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摘要：动脉粥样硬化和骨质疏松是主要的公共卫生问题，是影响老年人身心健康的常见疾病，其发病率较高，对寿命及生存质量有显著影响。由于两种疾病都受到老龄化的影响，在人口老龄化时代，两者的非人口学联系不可避免。研究者对动脉粥样硬化疾病与骨质疏松之间进行广泛的研究，本文重点通过其可能的共同机制及影响因素，探讨两者之间的临床联系，为早期预防，提高生存质量提供进一步的综合理念。
关键词：动脉粥样硬化疾病；骨质疏松症；影响因素；共同机制
本文引用格式：李思,许慧宁,吕汶彩.动脉粥样硬化与骨质疏松的关系性研究[J].世界最新医学信息文摘,2019,19(63):78-79.
Study on the Relationship between Atherosclerosis and Osteoporosis
LI Si1,2,XU Hui-ning2*,LV Wen-cai1,2
(1.Graduate School of Qinghai University,Xining Qinghai;2.Department of Geriatrics,Affiliated Hospital of Qinghai University,Xining Qinghai)
ABSTRACT:Atherosclerosis and osteoporosis are the main public health problems,and they are common diseases that affect the physical and mental health of the elderly.the incidence of atherosclerosis and osteoporosis is high,which has a significant impact on life expectancy and quality of life.Because both diseases are affected by aging,the non-demographic relationship between the two is inevitable in the era of population aging.The researchers have conducted extensive research on the relationship between atherosclerosis and osteoporosis.Through its possible common mechanism and influencing factors,this paper discusses the clinical relationship between them,so as to provide further comprehensive ideas for early prevention and improvement of quality of life.
KEY WORDS:Atherosclerosis;Osteoporosis;Influencing factors;Common mechanis
0引言
骨质疏松症是一种以骨量减少、骨组织微结构异常，表现为骨强度减低、骨骼脆性增加、骨折风险增加的常见的骨代谢性疾病。动脉粥样硬化是动脉内膜脂质沉积，使动脉弹性减低、管腔狭窄的常见的血管性疾病。骨质疏松症和动脉粥样硬化两者是都具有多生化途径和危险因素的慢性退行性疾病。随着人们生活水平的提高，饮食结构、交通方式的改变，体力劳动的减少，机体常同时患有动脉粥样硬化疾病与骨质疏松，动脉粥样硬化疾病常伴有骨密度减低，骨强度下降，导致骨质疏松骨折的发生[1]。骨质疏松、动脉粥样硬化症状隐匿，其预防、治疗也是困扰医学界多年的难题，是全球范围内主要的研究课题。两者不仅有相似的影响因素，OPG-RANKL-RANK系统和Wnt/βcatenin信号似乎参与了骨改变和动脉粥样硬化过程的发病机制。本文将从两者之间共同的影响因素、可能的共同机制及相关临床联系进行相关文献综述。
1动脉粥样硬化与骨质疏松共同的影响因素
1.1年龄
