阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者氧化應激、性激素水平與骨密度的相關性研究

馬曉蓉 宗運之 張靜宜 王勇

首都醫科大學附屬北京世紀壇醫院呼吸與危重癥醫學科，北京 100038

阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征(obstructive sleep apnea hypopnea syndrome，OSAHS)是一種睡眠呼吸紊亂疾病，是高血壓、冠心病、糖尿病等多種疾病的獨立危險因素。其特點是睡眠中反復發生呼吸暫停與低通氣，慢性間歇低氧(chronic intermittent hypoxia，CIH)是其特征性的病理生理特點，過程類似于缺血再灌注，睡眠時反復發生缺氧和再氧合，產生過多的氧自由基，破壞了氧化系統和抗氧化系統的平衡，導致氧化應激的發生，后者是OSAHS引起機體損傷的中心環節[1]。氧化物和抗氧化物在細胞內的平衡對于細胞功能的調節極為重要，單獨測定某一種或某些抗氧化成分的含量往往不能全面反映組織的抗氧化能力，可采用總抗氧化能力(total antioxidant capacity，TAOC)來評價機體總體的抗氧化活性，血漿的TAOC值可反映體液中已知和未知的抗氧化劑的多少，被認為是反映氧化應激的一個較好的指標。OSAHS是一種系統性疾病，目前已經廣泛認為OSAHS有很高的骨質疏松的發生率。既往研究表明，OSAHS患者夜間反復發生的間歇低氧可促進氧化應激反應，從而影響人體多個系統，如內分泌、生殖系統，導致性激素水平下降，女性激素水平對骨代謝有重要影響。OSASH骨質疏松的具體發生機制不詳，本研究通過測定OSAHS患者骨密度、氧化抗氧化系統以及性激素水平并作相關性分析，以進一步探討OSAHS患者骨密度改變及其與氧化應激和性激素水平的關系。

1 對象與方法

1.1 對象的選擇

2018年9月至2019年9月，選擇在北京世紀壇醫院睡眠監測中心因打鼾就診并行多導睡眠(polysomnography，PSG)監測確診為OSAHS的男性患者48例，年齡29～59歲，對照組為我院健康體檢者20例，測量受試者的體質量指數(body mass index，BMI)。兩組間年齡、BMI匹配。OSAHS組既往有吸煙史或目前正在吸煙者20例，對照組為8例，兩組之間吸煙指數匹配。

排除標準：①既往有骨骼系統疾病，如脆性骨折，尤其是髖部、尺橈骨遠端及椎體骨折史。②目前和(或)既往曾經吸入、口服或靜脈應用過糖皮質激素。③入組前1年內患有其他影響骨骼代謝的系統性疾病，如腎功能不全及甲狀腺、甲狀旁腺疾病。④入組前1年內曾服用過影響骨骼代謝的藥物。⑤低體質指數(BMI≤19 kg/m2)。⑥曾診斷慢性阻塞性肺疾病、類風濕關節炎、慢性肝病、炎性腸病、多發性骨髓瘤、酗酒、腦血管意外。

本研究得到首都醫科大學附屬北京世紀壇醫院倫理委員會批準，入組患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1多導睡眠監測：采用美國Embla N7000多導睡眠監測系統，觀察參數包括：(1)呼吸暫停低通氣指數(apnea hypopnea index，AHI)：平均每小時呼吸暫停與低通氣的次數之和；(2)呼吸紊亂指數(respiratory disturbance index，RDI)：平均每小時呼吸暫停、低通氣和RERA事件的次數之和；(3)氧減指數(oxygen desaturation index，ODI)；(4)夜間脈搏最低血氧飽和度(lowest pulse oxygen saturation，LSpO2)、夜間脈搏平均血氧飽和度(mean pulse oxygen saturation，MSpO2)。根據AHI和夜間LSpO2將病情分為輕度(AHI 5～15次/h，LSpO285%～90%)、中度(AHI 15～30次/h，LSpO280%～84%)、重度(AHI>30次/h，LSpO2<80%)[2]。

1.2.2嗜睡程度的評價：患者填寫Epworth嗜睡量表(Epworth sleepiness scale，ESS)問卷。

1.2.3骨密度測定：DEXA法測量入選者腰椎前后位腰1～4、股骨頸面積BMD值，測量結果包括絕對值(g/cm2)和T值(表示與參考均值的標準差)兩種形式。骨密度測量采用QDR-4500 A型扇形束DEXA儀(美國Hologic公司)。

1.2.4骨質疏松風險評估：入選者進行國際骨質疏松基金會(International Osteoporosis Foundation，IOF)骨質疏松癥風險一分鐘測試題調查。

1.2.5血清鈣、磷、睪酮、TAOC、ROS水平檢測：所有受試者均于結束PSG監測后次日清晨空腹抽取靜脈血3 mL，3 000 r/min離心10 min后取血清，-80 ℃保存標本。血清TAOC采用FRAP法測定，鈣、磷、ROS、睪酮采用ELISA法測定。嚴格按照試劑盒說明書操作。

