楊曉東　彭聯(lián)明

[摘要] 目的 通過檢測氧化應激指標和骨密度（BMD），評價蝦青素在2型糖尿病合并骨質疏松癥老年患者日常保健中的作用。方法 隨機抽取2020年1～6月在寧波市第一醫(yī)院江北分院接受體檢診斷為2型糖尿病合并骨質疏松癥的老年患者60例。所有患者采用隨機數(shù)字表法分為兩組，其中研究組患者在正常飲食基礎上口服蝦青素軟膠囊，對照組患者不作特殊處理。分別于服藥前（T0）、服藥后1個月（T1）、服藥后2個月（T2）、服藥后3個月（T3），檢測患者血漿丙二醛（MDA）、過氧化物歧化酶（SOD）水平及骨密度。結果 T0時點兩組BMD、MDA、SOD水平比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），T1～T3時點，兩組BMD比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），研究組MDA水平明顯低于對照組，SOD水平明顯高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。與T0時點比較，T1～T3時點，研究組MDA水平明顯降低，SOD水平升高，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），BMD無明顯改變，對照組BMD、MDA、SOD水平比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。結論 蝦青素可減輕2型糖尿病合并骨質疏松癥老年患者氧化應激損傷，增強機體抗氧化能力，但對骨密度無明顯影響。

[關鍵詞] 蝦青素;2型糖尿病;氧化應激;骨密度;骨質疏松癥

[中圖分類號] R587.1;R714.2? ? ? ? ? [文獻標識碼] A? ? ? ? ? [文章編號] 1673-9701（2022）07-0001-04

Effect of astaxanthin on oxidative stress level and bone mineral density in elderly patients with type 2 diabetes and osteoporosis

YANG Xiaodong PENG Lianming

Department of Traumatology， Ningbo First Hospital Jiangbei Branch， Ningbo Ninth Hospital， Ningbo? ?315000， China

[Abstract] Objective To evaluate the effect of astaxanthin in the daily health care of elderly patients with type 2 diabetes and osteoporosis by detecting oxidative stress indicators and bone mineral density （BMD）. Methods A total of 60 elderly patients who underwent physical examination and were diagnosed with type 2 diabetes and osteoporosis in Ningbo First Hospital Jiangbei Branch from January to June 2020 were randomly selected. They were divided into two groups using random number table method. The study group was given astaxanthin soft capsules plus normal diet，and the control group was given no special treatment. The plasma malondialdehyde （MDA），superoxide dismutase （SOD） level and bone mineral density before medicine （T0）， and at 1 month（T1）， 2 months（T2），and 3 months after medicine （T3） were detected. Results There were no significant differences in BMD，MDA and SOD levels between the two groups at T0（P>0.05）. At T1-T3， there was no significant difference in BMD level between the two groups（P>0.05）. The MDA level in the study group was significantly lower than that in the control group. The SOD level in the study group was significantly higher than that in the control group （P<0.05）. The MDA levels in the study group at T1-T3 were significantly reduced compared with that at T0（P<0.05）. The SOD level was increased（P<0.05）. There was no significant change in BMD level. There were no significant changes in BMD，MDA and SOD levels in the control group（P>0.05）. Conclusion Astaxanthin can reduce oxidative stress damage in patients with type 2 diabetes and osteoporosis and enhance antioxidant capacity of body. It has no significant effect on bone mineral density.