动脉粥样硬化疾病随年龄的增长，动脉内膜增厚、管腔狭窄、血管脆性增加，极易出现斑块出血，附壁血栓形成引起心脑血疾病。骨质疏松症亦是衰老相关性疾病，随着年龄的增加，一方面成骨细胞的活性减弱，造成成骨小梁变细，骨吸收大于骨形成;另一方面，肾功能减退，肾脏25（OH）2-α羟化酶活性降低，维生素D受体合成减少，1,25（OH）2D3合成减少，肠钙吸收减少，血钙减低，刺激甲状旁腺激素（PTH）分泌增加，加速老年性骨丢失。由于老年人运动不足、日晒时间短，甲状腺C细胞功能减退，降钙素分泌减少，亦引起骨吸收和骨脆性增加，骨量减少，最终导致骨质疏松症甚至骨折的发生。
1.2血脂异常
血脂异常是动脉粥样硬化疾病主要的危险因素，各种因素导致脂类物质在血管壁堆积是动脉粥样硬化类疾病的主要特点。脂类异常可诱发单核细胞黏附于血管内皮细胞上加速动脉硬化进展[2]。随着研究的深入，血脂亦与骨质疏松及骨质疏松骨折有关，骨密度的下降与人群中脂代谢异常密切相关[3]。脂质异常聚集生成的肿瘤坏死因子等与低密度脂蛋白受体相关蛋白5/6结合，从而激活Wnt/β-catenin等信号途径，促进钙化因子和血管平滑肌细胞成骨性转化，启动和促进骨组织血管钙化进程，加速骨质疏松病程[4]。
1.3炎症因子
多种炎症因子白细胞介素-6（Interleukin-6,IL-6）、肿瘤坏死因子-α、IL-1被认为动脉粥样硬化的标志。炎症反应是动脉粥样硬化形成的基础。动脉粥样硬化的发生发展过程就是由一系列炎性细胞和炎性因子参与的炎症反应过程。相关研究指出，IL-6，肿瘤坏死因子等参与斑块的形成和斑块破裂的过程[5]。TNF-α、IL-6是具有多种功能的细胞因子，研究发现单核细胞和巨噬细胞分泌的TNF-α、IL-6等细胞因子直接或间接作用于OC前体，诱导其分化为成熟OC，促进骨吸收，导致骨质疏松发生[6]。炎症因子如IL-1可通过上调机体RANKL表达度很低时，并激活RANK信号通路，RANKL与RANK结合，破坏骨代谢平衡，增强骨吸收[7]。
1.4同型半胱氨酸
同型半胱氨酸（homocysteine,Hcy）是一种含硫氨基酸，是蛋氨酸的中间代谢产物，通过甲基化、转硫化、甲基代谢、直接释放到细胞外液等途径代谢。Hcy参与氧化应激及内质网应激，损伤血管内皮细胞使其修复延迟，血管内皮细胞功能障碍、血管弹性下降，导致动脉粥样硬化的发生与发展。破骨细胞的骨吸收和成骨细胞的骨形成之间处于动态的平衡，破骨与成骨过程的不平衡导致骨质疏松的主要机制。Hcy还参与骨形成和骨吸收，研究证明高同型半胱氨酸会通过刺激破骨细胞的生存和活动，促进成骨细胞凋亡来影响骨重建[8]。Hcy升高增加超氧化物阴离子酶的产生来诱发氧化应激[9]，使NO生物利用度降低，从而破坏成骨细胞与破骨细胞之间的平衡，导致骨质疏松。高同型半胱氨酸患者可能同时合并动脉粥样硬化性疾病和骨质疏松症。
1.5维生素D
维生素D活化相关的1-α羟化酶及维生素D受体在心血管系统中表达，活性的维生素D可以抑制内质网应激，减轻炎症反应，减少形成动脉粥样硬化的泡沫细胞,改善内皮细胞功能,进而抑制动脉粥样硬化斑块的形成[10]。维生素D缺乏可导致动脉粥样硬化的发生，还是钙稳态和骨代谢的重要激素，可促进小肠和肾小管对钙磷的重吸收，促进骨矿物质动员，参与骨代谢。维生素D缺乏可导致食物中钙吸收不良，增加骨和肾的钙吸收，降低骨矿密度，导致骨质疏松和骨软化。Sun等[11]相关文献指出维生素D可显著降低kB受体活化因子配体RANKL（receptor activator for nuclear factor-kB ligand RANKL）表达，阻碍骨重构的信号转导，同时，经由对OPG/RANK/RANKL信号通路实施干预，实现对骨稳态的调节[12]。所以对日晒不足，肠道功能差的老年患者，可能在出现动脉粥样硬化的同时，出现骨质疏松症。
1.6胰岛素样生长因子
胰岛素样生长因子1（Insulin-like growth fators-1,IGF-1）是与胰岛素同源且可影响细胞增殖、分化功能的一类多肽。循环中IGF-1主要有肝脏产生，神经细胞本身可分泌IGF-1，其受体在脑组织及全身广泛存在，对神经血管具有保护作用。循环中低水平IGF-1与动脉粥样硬化的发生风险增加有关[13]。IGF-1亦可促进软骨细胞增殖以及软骨机制的形成，增加骨生成[14]。邓子阳等[15]指出，IGF-1是可抑制骨胶原降解、促进骨基质矿化和合成及骨内含量最多的一种生长因子，当其含量降低时，核因子k B受体活化因子配体表达上调，骨量因骨吸收增加而不同程度丢失。通过IGF-1水平的检测，对早期诊断骨质疏松症有一定意义。
