在增龄过程中骨骼肌质量丢失，力量、爆发力以及耐力等降低称为“骨骼肌减少症”或“肌少症”(sarcopenia)[1]。肌少症和骨质疏松症是增龄过程中两种较常见的病症，常同时出现[2]。肌少症导致骨骼肌协调能力及质量的降低，可影响老年人完成较简单的日常任务，如上下楼、提重物等，严重者可影响步态及身体的平衡感，易于跌倒。骨质疏松症导致骨骼质量的下降，易于发生骨折。老年人跌倒或骨折后，无论是身体上，还是心理上的损伤，都会限制老年人的功能活动，加剧骨骼及骨骼肌质量的丢失，从而进一步限制老年人的活动能力，最终影响老年人生活质量，甚至导致死亡[3]。
有证据显示骨骼肌和骨骼的生长发育退变等受共同的基因、营养、生活规律及相关激素或调节因子的影响[4-5]。老年人骨骼肌及骨质量结合影响骨的强度及抗骨折的能力，研究并阐清骨骼肌及骨密度的相关性有利于防治在增龄过程中出现的跌倒骨折。我国有关肌少症及骨密度(bone mineral density，BMD)的相关研究报道甚少，不同人种及不同地区的骨骼肌特征及BMD存在差异，本研究探讨本地区中老年人群肌少症与BMD的相关性，为防止本地区中老年人在增龄过程中跌倒骨折提供部分参考依据。
对象与方法 对象选择2015年10月至2016年3月收集的来自武汉“8+1城市圈”326名40~79岁中老年男性体检者。受试者自愿接受双能X线吸收仪行骨密度检查，并予知情告知。入组标准：(1)有日常生活能力，巴氏量表评分大于90分；(2)无认知功能障碍；(3)能规律的活动，每天活动30 min以上，每周活动大于3 d；(4)自愿参与此项研究[6]。排除标准：(1)认知言语听力障碍及精神疾病等患者，不能与调查人员交流或不同意参加调查；(2)代谢性疾病及重要器官衰竭等病史；(3)已患有肌肉疾病，服用影响肌肉功能或骨代谢的药物，患有影响肢体活动的疾病；(4)因患有某种重大疾病生存时间低于半年者[6]。
所有受试者均要进行性别、年龄、吸烟史、临床疾病史和用药史，有无跌倒史，测量血压、身高、体质量等基本情况调查，功能性评估使用ADL量表，认知评估使用Mini-Mental量表，使用MNA量表进行营养状态的评估[7]。试验方案经过华中科技大学同济医学院临床试验伦理委员会批准，每例患者均签署知情同意书。
肌力测量受试者肌力采用握力测试方法进行评估：运用JAMAR 握力计(Sammons. Preston，USA)，计量单位为千克(kg)。在测试握力前将握距调整在合适的范围内，受试者测试臂稍外展，但不超过30°，受试上臂与前臂成90°端坐位，用最大力握住仪器的握柄，双手各握2次，取最大值进行统计分析。低握力定义为：BMI≤24 kg/m2时，握力≤29 kg；24 kg/m2＜BMI≤28 kg/m2时，握力≤30 kg；28 kg/m2＜BMI时，握力≤32 kg[8]。
躯体功能测定受试者的躯体功能采用6 m步行测试法进行评估：用记号笔在平地上画出一条12 m直线距离，分别标记出起点、3 m点、9 m点和终点。受试者从起点开始行走，行至3 m线时开始计时，行至9 m时计时结束。测试3次，取其中最快一次的步速纳入统计。低躯体功能定义为步速＜1 m/s[8]。
骨密度及骨骼肌含量测定受试者各部位的肌肉含量、脂肪含量及BMD等采用双能X线吸收仪(LUNAR Prodigy，GE，美国)测定骨密度。四肢骨骼肌质量(appendicular skeletal muscle mass，ASM) 是双上肢骨骼肌含量及双下肢骨骼肌含量的总和。相对骨骼肌质量(relative ASM，RASM) 参数定义为四肢骨骼肌质量(kg) 除以身高(m) 的平方(ASM/m2)。低骨骼肌含量定义为RASM 低于健康青年男性对照组2个标准差者[8]。健康青年男性(18~40岁)RASM的参考值为(7.93±0.93)kg/m2[9]，故本试验采用RASM为6.07 kg/m2作为诊断低骨骼肌含量的截定值。
骨质疏松症及肌少症的诊断标准：双能X线吸收仪检测全身、腰椎、髋关节BMD，采用世界卫生组织(World Health Organization,WHO)诊断标准T值≤-2.5为骨质疏松症，如伴有脆性骨折史者为重度骨质疏松症。肌少症的诊断采用欧洲老年肌少症工作组(European Working Group on Sarcopenia in Older People,EWGSOP)建议的诊断标准，肌少症前期指仅符合骨骼肌含量减低，肌少症指符合骨骼肌含量减低同时合并低握力或低步速二者条件之一，严重肌少症同时符合以上3 方面标准[8, 10]。
统计学方法采用SPSS16.0统计软件，连续变量采用均数±标准差x±(s)表达，分类变量采用百分数表达，两组间比较采用独立样本t检验，相关性分析采用Pearsons相关分析法，多因素之间的作用采用逐步多元回归分析方法，以P＜0.05为差异有统计学意义。
