血清中抗氧化劑水平與腰椎骨贅形成的相關性研究

葉文明，宋青青

(廣東醫科大學附屬湛江中心人民醫院骨科中心，廣東 湛江 524037)

抗氧化物對許多疾病的發生發展具有抑制作用。氧化應激也被認為是癌癥和心血管疾病的危險因素，因此，抗氧化物被認為具有抗癌作用[1]。近來，一項研究表明適當攝入β-類胡蘿卜素及維生素E能降低患帕金森病的風險[2]。國內研究表明血清中維生素C及E顯著增加去卵巢骨質疏松模型大鼠的骨密度。相關這樣的研究很多，但是不同的抗氧化物，比如維生素A、C、 E、DHA、EPA以及泛醌10等，其具體的作用及其相互影響尚未得到闡明。曾有研究表明維生素E[3-4]及維生素C[5]對膝關節骨性關節炎及骨質疏松癥具有抑制作用，但相反地，有研究發現血清中維生素A的含量與腰椎骨折的發生率呈正相關[6]，這也許是長期大量服用維生素A引起的廣泛腰椎骨質增生所導致的結果，但是其他抗氧化劑如β-類胡蘿卜素、維生素E等對腰椎骨質形成的影響尚未有研究證實。

單純的腰椎骨贅增生并非是有害的。事實上，骨贅形成對腰椎的穩定性具有一定維持作用，尤其是對那些由于腰椎間盤退變導致的腰椎不穩。但不管如何，腰椎骨贅的形成始終是腰椎退變的一種表現。過度的骨質增生壓迫神經將引起相應癥狀，產生某些以老年人為主要發病人群的腰椎退行性疾病。在我國人口老齡化越來越嚴重的情況下，如何通過適當的飲食攝入抗氧化物來預防某些老年腰椎退行性疾病就顯得十分重要。因此，本研究的目的就是要探索維生素A、E以及β-類胡蘿卜素的攝入與腰椎骨贅增生是否具有相關性。

1 資料與方法

1.1一般資料本研究經湛江中心人民醫院倫理委員會批準并獲得研究對象的知情同意。按照隨機數字表法選取2015年1月至2016年1月在湛江中心人民醫院進行健康體檢的一般社會人員200例作為研究對象。納入標準為前來湛江中心人民醫院做健康體檢的一般人群；排除標準為：①有腰椎外傷史者；②有內分泌相關疾病史者；③有風濕、類風濕性疾病史者。這200例研究對象包括72例男性和128例女性，年齡范圍為50～80歲，平均年齡68歲。我們對這些研究對象除了進行一般的健康體檢項目(包括記錄身高、體質量、視力、聽力，檢驗血常規、血脂、肝腎功能，檢查胸部X光片，腹部彩超等)，還另外進行腰椎正側位X光片及骨密度掃描(美國雙能骨密度掃描儀)，將T值(骨密度與正常年輕人群的骨密度相比)低于-2.5者定義為骨質疏松。檢測每位研究對象的血清維生素A、維生素E以及β-類胡蘿卜素含量。

1.2影像學評估通過腰椎側位片測量腰椎前凸角以及骶骨傾斜角，并邀請5位有經驗脊柱外科醫師單獨對腰椎正側位片進行閱片，用Nathan分類法對研究對象的腰椎X光片進行評估是否存在腰椎骨贅形成。而評估為存在腰椎骨贅形成的組間相關系數為0.96，差異有統計學意義。

1.3維生素A、維生素E以及β-類胡蘿卜素的檢測所有血清樣本均采用高效液相色譜法檢測維生素A、E以及β-類胡蘿卜素的含量。檢測的方法是將1 mL水，1 mL乙醇和200 μL血清溶入到5 mL正己烷溶劑中，然后取3 mL這種溶液注入一個棕色的玻璃容器內，并在一個避光環境下進行干燥，再將此干燥混合物溶入100 μL乙醇溶液中，將這100 μL溶液分成5等份，分別將此5等份溶液注入高效液相色譜分析儀進行檢測。檢測β-類胡蘿卜素時采用的波長為436 nm，而檢測維生素A以及維生素E時分別采用的波長為325 nm以及292 nm。