1.3 統計學分析

2 結果

入選男性OSAHS患者48例，其中輕中度患者19例，重度患者29例，對照組20例，兩組間一般臨床資料和睡眠監測指標見表1。

表1 兩組間一般臨床資料、睡眠監測指標比較Table 1 Comparison of clinical characteristics and sleep monitor index between the two

OSAHS患者組和對照組睪酮、TAOC、ROS水平與對照組比較差異有統計學意義(P<0.05)，血清鈣、磷水平比較無顯著性差異(P>0.05)。OSAHS患者組和對照組比較，股骨頸和腰椎BMD及T值減低，兩組比較有顯著性差異(P<0.05)。OSAHS輕中度組和重度組間睪酮、TAOC、ROS、血清鈣、磷水平比較差異無統計學意義(P>0.05)。OSAHS輕中度組和重度組股骨頸和腰椎BMD及T值比較均無顯著性差異(P>0.05)。骨質疏松風險評估問卷患者組陽性率為79%，對照組為39%。見表2、3。

表2 兩組間骨密度及血液檢測指標比較Table 2 Comparison of BMD and serum indexes between the two groups

OSAHS患者年齡≤45歲組腰椎BMD和T值、股骨頸BMD和T值，TAOC、ROS、睪酮、血清鈣、磷水平與>45歲組比較無顯著性差異(P>0.05)。見表4。

表4 OSHAS年齡分組間骨密度及血液檢測指標比較Table 4 Comparison of bone mineral density and blood test indexes among OSHAS age

患者組睪酮水平與TAOC呈正相關(r=0.436，P<0.01)，與ROS呈負相關(r=-0.471，P<0.05)，睪酮水平與股骨頸和腰椎BMD呈正相關(r=0.357、0.396，P<0.01)。

表3 OSAHS患者輕中度組和重度組間骨密度及血液檢測指標比較Table 3 Comparison of BMD and serum indexes between the mild-moderate OSAHS group and the severe group

3 討論

本研究發現，OSAHS患者睪酮水平下降，在睡眠呼吸疾病的初期階段或病情輕時即可出現，OSAHS會影響垂體性腺軸，使雄性激素水平下降；同時，睪酮水平與TAOC有相關性，表明間歇低氧使氧化應激反應增強。研究[11]顯示在缺氧和睪酮水平之間有顯著相關，Tran等[12]研究指出OSAHS患者睪酮含量明顯低于正常水平，且與AHI和血氧飽和度等之間存在著相關性，其原因可能與睡眠呼吸暫停導致的睡眠片斷化、間歇性缺氧直接對下丘腦產生不同程度的抑制和損傷作用有關。此外，夜間氧減會影響睪酮分泌的生理節奏，有重度氧減的患者清晨睪酮分泌高峰延遲(6時推遲至10時)，10時睪酮水平的比率和總氧減時間明顯相關。多項研究表明[13-14]，睪酮的降低可以引起骨密度的下降。在本研究中，睪酮水平與腰椎及股骨頸BMD呈正相關，隨著增齡，男性性激素結合球蛋白持續增加，使睪酮的生物利用度下降，而雄激素具有抑制骨吸收、增強成骨細胞活性及促進骨重建等作用，由此造成體內ROS堆積，促使間充質干細胞、成骨細胞和骨細胞凋亡，使骨形成減少。綜上所述，氧化應激繼發的性激素水平下降也是患者出現骨量減少的一個重要因素。

既往研究證實，吸煙增加骨質疏松的發病率。Law等[15]研究發現，與非吸煙者比較，吸煙者骨折風險隨年齡增加而升高(60～80歲分別為17%、41%和80%)，長期大量吸煙者比不吸煙者更容易繼發骨質疏松癥，且吸煙累積接觸量，吸煙指數和骨密度呈反比，而少量吸煙和不吸煙者之間骨密度沒有顯著性差異。吸煙可以直接使骨生成減少，間接作用包括促進氧化應激，甲狀旁腺素、1，25二羥基維生素D3分泌不足以及皮質醇生成增加引起的腸道和腎臟對鈣的吸收減少，這些因素共同作用使成骨細胞和破骨細胞生成失衡，影響OPG/RANKL比率，最終發生骨質疏松[16]。同時，吸煙對睪酮水平也有影響，Trummer等[17]研究發現吸煙使男性睪酮水平下降。因此，為了避免吸煙對研究結果的影響，本研究對患者組和對照組的吸煙人數比例和吸煙指數進行了匹配。

綜上所述，本研究結果表明，OSAHS患者存在骨量減少，同時氧化抗氧化失衡；而且TAOC、ROS和睪酮水平，以及睪酮與骨密度存在相關性，提示OSAHS的氧化應激和性激素水平降低可能參與骨質疏松的發生發展；但確切結論仍需要在更大樣本的前瞻性干預研究和動物模型研究中予以證實。

本研究的不足之處在于沒有進行前瞻性研究，觀察OSAHS治療后TAOC、睪酮的變化；另外，研究對象均為男性，因為樣本量小，并不能除外性別的影響，因此將來需要開展較大樣本的研究，包括男性和女性、吸煙和未吸煙的OSAHS患者，以進一步明確OSAHS相關骨代謝異常的發病機制。