结 果 受试者基本情况及肌少症组与非肌少症组相关情况比较326名40~79岁男性受试者纳入本研究，平均年龄(58.2±3.3)岁，平均体质量指数(body mass index,BMI)为(24.2±3.83)kg/m2。腰1-4平均BMD为(0.94±0.15)g/cm2，股骨颈平均BMD为(0.69±0.13)g/cm2，总髋平均BMD为(0.79±0.15)g/cm2，全身平均BMD为(1.16±0.18)g/cm2。按EWGSOP诊断标准其中有46例为肌少症前期，26例为肌少症，12例为严重肌少症，检出率分别为14.11%、7.98%和3.68%。其中有39例为骨质疏松症患者，占11.96%。肌少症组受试者BMI、全身肌肉含量(total lean mass,LM)、Arm LM、Leg LM、ASM、RASM、握力、步速、腰1-4的BMD、股骨颈BMD、总髋BMD均明显低于非肌少症组受试者，差异均有统计学意义(均P＜0.05)。肌少症组受试者的躯干肌肉含量(trunk lean mass,TLM)、全身脂肪含量(total fat mass,FM)、躯干脂肪含量(trunk fat mass,TFM)ArmFM、Leg FM与非肌少症组受试者相比，差异均无统计学意义(均P＞0.05)(表 1，2)。
| 组别 | 年龄(岁) | 体质量指数 | 全身肌肉含量 | 躯干肌肉含量 | 上肢肌肉含量 | 下肢肌肉含量 | 四肢骨骼肌质量 | 相对骨骼肌质量 | 全身脂肪含量 | 躯干脂肪含量 | 上肢脂肪含量 | 下肢脂肪含量 | 握力 | 步速 |
| 所有受试者(n=326) | 58.2±3.3 | 24.20±3.83 | 41.98±4.81 | 20.87±3.01 | 6.32±0.56 | 14.37±1.78 | 20.68±2.33 | 7.33±0.69 | 24.52±5.41 | 11.26±2.94 | 4.62±1.62 | 7.41±2.41 | 28.98±7.39 | 0.85±0.33 |
| 肌少症组(n=38) | 60.4±3.6 | 21.93±3.60 | 40.23±4.51 | 20.79±3.01 | 5.87±0.48 | 13.76±1.70 | 18.62±2.17 | 5.98±0.62 | 24.75±5.49 | 11.41±3.02 | 4.85±1.70 | 7.56±2.56 | 24.98±7.36 | 0.65±0.31 |
| 非肌少症组(n=288) | 57.9±3.3 | 24.50±3.86 | 42.21±4.85 | 20.88±3.02 | 6.38±0.57 | 14.45±1.79 | 20.82±2.35 | 7.51±0.71 | 24.49±5.40 | 11.24±2.93 | 4.59±1.61 | 7.39±2.39 | 29.51±7.39 | 0.88±0.33 |
| P | 0.000 | 0.000 | 0.018 | 0.863 | 0.000 | 0.025 | 0.000 | 0.000 | 0.781 | 0.738 | 0.353 | 0.683 | 0.000 | 0.000 |
| 组别 | 例数 | BMD(g/cm2) | ||
| 腰1-4骨密度 | 股骨颈 | 总髋 | ||
| 所有受试者 | 326 | 0.94±0.15 | 0.69±0.13 | 0.79±0.15 |
| 非肌少症组 | 288 | 0.96±0.15 | 0.71±0.13 | 0.81±0.15 |
| 肌少症组 | 38 | 0.79±0.14 | 0.56±0.12 | 0.68±0.14 |
| P | 0.000 | 0.000 | 0.000 | |
运用Spearman相关分析本试验中326名中老年男性受试者，BMD主要与肌量相关，与体脂无相关性(表 3)。以RASM为应变量，以不同部位BMD为自变量X，进行逐步多元回归。结果显示男性患者RASM与腰1-4 BMD、股骨颈BMD、总髋BMD呈正相关(B=6.131，β=0.551，P=0.026；B=2.416，β=0.431，P=0.018；B=3.108，β=0.587，P=0.015)。
| 项目 | 腰1-4 BMD | 股骨颈BMD | 总髋BMD | |||
| r | P | r | P | r | P | |
| 上肢肌肉含量(kg) | 0.313 | 0.023 | 0.212 | 0.013 | 0.284 | 0.008 |