1.4統計學方法用SPSS 13.0統計軟件對采集的數據進行分析。以成組t檢驗或χ2檢驗對有腰椎骨贅形成組以及非骨贅形成組各項指標進行分析。用logistic回歸分析確定腰椎骨贅增生的危險因素。并在對性別、體質量指數(BMI)、血清三酰甘油(TG)、煙酒史、骨質疏松、腰凸角、骶骨傾斜角等進行調整后，計算了其優勢比及置信區間。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

通過X光掃描發現有34例體檢對象有腰椎骨贅形成，約占總人數17%。將有無骨贅增生的兩類患者進行對比。

(1)骨贅增生在老年男性，嗜酒者更常見，骶骨傾斜角也與腰椎骨贅增生具有顯著關聯性(P<0.05)，而BMI則與腰椎骨贅增生關聯不密切(P>0.05)。見表1。

(2)有腰椎骨贅形成者，其血清中維生素E及β-類胡蘿卜素含量顯著低于無骨贅形成。見表2。

(3)通過logistic回歸分析知：高齡、血清低維生素E水平及血清低β-類胡蘿卜素水平為腰椎骨贅形成的危險因素。見表3。

表1 200例研究對象的相關數據比較

注：BMI為體質量指數，TG為血清三酰甘油含量

表2 兩組對象血清中抗氧化物含量對比

表3 調整后優勢比

注：已對性別、BMI、血清三酰甘油、煙酒史、骨質疏松與否、腰凸角、骶骨傾斜角、血清維生素A含量等進行調整

3 討論

目前認為抗氧化劑對多種疾病的發生發展具有抑制作用，包括脊柱疾病及關節疾病。但是，至今為止國內外尚未有相關研究對多種抗氧化劑在一般人群的腰椎骨贅形成過程中的作用及其相互影響進行報道。此前曾有研究發現長期大量服用維生素A可導致腰椎廣泛骨質增生[7-8]，但這個研究選擇的對象并非一般人群，而我們這個研究選擇了一般人群進行分析，其結果更具有代表性。本研究發現維生素A血清水平與一般人群的骨質增生無統計學上的相關性(P>0.05)，而血清中維生素E以及類胡蘿卜素的含量降低與腰椎骨質的增生具有顯著相關性(P<0.05)。曾有報道稱維生素E對膝關節骨性關節炎的發生具有抑制作用，膝關節骨性關節炎的主要病理變化是關節軟骨的退變以及骨質的增生，而本試驗也印證了這一點。

在本研究中，腰椎增生者的血清β-類胡蘿卜素較無腰椎增生者下降>50%，維生素E水平下降約70%。根據邏輯回歸分析結果提示類胡蘿卜素的減少將是腰椎骨質增生的一個高危因素。2003年，Wattanapenpaiboon等[9]發現在絕經后婦女的血清中β-類胡蘿卜素水平與腰椎骨密度值呈正相關關系，后來的研究也證實了這一點[10-11]。也有報道稱飲食攝入的β-類胡蘿卜素可降低膝關節骨性關節炎發生的風險[12]，這些研究發現以及我們的研究表明：β-類胡蘿卜素對老年性腰椎骨質增生具有一定抑制作用。

