨质疏松症的防治提供了新的治疗靶点。因此,笔者就瘦组织和脂肪的影响因素及其对骨密度的影响研究做一综述。 质和矿物的4成分模型。此外,还有将体成分分为原子层次、分子层次、细胞层次、组织器官层次及整体层次的5层次模型等。目前,多采用DXA法将体成分分为瘦组织、脂肪和骨矿的3组分。 2 体成分测量的方法
体成分测量可有直接测量法和间接测量法。直接测量法有2种:一种是将机体直接溶解于化学溶液中,再测定混合物中脂肪与非脂肪的量;另一种是将机体直接解剖,可得到脂肪、肌肉及骨骼等不同成分所占比例。间接测量法有很多种,如:DXA、生物电阻抗法(bioelectricimpedanceanalysis,BIA)、超声法(ultrasoundmethod)、计算
机X线断层摄影术(computerizedtomography,CT)、磁共振成像
(magneticresonanceimaging,MRI)、近红外线法、人体测量法和密度法等10余种。DXA法利用体内不同组分对同一能量射线的吸收率有一定差异,同一身体组分对不同能量射线的吸收率也有很大差异的现象,通过X1 体成分的概念
体成分指动物或人体的组成成分,有多种模型。如将体成分分为脂肪量(fatmass)和非脂肪量(fa-tfreemass,FFM)(即除去全部脂肪后的体重)的两组分模型;双能X线吸收测定法(dualenergyX-rayabsorptiometry,DXA)将体成分分为脂肪、瘦组织和骨矿的3组分模型;也有将体成分分为脂肪、水、蛋白
作者单位:410011 长沙,中南大学湘雅二医院代谢内分泌研究所 通讯作者:刘石平,Email:shipingliu119@126.com 76中国骨质疏松杂志 2009年1月第15卷第1期
ChinJOsteoporos,January2009,Vol15,No11
可显示脂肪、瘦组织(肌肉)和骨矿灰度的图像,而且可通过计算机软件进行定量分析。DXA因其安全性、准确性和区域测量能力而被广泛应用。近年来,国外已经将DXA法作为体成分测量的标准法。在国内外,DXA法被认为是有可能象测量骨密度一样成为测量机体体成分的/金标准0
[2] [1]
全身脂肪量随增龄有下降的趋势,而且全身瘦组织量的减少超过脂肪量的减少,因而,随增龄,全身脂肪量的比例是增加的。这与Douchi等
[6]
的研究结
果存在一致性。
314 性别和种族对瘦组织和脂肪的影响
男、女两性的体成分存在较大差别,一般男性瘦组织量的比例较高,而女性脂肪的比例较高。种族
[8]
不同,体成分也存在差异。Ehtisham等使用DXA测量了64例白种欧洲裔(男性31例,女性33例)和65例南亚裔(男性32例,女性33例)青少年的体成分,发现南亚青少年有较高脂肪量、女性比男性有较多的中心性脂肪。 315 激素对瘦组织和脂肪的影响
31511 雌激素、孕激素对瘦组织和脂肪的影响:女性绝经后出现体重增加而瘦组织量减少、脂肪量增加和脂肪向上转移为特征的体成分改变,这种改变不能完全用增龄来解释,可能与绝经后雌激素水平的降低有关。Chen等的研究发现雌激素合同孕激素替代治疗可以明显减少绝经后女性瘦组织量的下降和躯干P腿部脂肪比例的增加,表明雌激素合同孕激素治疗可逆转绝经相关的肥胖和瘦组织量的下降。
31512 雄激素对瘦组织和脂肪的影响:雄激素通过膜受体作用于肌肉,可促进骨骼肌的发育。男性匹配体重后的平均肌肉量(瘦组织量)和肌肉量百分率高于女性,这在一定程度上与男性的雄激素水平高于女性有关。前列腺癌患者雄激素剥夺治疗36周后可出现全身和局部瘦组织量下降,而全身和局部脂肪量增加。一项为期12个月的对垂体功能减退伴有明显雄激素缺乏的生育年龄妇女补充生理剂量睾酮的随机、双盲、安慰剂对照研究显示:在补充睾酮后,患者FFM和大腿肌肉面积增加均较对照组
[12]
显著增加(P<0105),而脂肪量没有明显的变化。这些研究表明,雄激素对男、女两性瘦组织量或FFM的维持是必要的。
31513 促生长激素对体成分的影响:生长激素(GH)-胰岛素样生长因子(IGFs)是调节体格生长的重要内分泌轴,IGF-1是介导GH促生长作用的多肽,胰岛素样结合蛋白-3是血中IGF-1的主要结合蛋白,在青春期肌肉的发育中,它们起了重要的作用。对腹型肥胖的男性每天给予重组人GH(915LgPkg)治疗9个月,与安慰剂组比较,全身脂肪量、皮下脂肪量和内脏脂肪量分别减少(912?214)%、(611,[11][9]
[10] 。
3 影响瘦组织和脂肪的因素
瘦组织和脂肪受饮食、运动、增龄、性别、种族、激素、疾病以及药物等多种因素的影响。
