身材偏矮兒童維生素K2與骨代謝指標的相關性分析*

黃文淵,詹 璐

(浙江省中西結合醫院兒科,杭州 310005)

維生素K2激活維生素K依賴性蛋白質,支持許多生物學功能,如骨礦化、血管硬化抑制、內皮功能改善、牙齒健康、大腦發育、骨關節和體重控制。近年來隨著飲食習慣的大幅轉變,維生素K,特別是維生素K2攝入量明顯減少,導致嚴重的健康影響[1]。目前,越來越多家長關注兒童的生長發育,尤其是身高。兒童身高不達標與多方面因素有關,如營養狀況不良、維生素D3缺乏、鈣缺乏、生長激素缺乏、父母遺傳因素等。然而,大部分身材偏矮兒童在生長激素不缺乏、營養狀況良好、父母遺傳因素較好及維生素D3、鈣劑攝入充分的情況下,其身高依然達不到正常標準[2]。本文關注維生素K2不足的情況,明確兒童維生素K2營養狀況及維生素K2與骨代謝指標的關系,旨在為身材偏矮兒童的生長發育提供治療建議,現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2021年1月至2023年1月于本院生長發育門診就診的100例身材偏矮兒童作為研究對象。納入標準:(1)年齡3～14歲;(2)身高、身長符合偏矮身材兒童、矮身材兒童,即根據《矮身材兒童就診指南》《中國0～18歲兒童、青少年身高、體重的標準化生長曲線》,身材偏矮兒童定義為身高處于同種族、同性別、同年齡的正常人群平均身高減去1～2個標準差,矮身材兒童定義為身高低于同種族、同性別、同年齡的正常人群平均身高減去2個標準差。排除標準:(1)患有遺傳性、炎癥性及腫瘤性骨病;(2)患有甲狀腺、腎上腺及甲狀旁腺功能異常;(3)患有慢性肝臟、腎臟及心肺疾病;(5)參加本研究前進行過生長激素及骨代謝相關藥物治療;(6)臨床資料不全。

1.2 方法

1.2.1參考標準

參考德國柏林醫學診斷檢驗中心實驗室標準,將血清維生素K2<0.1 ng/mL定義為缺乏[3],并根據維生素K2檢測結果將所有研究對象分為維生素K2正常組和維生素K2缺乏組。

參考《維生素D實踐指南》標準,將維生素D3<20 ng/mL維生素D3定義為缺乏,20～<30 ng/mL定義為不足,≥30 ng/mL定義為充足[4],并將維生素D3缺乏和不足劃分為維生素D3偏低,充足劃分為維生素D3正常。

1.2.2維生素K2和骨代謝指標水平檢測

于晨起空腹采集靜脈血2 mL,采用高效液相色譜串聯質譜法(儀器型號為美國AB4500MD)測定血清維生素K2和維生素D3水平,采用全自動生化分析儀貝克曼AU5800測定血清鈣、血清磷和堿性磷酸酶水平,采用BH5100型原子吸收光譜儀(北京博暉創新光電技術有限公司生產)檢測微量元素鈣離子水平。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 兩組一般資料和骨代謝指標比較

與維生素K2正常組比較,維生素K2缺乏組維生素D3水平更低,維生素D3偏低的兒童比例更高,差異有統計學意義(P<0.05),見表1。

表1 兩組一般資料和骨代謝指標比較

2.2 維生素K2與骨代謝指標的相關性分析

相關性分析結果顯示,維生素K2水平與維生素D3水平呈正相關(P<0.05),見表2。

表2 維生素K2與骨代謝指標相關性分析

3 討 論

維生素K2為維生素K依賴性蛋白(VKDPs,也稱為Gla蛋白)羧化過程中的輔助因子之一。目前發現了17種不同的VKDPs,包括凝血因子Ⅱ、Ⅶ、Ⅸ、Ⅹ,抗凝蛋白C、S、Z,基質Gla蛋白、骨鈣素、富含Gla蛋白等。這些VKDPs在骨骼和心血管系統中起到了重要的保護作用,并廣泛參與骨穩態、異位鈣化、細胞分化和增殖、炎癥和信號轉導等生物學功能。維生素K2缺乏通常與特定疾病有關,如吸收不良、抗生素和藥物相互作用等[5]。γ-羧化已被證明對VKDPs的功能正常至關重要。