抗氧化劑影響骨骼的機制仍不明確。最初認為，抗氧化劑與骨性關節炎(OA)的關聯涉及氧化應激，即透明質酸解聚并被氧化，導致滑膜液黏度及結締組織穩定性降低，進而引起關節軟骨的損傷[13]。后來的研究表明，氧化應激可導致基因組不穩定、復制性衰老、及OA軟骨細胞功能障礙，提示氧化應激導致的軟骨細胞衰老和關節老化，可能是其造成OA的原因[14]。維生素A誘導的骨贅形成曾被認為與維生素A誘導軟骨細胞差異增殖的作用有關[15]。考慮到這些發現，類胡蘿卜素與腰椎骨贅形成之間的關聯可能還有另一種解釋，即腰椎小面關節的退變及腰椎前部構件壓力的增加導致骨贅形成，或者椎體軟骨終板本身也可能因為氧化作用而降解。對類胡蘿卜素誘導的腰椎骨贅形成的進一步研究需要考慮這些機制。

這項研究的結果表明，積極攝取抗氧化劑可能有助于預防衰老相關的改變。相反，許多研究表明長期使用維生素A治療皮膚病等疾病可導致相關風險。高水平的維生素A被證明與骨質疏松和骨折[6，8，16]，腰椎間盤退行性變[17]和腰椎骨質增生[7，18]的風險增加有關。然而，這些使用維生素A治療后的負面結果均是在特殊人群中得出的，而一些研究則未發現維生素A水平與骨質疏松、骨折和腰椎退行性變間的相關性[19-20]。雖然，對維生素A在一般人群中作用的解釋需要謹慎，但一般情況下，過量攝入維生素A可能導致顱內高壓而引起頭痛等。然而，僅有少量的β-類胡蘿卜素在體內被轉化為維生素A，因而過量攝入β-類胡蘿卜素并不會導致維生素A的大幅升高。這表明，攝入β-類胡蘿卜素是相對安全的。2010年，Grune等[21]總結認為β-類胡蘿卜素是一種安全的維生素A來源，并且β-類胡蘿卜素作為維生素A前體，構成了維生素A日常攝入的一環。早期的一項研究也發現，β-類胡蘿卜素對骨骼沒有負面影響[22]。不過，筆者不推薦大量使用類胡蘿卜素作為營養補充劑，但從蔬菜及水果中攝入類胡蘿卜素是很有必要的。每天的飲食中攝入7種黃色蔬菜和水果對獲取所需量的類胡蘿卜素非常重要，僅當不能從飲食中獲取所需劑量的類胡蘿卜素時，才考慮使用營養補充劑。類胡蘿卜素攝入量的平衡對抗氧化作用很重要[23]，在這個快速老化的社會，這可能對預防老齡化相關改變很有益。這些結果表明，抗氧化劑，尤其是β-類胡蘿卜素與維生素E的缺失，與腰椎的退行性變緊密相關。所以，適當攝入類胡蘿卜素與維生素E可能防止老齡化相關的腰椎退變。本研究的局限性在于：首先，我們的結果表明飲酒與腰椎骨贅形成顯著相關，而之前的研究顯示，飲酒和吸煙與類胡蘿卜素的水平相關[24]，然而本研究中未檢測乙醇攝入量和類型，所以未能詳細評估乙醇的影響。其次，許多研究對象都是海邊城市的居民，他們都積極參與漁業和農業，高齡居民也是如此，并且有較好的健康意識。因此，影響脊椎退行性變的其他因素，包括環境暴露和遺傳因素，也需要進一步研究。 再次，還有必要闡明腰椎放射成像中骨贅與有癥狀的腰椎異常間的關系。筆者計劃作縱向研究，更詳細地闡明這些問題。總之，這是首項針對腰椎骨贅形成和血清抗氧化劑水平之間關聯的研究。這些結果表明，β-類胡蘿卜素、維生素E和腰椎骨贅之間存在特別密切的關聯，提示攝入足量β-類胡蘿卜素及維生素E很可能抑制老齡化相關的腰椎退變。β-類胡蘿卜素的攝入量是相對安全的，但我們需要強調，抗氧化劑應從食物中攝取，僅在日常飲食不能滿足身體需求量時才應用營養補充劑。