2动脉粥样硬化与骨质疏松症的相关机制
2.1骨保护素（OPG）及OPG-RANKL-RANK信号传导通路
OPG-RANKL-RANK通路的三联体构成部分：骨保护蛋白(OPG)、NFkB配体受体激活剂(RANKL)、NFkB蛋白系统受体激活剂(RANK)都是TNF-α受体超家族成员。虽然OPG在小鼠正常血管中表达，但RANK和RANKL不表达，但在小鼠动脉粥样硬化区域可检测到RANK和RANKL表达[16]。临床研究表明，OPG-RANKL-RANK通路与动脉粥样硬化、血管钙化、脑卒中和未来心脑血管事件的关联性增加[17]。
OPG、RANKL、RANK协同通过对成骨细胞或破骨细胞的生物学作用来控制骨组织的代谢。成骨细胞及骨髓基质细胞分泌表达OPG,调节骨吸收和骨形成之间的动态平衡。RANKL与其受体RANK的结合促进破骨细胞的生存、增殖、分化、活化。雌激素缺乏，糖皮质激素暴露，T细胞活化（如类风湿关节炎）和骨恶性肿瘤（如骨髓瘤、转移瘤）可提高RANKL与OPG的比值，加速骨吸收，诱导骨质流失。
2.2Wnt/β-catenin信号通路
Wnt信号通路的主要组分包括细胞外因子（Wnt）、跨膜受体（frizzled）、胞质蛋白（β-catenin）及核内转录因子（TCFS/LEF）等一系列蛋白。Wnt/β-catenin信号通路是其最经典的信号通路。Wnt/β-catenin信号通路在动脉粥样硬化中发挥重要作用[18]。Wnt/β-catenin信号通路（1）可通过抑制多种脂质合成发挥抗AS作用；（2）可在血管内皮细胞中广泛表达，可促进内皮细胞增殖并诱导炎症，加重内皮功能障碍，有利于AS早期发展；（3）可通过抑制PPARγ的表达，阻碍巨噬细胞内分化ox-LDL、泡沫细胞形成及死亡均减少，阻碍坏死核心形成及纤维帽破裂，发挥抗动脉粥样硬化发展、稳定斑块作用[19]。
Wnt/β-catenin信号通路亦是成骨细胞的发生及骨形成过程中最经典的信号通路，（1）可直接地影响由多潜能骨髓间质干细胞向成骨细胞分化的过程促进骨髓间质干细胞的更新，使其向成骨细胞分化，抑制向脂肪细胞和软骨细胞分化；（2）可影响前成骨细胞增殖并诱导成骨细胞形成、增殖及矿化，抑制成骨细胞凋亡[20]。
2.3肾素-血管紧张素系统
经典的肾素-血管紧张素系统的主要功能是调节人体血压、水分、电解质和维持人体内环境的稳定。伴随着生理性衰老，动脉组织中血管紧张素II(AngII)水平明显增加[21]。AngII可直接刺激血管平滑肌细胞的增生、肥大，血管壁增厚，引起动脉狭窄甚至闭塞，加速了早期动脉粥样硬化病变的形成、晚期斑块破裂形成血。AngII是肾素-血管紧张素系统中一种重要的多功能活性肽，它除了可以调控血管系统，在骨组织中，具有促进破骨细胞的成熟和分化[22]。Nakagam[23]对高血压大鼠模型的研究发现，当血管紧张素II浓度过高时，股骨的密度值不同程度降低，骨内血管发生硬度或痉挛等改变，破骨细胞活性和骨细胞转换率均较高，骨量降低。近来研究，AngII可分别通过ERK1/2和cAMP信号通路促进破骨细胞分泌白细胞介素-6（IL-6）和受体活化因子配体（RANKL），前者可直接骨吸收，后者可诱导破骨细胞成熟[24]。肾素-血管紧张素系统活性增高可导致动脉粥样硬化疾病的发生，也可能诱导骨质疏松症的发生发展。
3动脉粥样硬化与骨质疏松的临床联系
此外，动脉钙化的机制类似于骨形成过程，涉及各种细胞、蛋白质和细胞因子，导致组织矿化。由于这些相互作用，用于骨质疏松治疗的药物（维生素D、雌二醇和双磷酸盐）可能干扰血管壁过程。另一方面，一些治疗心脑血管疾病的药物（他汀类、抗高血压药物、华法林和肝素等）可能影响骨组织代谢。在体外研究[25]显示他汀类可抑制破骨细胞活性，还可通过抑制BMP信号途径抑制骨形成。
4总结与展望
综上所述，动脉粥样硬化与骨质疏松之间有着共同的影响因素包括年龄、血脂异常等，遗传因素、饮食习惯、生活方式亦影响。动脉粥样硬化疾病与骨质疏松常伴随出现，动脉粥样硬化形成的过程是与骨质发育相似的主动的、可以预防和逆转的高度可控的生物学过程。两者即可互为因果，也可受某一共同因素及信号通路影响,两者紧密联系，如果能通过控制影响因素和相关通路药物靶向抑制及时对动脉粥样硬化合并骨质疏松患者兼顾治疗，并加以防治有重要的意义。
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