[Key words] Astaxanthin; Type 2 diabetes; Oxidative stress; Bone mineral density; Osteoporosis

骨質疏松癥是以骨量減少、骨質量受損、骨強度降低，導致骨脆性增加，易發(fā)生骨折為特征的一種全身系統(tǒng)性骨骼疾病[1]。骨密度（bone mineral density，BMD）即骨骼礦物質密度，是骨骼強度的一個重要指標，基于雙能X線吸收檢測法（dualenergy X-ray absorptiometry，DXA）的BMD檢測是臨床診斷骨質疏松癥及預測骨折風險的金標準[2]。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，全世界約有4.15億人患有糖尿病，在北美超過25%的老年人患有2型糖尿病，由于慢性高血糖，晚期糖基化終產物和氧化損傷，導致糖尿病性骨質疏松癥發(fā)生率逐年升高[3]。蝦青素是自然界中抗氧化能力最強的抗氧化劑，目前主要用于抗衰老，食用蝦青素可減少皮膚皺紋，減輕皮膚老化[4]。在40歲以上志愿者的研究中發(fā)現(xiàn)，連續(xù)攝入蝦青素4周，血液中氧自由基在第15天開始逐漸下降，皮膚樣本分析顯示，角質層脫皮減少，皮膚呈現(xiàn)年輕方向改變[5]。蝦青素的抗氧化損傷作用可能對2型糖尿病合并骨質疏松癥老年患者的輔助治療有一定幫助，但目前仍未見相關報道。本研究旨在通過檢測氧化應激水平及BMD，評價蝦青素在2型糖尿病合并骨質疏松癥老年患者日常保健中的作用，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料

隨機抽取2020年1—6月在寧波市第一醫(yī)院江北分院接受退休職工年度體檢，被診斷為2型糖尿病合并骨質疏松癥的老年患者60例，其中男12例，女48例，年齡60～75歲，體質量指數(shù)（body mass index，BMI）17～26 kg/m2，所有患者均為2型糖尿病，病程3～17年。納入標準：（1）根據(jù)《中國老年糖尿病診療指南（2021年版）》[6]，所有2型糖尿病患者糖化血紅蛋白<7.5%;（2）初次診斷的骨質疏松癥未經專科治療。排除標準：（1）由于基于DXA的骨密度檢測需要檢測腰椎骨密度，為避免外傷和手術對檢測結果的干擾，需排除腰椎骨折病史[7];（2）不能正常飲食;（3）對雞蛋、牛奶、豆制品過敏;（4）惡性腫瘤病史;（5）自身免疫性疾病病史。入選后若研究過程中對蝦青素過敏也將自動退出研究。本研究經醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準（倫理審查批件號：2019LIK03），所有患者或家屬簽署知情同意書。采用隨機數(shù)字表法將患者分為研究組和對照組，每組各30例。兩組患者的性別、年齡、BMI、2型糖尿病病程等一般資料比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），具有可比性。見表1。

1.2方法

蝦青素本身就可以輔助治療2型糖尿病，連續(xù)8周每天午餐后口服8 mg蝦青素可改善患者糖代謝，降低血壓，降低內臟脂肪含量，降低血清果糖胺水平，且無任何不良反應[8]。根據(jù)文獻[8]的方法，研究組患者在正常飲食基礎上口服艾詩特R蝦青素軟膠囊（湖北雅仕達生物技術有限公司，國食健字G20120275，批號：20190312）每日1次，每次2粒（0.6 g/粒），在午餐后服用，以確保蝦青素吸收效果，連續(xù)服用3個月。對照組患者僅正常飲食，不作特殊處理。

1.3觀察指標

1.3.1氧化應激水平&nbsp; ?分別于服藥前（T0）、服藥后1個月（T1）、服藥后2個月（T2）、服藥后3個月（T3）抽取患者外周靜脈血5 ml，離心機（德國Eppe-ndorf，型號：eppendorf centrifuge 5810）3000轉/min離心15 min，取上清液，保存在-80℃冰箱中備用，待所有患者的血液樣本均采集完畢后，常溫解凍樣本。采用硫代巴比妥酸比色法測定血漿丙二醛（malonal-dehyde，MDA）水平，采用黃嘌呤氧化酶法測定血漿超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）水平，試劑盒均購自武漢優(yōu)爾生商貿有限公司，嚴格按照試劑盒說明書操作。