維生素K2對兒童生長發育的生長發育影響體現在以下幾個方面:(1)影響骨鈣素[6]。骨鈣素由成骨細胞合成和分泌,是49個氨基酸組成的特異性骨蛋白[7]。維生素K2在γ-羧谷氨酸上運輸谷氨酸殘基[8-9]。只有羧基化反應發生后,羧骨鈣素才能對羥基磷灰石表現出高親和力,從而促進鈣鹽沉積的發生[10-11]。由于γ-羧谷氨酸對羥基磷灰石分子中的鈣離子具有很高的親和力,大部分骨鈣素存在于骨組織中,只有約20%釋放到血液中,因此血液中骨鈣素水平,尤其是未羧化骨鈣素水平,可作為骨形成的診斷指標和評估骨折發生風險的指標,因血液中的骨鈣素和骨中的骨鈣素水平呈正相關,因此血液中骨鈣素水平升高提示兒童骨礦化功能障礙[12-13]。(2)維生素K2是骨特異性基因的轉錄調節因子,并通過類固醇和異種受體(SXR)促進成骨細胞標志物的表達[14]。(3)維生素K2還通過抑制骨吸收激活因子(如環氧化酶2、前列腺素2和骨吸收因子)來抑制破骨細胞活性并誘導破骨細胞凋亡,即維生素K2既促進骨形成又抑制骨吸收[15-16]。因此,維生素K2在維持骨骼健康和預防骨質疏松癥中起著關鍵作用。

本研究發現,身材偏矮兒童60%存在維生素K2缺乏,這與完顏澤偉[17]研究結果一致。同時,維生素K2缺乏組維生素D3水平較維生素K2正常組更低,且維生素K2水平與維生素D3水平呈正相關,這與黃淑芳[18]和鄭嬋娟等[19]研究結果一致。杜長秀等[3]研究認為,參與調節骨代謝的兩個要素為維生素D3與維生素K2,維生素D3可在基因轉錄水平影響骨鈣素的合成,且維生素D3水平同樣影響骨鈣素合成。而維生素D3缺乏會導致甲狀旁腺激素分泌,甲狀旁腺激素通過影響鈣磷代謝,進而造成骨量減少,使佝僂病的發病率升高。KARPINSKI等[20]研究表明,低能量性骨折的健康兒童人群存在維生素K2和維生素D3缺乏,所以在缺乏維生素K2的基礎上,維生素D3的缺乏加重影響了兒童正常的生長發育[21]。

本研究發現,維生素K2缺乏不會影響血清總鈣、堿性磷酸酶、磷、微量元素鈣的水平。張萍等[22]通過比較發育遲緩兒童與發育正常兒童微量元素,發現兩組患兒血鈣水平無差異。張鵬[23]也發現微量元素鈣對于生長發育遲緩無影響。堿性磷酸酶水平是骨形成的標志之一,本研究結果表明,維生素K2缺乏會影響兒童生長發育,但維生素K2水平并不影響堿性磷酸酶水平,說明維生素K2可能不是通過改變堿性磷酸酶活性影響兒童身高生長,另一方面,患兒所處地域、光照時間及海拔高度等因素也會影響堿性磷酸酶水平,這一點需要臨床進一步證實[24]。

綜上所述,兒童骨骼是新陳代謝非常旺盛的器官,其通過骨合成和骨吸收兩個過程對骨骼進行塑造和重建,維生素K2可通過增加骨鈣素的合成和分泌,促進骨形成,抑制骨吸收,進而促進骨骼增長。臨床實踐需關注維生素D3和鈣劑的補充,同時需要關注維生素K2的營養狀況。若維生素K2的檢測水平出現偏低,則需要及時補充維生素K2[25]。