| 下肢肌肉含量(kg) | 0.456 | 0.004 | 0.435 | 0.026 | 0.313 | 0.038 |
| 四肢骨骼肌含量(kg) | 0.338 | 0.001 | 0.316 | 0.001 | 0.435 | 0.001 |
| RASM(kg/m2) | 0.188 | 0.001 | 0.112 | 0.001 | 0.123 | 0.008 |
| 全身脂肪含量(kg) | 0.328 | 0.382 | 0.247 | 0.083 | 0.384 | 0.523 |
| 躯干脂肪含量(kg) | 0.238 | 0.321 | 0.274 | 0.271 | 0.418 | 0.270 |
| 上肢脂肪含量(kg) | 0.457 | 0.083 | 0.342 | 0.132 | 0.392 | 0.061 |
| 下肢脂肪含量(kg) | 0.443 | 0.083 | 0.243 | 0.227 | 0.523 | 0.167 |
| BMD:骨密度； RASM:相对骨骼肌质量 | ||||||
校正年龄后，低骨骼肌含量受试者(RASM＜6.07 kg/m2)患骨质疏松症的风险明显增加，是非低骨骼肌含量受试者的3.1倍(OR=3.1，95% CI：3.4~5.8，P=0.013)。根据EWGSOP标准诊断，肌少症前期(RASM＜6.07 kg/m2，无低握力或低步速)受试者患骨质疏松症的风险是非肌少症受试者的2.9倍(OR=2.9，95% CI：1.4~6.7，P=0.037)，肌少症(RASM＜6.07 kg/m2，同时合并低握力或低步速)受试者患骨质疏松症的风险是非肌少症受试者的3.2倍(OR=3.2，95% CI：1.7~10.2，P=0.000)，严重肌少症(RASM＜6.07 kg/m2，同时合并低握力且低步速)受试者患骨质疏松症的风险是非肌少症受试者的3.6倍(OR=3.6，95% CI：1.9~9.7，P=0.000)。
讨 论随着增龄，骨骼与肌肉的质和量均逐渐下降，青年期骨骼肌肉的质和量均达到高峰，从40岁开始逐渐衰退，老年期则衰退更明显[11-12]。老年人是肌少症和骨质疏松症的高发人群，且这两种疾病盘根交错，严重影响着老年人群脆性骨折的发生，因此应在逐步重视骨质疏松症防治的同时重视肌少症的防治。本试验意在研究本地区中老年男性骨骼肌含量和BMD的相关性，肌少症与骨质疏松症的相关性，进而为同时防治肌少症与骨质疏松症提供理论依据。
本研究结果显示了中老年男性骨骼肌数量与BMD密切相关，低骨骼肌含量受试者全身各部位BMD均明显低于非低骨骼肌含量受试者，且RASM与腰1-4 BMD、股骨颈BMD、总髋BMD呈一定的正相关，与国外早期研究结论一致，Baumgartner 等[13]将女性肌少症RASM截定值定为＜5.45 kg/m2，他们也发现骨骼肌含量与全身、腰椎、股骨颈及髋关节的BMD存在明显正相关。国外有研究骨量与肌量的相关性，结果显示第3腰椎重量和相应部位的腰肌重量呈高度正相关(r=0.722，P=0.000)，肌量少则骨量低，肌量多则骨量高[14]。另一项大样本研究对6 785名大于65岁的中老年女性随访时间约5.7年，结果显示体质量与骨量丢失同步发生，因肥胖节食减肥，或废用、失重、不活动或少活动导致肌量减少的同时骨量也相应丢失，其发生跌倒脆性骨折的风险是体质量保持稳定或体质量增加人群的2倍[15]。Verschueren等[16]研究679名40~79岁(平均年龄为59.6岁)欧洲中老年男性肌少症与BMD的相关性，研究结果显示四肢骨骼肌含量、脂肪含量、肌力与各部位的BMD呈线性相关，他们将肌少症RASM截定值定为＜7.26 kg/m2，发现RASM＜7.26 kg/m2的人群BMD明显低于RASM≥7.26 kg/m2的人群，并且全身相对脂肪含量与股骨颈、髋部及腰椎BMD呈正相关，与全身BMD无相关性。多因素逻辑回归分析显示肌少症患者患骨质疏松症的风险是非肌少症的3倍(OR=3.0，95% CI：1.6~5.8)。本实验中按现有文献[8-9]将肌少症RASM截定值定为＜6.07 kg/m2，对326名武汉地区中老年男性进行研究，结果也显示四肢骨骼肌含量与RASM与全身各部位时的BMD呈正相关，但与全身脂肪含量无明显相关，这可能与种族及生活习惯差异有一定的关系，其具体原因分析有待更进一步大样本的深入研究。
研究者对有规律的体力活动对肌量和骨量呈正性效应早已达成共识[17]，也有证据显示不同部位的骨骼肌有效训练影响着相应部位的骨骼BMD，如非负重渐进性高强度的抗阻力训练对股骨颈BMD影响较甚[18]，而负重渐进性高强度的抗阻力训练则对腰椎BMD影响较甚[19]。老年男性仅靠抗渐进性的抗阻力训练[20]对髋部BMD的提升效果远不如女性每周负重行走3次，每次30 min[21]。因此负重渐进性的抗阻力训练是有效的抗骨骼肌减少及抗BMD下降的因素。
