雌激素_运动与绝经后骨质疏松研究现状

1、随着社会的老龄化,骨质疏松的患病率也在逐年增加,主要发生在中老年人,尤其是绝经后妇女。普遍认为,绝经导致的雌激素水平下降,骨形成和骨吸收失衡,是绝经后骨质疏松发生的主要原因1。因此,雌激素替代疗法对绝经后骨质疏松具有明显的预防和治疗作用,而运动作为一种新型的骨质疏松康复手段,越来越受到人们的关注。本文就雌激素、运动与绝经后骨质疏松进行综述。1雌激素对骨代谢的调节骨代谢是一个由成骨细胞介导的骨形成和破骨细胞介导的骨吸收构成的动态平衡过程。雌激素通过直接和间接两种作用方式对骨代谢进行调节,其直接作用是通过受体途径实现的。随着成骨细胞和破骨细胞上雌激素受体(estrogen receptor,ER的

2、相继发现3,4,雌激素通过与成骨细胞和破骨细胞上的ER结合直接调节骨代谢的方式亦得到证实。Sims等5对ER基因敲除大鼠行去卵巢手术并补充雌二醇的研究发现,雌二醇并没有阻止骨量的丢失,进一步明确ER是雌激素调节骨代谢的必由途径。雌激素与成骨细胞上的ER结合后,可促进成骨细胞的增殖、分化及矿化6,7,还可促进骨保护素(Osteopro-tegerin,OPG的表达8。OPG又称破骨细胞生成抑制因子,其可以颉颃破骨细胞前体细胞上RANK(receptor ac-tivator of nuclear factor-kB与其配体的结合,阻断破骨细胞前体细胞分化、成熟,从而抑制骨吸收9。目前,OPG 已

3、被用于骨质疏松的临床治疗中10。雌激素对破骨细胞的调节也是通过破骨细胞上的ER实现的,雌激素可抑制破骨细胞前体细胞的募集和分化,抑制破骨细胞的形成及活性11,12,并可诱导破骨细胞及破骨细胞前体细胞的凋亡,降低破骨细胞的数量13,14。Katavic等15对去卵巢大鼠骨髓细胞培养发现,破骨细胞样细胞明显增加,因此,雌激素缺失可使破骨细胞数目及活性均增加,骨吸收增强。雌激素对骨代谢间接调节作用是指雌激素通过调节钙调激素(降钙素、甲状旁腺素、活性维生素D3等和骨代谢相关细胞因子(IL-1、IL-6、TNF-、TGF-等,来调节骨形成和骨吸收的动态平衡。近年来的研究显示,通过细胞因子作用亦是雌激素调

4、节骨代谢的重要途径。雌激素与成骨细胞的ER结合,刺激成骨细胞分泌骨保护素(OPG9、胰岛素样生长因子(IGF和转移生长因子(TGF-16,这些细胞因子不仅抑制破骨细胞的增殖、分化和活化,还促进破骨细胞的凋亡。此外,雌激素还可抑制IL-1、IL-6、TNF-、GM-CSF、M-CSF的分泌,这些细胞因子经过不同的信号转导通路,直接或间接影响OPG/ RANKL/RANK轴,从而影响骨代谢17,18。2运动对骨代谢的调节国内外众多研究已证实,运动和骨代谢关系密切,但不同的运动方式、运动负荷、运动时间对骨代谢的影响有所不同,总的来说,运动对骨代谢的影响具有双重效应,即适宜的运动有助于增加骨量,过量运

5、动对骨量产生负面影响。适宜的运动可以增加对骨骼的机械性刺激,提高骨代谢水平,使骨质总量适度增加。所谓适宜的运动是指适宜的运动方式、强度和持续时间。不同的运动方式所造成的骨质变化的部位也有所不同。Hind19等研究发现,6个月抗重力训练(包括游戏、跳舞、跳跃训练均可提高青春前期和青春期受试者的骨量。Lehtonen等20的研究认为,为期1年的体操训练显著增加股骨颈和大转子的骨密度,单纯跑步对骨密度影响较小。Kohrt等21通过对39名绝经后妇女11个月不同方案的训练发现,抗重力训练(步行、慢跑、爬楼梯等以及抗阻力训练(划船、提拿重物等均可增加全身、腰椎及Wards的骨密度,但只有抗重力训练有助于