311 饮食对瘦组织和脂肪的影响有动物实验发现,在C57BLP6小鼠中,与低碳水化合物、不限制热量摄入组和高碳水化合物、限制热量摄入组比较,高脂、不限制热量摄入组和低碳水化合物、不限制热量摄入组脂肪量的百分比高,提示高脂饮食可引起体成分中脂肪量的增加,而低碳水化合物、不控制热量摄入的饮食不能导致体重和脂肪量的下降。在成年(12月龄)的C57BLP6小鼠中,限制热量摄入和运动两种减肥方式可引起小鼠脂肪量和脂肪组织分布发生同样的变化,但与成年小鼠不同的是:限制热量摄入主要引起老年(24月龄)C57BLP6小鼠瘦组织量的减少,表明限制热量摄入对体成分的影响有年龄特异性。此外,Noakes等发现限制热量摄入的高蛋白质饮食和限制热量摄入的高碳水化合物饮食都能引起肥胖妇女的体重、脂肪量和瘦组织量显著下降,但高蛋白质饮食组妇女中血甘油三酯水平高
(>115mmolPL)者脂肪量的下降更明显,提示对肥胖患者,高蛋白质、低脂、限制热量摄入的饮食对体重和体成分的影响相当于或
[5]
超越高碳水化合物、限制热量摄入的饮食。312 运动对瘦组织和脂肪的影响 运动在成年的(12月龄)的C57BLP6小鼠中,可
[4]
引起脂肪量的下降,但倾向于保存瘦组织量。在人类,不分年龄、不分性别,运动可增加肌肉量(瘦组织量)、减少脂肪量,这是不争的事实。运动对体成分的影响可能与运动时,骨骼肌的血流量增加,增强肌肉代谢,久之,运动可使肌肉的含量和力量增加等有关。
313 增龄对瘦组织和脂肪的影响
[6]
Douchi等发现随增龄,全身瘦组织量减少(P<01001),而全身脂肪百分含量、躯干脂肪含量以及躯干P大腿脂肪量百分比增加(P<01001),提示增龄可引起肥胖和脂肪向上身分布。Lim等也发现随[7]
[4] [4] [3]
中国骨质疏松杂志 2009年1月第15卷第1期 ChinJOsteoporos,January2009,Vol15,No1177 为突出
[13]
。与安慰剂组对照,有腹型肥胖的绝经后
[14]
正位腰椎和整体)面积BMD的重要决定因素,表明瘦组织对妇女生命的重要时期(围绝经期)股骨近端骨量的维持有重要的贡献。因而,提示维持全身瘦组织量是围绝经期女性维持骨密度的重要措施之一。 Douchi等
[23]
妇女接受12个月的GH治疗(0167mgPd)后,内脏脂肪量减少,大腿肌肉面积增加 。由此看来,GH治
[15]
疗有利于腹型肥胖患者内脏脂肪的消减。Yao等对小脑共济失调雌性和雄性Weaver突变鼠研究发现血循环中IGF-1的水平与瘦组织量的变化一致,而与脂肪量的变化不一致,提示血循环中正常的IGF-1水平对维持神经退行性疾病如小脑共济失调患者的瘦组织量是很重要的。Grelin是一种增食欲神经肽,Grelin和其受体激动剂可使肿瘤恶液质或尿毒症的大鼠食欲增加,蛋白质分解减少,体重恢 [16,17]
复,有利于瘦组织的保存和自然增长。316 其他因素对瘦组织和脂肪的影响
疾病(如恶性肿瘤、肢端肥大症和艾滋病等)、药物(如二甲双胍、格列酮类等)以及细胞因子(如白血病抑制因子
[18]
对64例绝经早期女性和59例年龄
匹配的月经正常的绝经前女性进行研究发现:绝经
早期骨量的丢失早于全身瘦组织量的下降、全身脂肪量的增加和脂肪向上身的分布。Morita等
[24] 也发
现绝经后最初发生的事件是BMD的下降,接着脂肪向上身的分布,然后才是全身瘦组织的下降和全身
[25]
脂肪量的增加。此外,还有研究发现:在去卵巢雌性C57BLP6小鼠,高脂肪量(脂肪百分率>40%)与低BMD相关;在小样本的绝经后妇女也观察到类似的倾向,提示极度肥胖可能与BMD降低相关,极度肥胖(体重指数>40kgPm)可增加低骨量和骨质疏松症的风险。因此,瘦组织和脂肪对BMD和骨量的影响可能相当复杂。 2
和内源性白细胞介素-6等)等都可影 响体成分,在此不一一赘述。 4 瘦组织和脂肪对骨密度的影响 Cui等
[19]
对1046例韩国乡村男、女性进行研究 5 瘦组织和脂肪对骨强度的影响
骨强度不仅决定于BMD,也与骨的几何结构有关。骨骼主要的几何参数有截面模量(sectionmodulus,Z)、截面积(cross-sectionalarea,CSA)、骨膜下宽度(subperiostealwidth,W)、皮质厚度(corticalthickness,CT)和弯曲比率
(bucklingratio,BR)。在超重的儿童和青少年,股骨干和股骨颈的几何参数(W、CT、Z和CSA)都有所增加,这种现象是骨骼适应瘦组织量和身高状况的改变,而不是适应以脂肪量增加为特征的肥胖状况的改变,这与力学调控假说是一致的,即骨强度是适应肌肉力量,而不是与以体重为代表的静负荷相适应
2[26]
发现:在绝经前妇女,只有瘦组织与所有骨骼部位(前臂远端、跟骨、腰椎、股骨颈、转子和Wardps三角)的BMD呈显著正相关;在绝经后妇女,脂肪量与上述所测部位(除Wardps三角)的BMD呈显著正相关,脂肪量是腰椎、前臂远端和跟骨部位
瘦组织和脂肪的影响因素及其对骨密度和骨强度的影响.