本研究结果显示武汉地区中老年男性肌少症患者发生骨质疏松症的风险为非肌少症人群的3.2倍。有相关研究显示肌少症与骨质疏松症的同步关系可能与人的骨量和肌量终生受多种共同的激素及细胞因子调节有关，如与增龄变化密切相关的性激素、生长激素、细胞因子如胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)的减低[22]，炎性反应标志物白细胞介素-6增加等，均是导致肌少症和骨量丢失的重要因素和治疗靶点[23]。IGF-1及机械生长因子(mechano-growth-factor，MGF)等影响着骨骼肌生长和发育，纤维母细胞生长因子-2(fibroblast growth factor-2,FGF-2)、转移生长因子-α1、基质金属蛋白酶2和白血病抑制因子等激素样肌性因子调节着肌肉的生长代谢，在骨细胞上均有这些细胞因子的相应受体，其作用均为刺激骨形成，促进骨愈合[24]。这些激素及细胞因子均调节着人体肌肉及骨骼的同步发育，同步变化增减，具有同步物理-机械感受效应，同步影响着人体的生命活动，尤其是老年的跌倒脆性骨折等。因此有部分学者建议将肌肉与骨骼作为一个整体进行研究，并提出骨-肌单位(muscle-bone unit) 的概念[25-27]。
本研究结果提示同步开展骨质疏松症与肌少症的防治是预防骨质疏松性骨折的又一重要途径。肌少症与骨质疏松症的发病率随着我国逐步步入老龄社会而逐步升高，因骨骼及骨骼肌质和量下降会给社会及家庭带来沉重的经济负担，给患者带来沉重痛苦，因此要及早防治，减少老年患者的跌倒及骨折的风险。本研究也存在一定的局限性，如研究人群分布不均，武汉市中心城区受试者共208人，占63.8%，郊区受试者共有118人，占36.2%，且样本量相对较小，但本研究首次初步探讨了本地区中老年男性骨骼肌含量的情况，为今后相应研究提供了一定的科学依据。
| [1] | Bijlsma AY, Meskers MC, Molendijk M, et al. Diagnostic measures for sarcopenia and bone mineral density[J]. Osteoporos Int, 2013, 24 : 2681–2691. DOI:10.1007/s00198-013-2376-8 |
| [2] | Coin A, Perissinotto E, Enzi G, et al. Predictors of low bone mineral density in the elderly: the role of dietary intake,nutritional status and sarcopenia[J]. Eur J Clin Nutr, 2008, 62 : 802–809. DOI:10.1038/sj.ejcn.1602779 |
| [3] | Cawthon PM. Assessment of lean mass and physical performance in sarcopenia[J]. J Clin Densitom, 2015, 18 : 467–471. DOI:10.1016/j.jocd.2015.05.063 |
| [4] | Seeman E, Young N, Formica C, et al. Do genetic factors explain associations between muscle strength,lean mass,and bone density? A twin study[J]. Am J Physiol, 1996, 270 : E320–E32. |
| [5] | van den Beld AW, de Jong FH, Grobbee DE, et al. Measures of bioavailable serum testosterone and estradiol and their relationships with muscle strength,bone density,and body composition in elderly men[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2000, 85 : 3276–3282. |
| [6] | 张颖, 胡亦新, 范利, 等. 北京高龄老年男性骨骼肌含量减少与行走功能的相关性研究[J]. 中华保健医学杂志, 2014, 16 : 421–425. |