6、增加股骨颈骨密度。Kelley等22的研究也认为绝经后妇女抗阻力训练对其腰椎、股骨和桡骨的骨密度有正性刺激作用。由此可见,提高骨密度的适宜运动方式为抗重力、抗阻力和高冲击性的运动方式。运动强度对骨量的影响报道结果有很大差异。据报道,运动强度刺激存在一个阈值,在该阈值下运动,强度增大,骨密度提高;超过该阈值,运动强度增大,骨密度不再随之增长。一般认为,小于80%VO2max的跑台运动使骨量增加,而如果运动强度超过80%VO2max,反而使骨量降低23,24。Hatori等25对绝经期妇女采取高于无氧阈强度的跑台运动(30分钟/天,3次/周,训练7个月后,骨密度显著增加,而采用低于无氧阈的同样方案

7、的运动对骨密度无影响。也有研究认为,以不超过本人最大心率的80%运动强度运动12个月后,腰椎和髋部骨密度明显增加26。总结以上研究结果发现,中等强度的抗重力性运动、抗阻力性及高冲击性运动训练有利于骨量的增加。由于骨的重建周期要经历静止、激活、转换和最后成型4个过程,1个重建周期历时46个月,因此,运动干预若要引起骨量的显著增加,运动持续时间至少在1年以上27。虽然适宜的运动负荷可以增加对骨骼的机械性刺激,提高骨代谢水平,使成骨细胞活动加强,促进骨形成,有助于骨量增加,但运动负荷过大则易导致骨吸收增加,骨量降低23,28。早在1984年,Drinkwater29就发现运动性闭经的长跑运动员骨量下

8、降明显,自此运动性骨量降低逐渐引起学者的关注。随后众多人体和动物实验也证实了此观点,大负荷运动训练易导致女运动员月经周期紊乱,乃至闭经,体内雌激素水平明显下降29,30,如月雌激素、运动与绝经后骨质疏松研究现状杨明杭州师范大学(杭州310000经紊乱的状态长期未得到改善,将会出现骨密度降低、骨质疏松,甚至骨折31-33。Khan等34的研究发现,10%闭经长跑女运动员(平均年龄21.8岁患有骨质疏松,50%有骨量减少。动物实验亦有一致的结果,雌性大鼠在递增负荷运动训练中,逐渐出现动情周期紊乱、全身骨密度降低等特征性表现35。在由此可见,大负荷运动训练与骨量降低之间关系密切,其原因可能与持续大强

9、度运动抑制机体下丘脑垂体性腺轴功能,出现月经失调、雌激素水平下降等表现,而雌激素又通过多种方式影响骨代谢,机体出现类似于绝经后导致的骨量降低。3雌激素、运动与绝经后骨质疏松绝经后骨质疏松(Postmenopausal Osteoporosis,PMOP又被称为型骨质疏松症,是指绝经后妇女发生的以骨量降低及骨组织微结构退行性病变为特征的一种全身性骨骼疾病。女性绝经后,卵巢功能逐渐减退,雌激素分泌减少,骨组织在逐渐失去雌激素保护后,骨吸收和骨形成变得活跃,但骨吸收大于骨形成,最终出现骨量下降2,骨强度降低,骨折风险性增加。此过程持续约510年,尤以绝经后的前3年骨丢失速度最快。当绝经后妇女骨密度(