| [7] | 李梅, 胡亦新, 董宏艳, 等. 采用不同标准对北京社区男性老年肌少症检出率比较的研究[J]. 中华保健医学杂志, 2014, 16 : 426–429. |
| [8] | Cruz-Jentoft AJ, Baeyens JP, Bauer JM, et al. Sarcopenia: European consensus on definition and diagnosis: report of the European Working Group on Sarcopenia in Older People[J]. Age Ageing, 2010, 39 : 412–423. DOI:10.1093/ageing/afq034 |
| [9] | Cheng Q, Zhu X, Zhang X, et al. A cross-sectional study of loss of muscle mass corresponding to sarcopenia in healthy Chinese men and women: Reference values,prevalence,and association with bone mass[J]. J Bone Miner Metab, 2014, 32 : 78–88. DOI:10.1007/s00774-013-0468-3 |
| [10] | 杜艳萍, 朱汉民. 肌少症的诊疗和防治研究[J]. 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志, 2014, 7 : 1–8. |
| [11] | 洪维, 朱晓颖, 程群, 等. 老年髋部骨折患者肌肉减少症与骨密度的关系[J]. 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志, 2014, 7 : 106–112. |
| [12] | 吴佳佳, 邢学农. 肌少症研究进展[J]. 医学综述, 2016, 22 : 753–756. |
| [13] | Baumgartner RN, Koehler KM, Gallagher D, et al. Epidemiology of sarcopenia among the elderly in New Mexico[J]. Am J Epidemiol, 1998, 147 : 755–763. DOI:10.1093/oxfordjournals.aje.a009520 |
| [14] | Doyle F, Brown J, Lanchance C. Relation between bone mass and muscle weight[J]. Lancet, 1970, 295 : 391–393. DOI:10.1016/S0140-6736(70)91520-5 |
| [15] | Ensrud KE, Ewing SK, Stone KL, et al. Intentional and unintentional weight loss increase bone loss and hip fracture risk in older women[J]. J Am Geriatr Soc, 2003, 51 : 1740–1747. DOI:10.1046/j.1532-5415.2003.51558.x |
| [16] | Verschueren S, Gielen E, O'Neill TW, et al. Sarcopenia and its relationship with bone mineral density in middle-aged and elderly European men[J]. Osteoporos Int, 2013, 24 : 87–98. |
| [17] | Blain H, Jaussent A, Thomas E, et al. Appendicular skeletal muscle mass is the strongest independent factor associated with femoral neck bone mineral density in adult and older men[J]. Exp Gerontol, 2010, 45 : 679–684. DOI:10.1016/j.exger.2010.04.006 |