10、bone mineral density,BMD值低于骨峰值2.5个标准差(SD以上即可诊断为绝经后骨质疏松。研究人员试图通过补充外源性的雌激素预防并治疗绝经后骨质疏松。对大鼠去卵巢所致骨质疏松动物模型的研究发现,17-雌二醇可使去卵巢大鼠成骨细胞数量及血碱性磷酸酶活性增加,逆转由去卵巢导致的腰椎和胫骨骨密度的降低36。人体实验的结果亦表明,绝经后妇女使用雌激素后,腰椎和髋骨的骨密度明显增加,并降低腰椎和髋部的骨质疏松发生率37-39。雌激素虽对骨质疏松有确定的疗效,但由于其存在心血管疾病和乳腺癌发生风险的弊端,其相关研究进入困境38。相反,运动作为一种经济、方便、无毒副作用的健骨方式,逐渐成

11、为近年来研究的新热点。运动之所以对预防绝经后骨质疏松有积极效果,主要是因为运动对骨的机械应力刺激,以及由此产生的激素和细胞因子对骨代谢的调节效应18,40。Vainionpaa等的41研究发现,高冲击性运动可降低血浆基础PTH水平,对骨形成有正性刺激作用42。West等43也发现,运动可升高血浆中OPG的水平,可抑制由于雌激素缺失导致的OPG降低,在一定程度上抑制绝经后的骨丢失。不仅如此,适宜的运动还能增强四肢及躯干肌肉力量,提高身体平衡能力,减少跌倒的危险性,降低骨折的发生率。Englund等44对绝经后妇女的研究发现,持续12个月的力量、有氧及平衡和协调性训练,使受试者Wards三角的骨密

12、度显著升高,与此同时,肌力及最大步行速度也有明显提高。张林等45的研究也发现,为期6个月的有氧健身操、弹力操和健身器械练习,使绝经期妇女骨吸收指标生化标志物(血抗酒石酸酸性磷酸酶、尿钙/肌酐和尿羟脯氨酸/肌酐明显减少,骨吸收受到抑制。也有学者认为,高冲击性的跳跃训练、抗阻训练能有效提高肌力及腰椎和髋部的骨密度46。总的来说,持续时间大于1年的有规律的的抗重力、抗阻力和高冲击性训练可以显著抑制绝经后妇女的骨丢失。动物实验的结果也认为,中等强度的跑台运动可以显著增加大鼠成骨细胞的数量47,增加成骨细胞活性,增加骨形成,减少骨丢失48。鉴于雌激素和运动对骨质疏松防治的良好效果,专家推测,雌激素和运动

13、联合应用对骨质疏松可能会有更明显的疗效。为此,Yeh等49对去卵巢大鼠采用跑台运动和/或雌二醇,研究不同实验方案对大鼠骨量的影响,发现运动和雌二醇联合治疗组大鼠的长骨和椎骨骨量显著高于单纯运动组。章晓霜等48的研究也得出相似的结果,即两者的联合应用使骨吸收和骨形成均显著降低,对骨代谢高转换状态起到抑制作用,骨密度也较雌激素对照组和单纯运动组均显著性增加。由此可见,运动和雌激素联合治疗骨质疏松比单纯给予雌激素或单纯运动有更好的疗效。但基于雌激素对心血管系统及乳腺、子宫的毒副作用,此联合治疗在临床研究中具有一定的局限性,但近年来植物性雌激素的发展,以及其对子宫乳腺相对较小的副作用50,51,为绝经

14、后骨质疏松的治疗另辟蹊径。目前,已有研究人员逐步尝试采用植物性雌激素与运动相结合的疗法治疗绝经后骨质疏松,但研究还不够充分、深入,存在较多问题,比如植物性雌激素的服用剂量、方法,运动方案的设计,疗效的评价等均需进一步的研究予以明确。4参考文献1Lozo P,Krpan D,Krvavica A,et al.Bone histology inpostmenopausal osteoporosisvariations in cellular activity.Acta Med Croatica,2004,58(1:5-11.2Zallone A.Direct and indirect estrog

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