| [18] | Pluijm SM, Visser M, Smit JH, et al. Determinants of bone mineral density in older men and women: body composition as mediator[J]. J Bone Miner Res, 2001, 16 : 2142–2151. DOI:10.1359/jbmr.2001.16.11.2142 |
| [19] | Peterson MD, Rhea MR, Sen A, et al. Resistance exercise for muscular strength in older adults: a meta-analysis[J]. Ageing Res Rev, 2010, 9 : 226–237. DOI:10.1016/j.arr.2010.03.004 |
| [20] | Whiteford J, Ackland T, Dhaliwal S, et al. Effects of a 1-year randomized controlled trial of resistance training on lower limb bone and muscle structure and function in older men[J]. Osteoporos Int, 2010, 21 : 8. |
| [21] | Di Monaco M, Vallero F, Di Monaco R, et al. Prevalence of sarcopenia and its association with osteoporosis in 313 older women following a hip fracture[J]. Arch Gerontol Geriatr, 2011, 52 : 71–74. DOI:10.1016/j.archger.2010.02.002 |
| [22] | Halade GV, El Jamali A, Williams PJ, et al. Obesity-mediated inflammatory microenvironment stimulates osteoclastogenesis and bone loss in mice[J]. Exp Gerontol, 2011, 46 : 43–52. DOI:10.1016/j.exger.2010.09.014 |
| [23] | Morais JA, Chevalier S, Gougeone R. Protein turnover and requirements in the healthy and frail elderly[J]. J Nutr Health Aging, 2006, 10 : 272–283. |
| [24] | Hamric MW. A role for myokines in muscle-bone interactions[J]. Exerc Sport Sci Rew, 2011, 39 : 43–47. DOI:10.1097/JES.0b013e318201f601 |
| [25] | Szulc P, Varennes A, Delmas PD, et al. Men with metabolic syndrome have lower bone mineral density but lower fracture risk-the MINOS study[J]. J Bone Mineral Res, 2010, 25 : 1446–1454. DOI:10.1002/jbmr.13 |
| [26] | Pasco JA, Holloway KL, Brennan-Olsen SL, et al. Muscle strength and areal bone mineral density at the hip in women:a cross-sectional study[J]. BMC Musculoskelet Disord, 2015, 24 : 124. |
| [27] | Ahedi H, Aitken D, Scott D, et al. The association between hip muscle cross-sectional area,muscle strength,and bone mineral density[J]. Calcif Tissue Int, 2014, 95 : 64–72. DOI:10.1007/s00223-014-9863-6 |
| (收稿日期：2016-06-15) |