1.3.2 BMD? 分別于T0～T3各時點，采用雙能X射線骨密度檢測儀（美國GE，型號：LUNAR Prodigy Primo）檢測患者腰椎L1～L4 BMD。患者取平臥位，初次腰椎掃描后，根據(jù)患者腰椎實際位置，手動標定X線掃描范圍為L1～L4，再次行雙能X線掃描，系統(tǒng)自動顯示患者L1～L4的BMD值。

1.4統(tǒng)計學處理

采用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，符合正態(tài)分布的計量資料以（x±s）表示，組內不同時點MDA、SOD、BMD比較采用單因素方差分析，兩組比較采取獨立樣本t檢驗;計數(shù)資料以[n（%）]表示，采用χ2檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 兩組氧化應激指標比較

與T0比較，T1、T2、T3時點，研究組MDA水平明顯降低，SOD水平升高（P<0.05）;對照組MDA、SOD水平均無明顯改變（P>0.05）。T0時點，兩組MDA、SOD水平比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），T1、T2、T3時點，研究組MDA水平明顯低于對照組，SOD水平明顯高于對照組（P<0.05）。見表2～3。

2.2 兩組BMD比較

T0～T3時點，兩組BMD比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），與T0時點比較，T1、T2、T3時點兩組BMD比較，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表4。

3 討論

氧化應激是2型糖尿病發(fā)生和發(fā)展最關鍵的因素，轉錄和代謝途徑脂質過氧化是導致2型糖尿病患者微血管和大血管并發(fā)癥的主要原因[9]。微血管病變導致成骨細胞發(fā)育受阻及代謝障礙，骨周轉率降低，骨骼微觀結構和物質特性發(fā)生變化，微骨折的積累促使骨密度、骨強度降低，臨床表現(xiàn)為2型糖尿病的患者骨折發(fā)生率比非2型糖尿病患者高70%[10]。不但是2型糖尿病，氧化應激損傷還會誘發(fā)骨髓間充質干細胞的功能障礙，導致全身性骨生成減少，BMD降低，進一步加重骨質疏松癥[11]。近十年以來，為了找到治療糖尿病性骨質疏松癥的有效藥物，進行大量的臨床及基礎探索，但由于糖尿病誘導骨質疏松癥的機制非常復雜，并未發(fā)現(xiàn)預防或改變2型糖尿病合并骨質疏松癥患者骨折結局的特效藥，有效控制高血糖、保護骨骼健康反而是比較現(xiàn)實的方法[12]。

作為自然界中效能最強的抗氧化劑，蝦青素可減輕體內活性氧簇誘導的氧化應激損傷，增強SOD活性，具有多種生物學功能，使蝦青素具有預防骨質疏松癥的潛在功能[13]。蝦青素可增加海馬SOD水平，降低MDA、白細胞介素-1β和白細胞介素-6水平，上調海馬核因子紅細胞-2相關因子2和血紅素加氧酶-1的表達，抑制核轉錄因子-κB 的激活，大鼠海馬神經元損傷減輕，逃避潛伏期明顯縮短，表明蝦青素具有改善2型糖尿病相關認知功能障礙的作用[14-15]。蝦青素的抗氧化作用還可以降低醛糖還原酶活性，用于預防和治療2型糖尿病視網膜病變[16]。蝦青素可顯著降低2型糖尿病大鼠血清氧化低密度脂蛋白和主動脈MDA水平，減弱內皮依賴性血管內皮細胞對乙酰膽堿的反應，上調eNOS表達，降低凝集素樣oxLDL受體-1（LOX-1）表達，通過抑制ox-LDL-LOX-1-eNOS通路改善糖尿病內皮功能障礙，蝦青素治療與內皮功能障礙相關的糖尿病并發(fā)癥在臨床上可能是有用的[17]。由于氧化應激損傷及血管內皮損傷導致的微循環(huán)障礙均是骨質疏松癥的誘發(fā)因素，因此，研究者在2型糖尿病合并骨質疏松癥老年患者日常生活保健中采用蝦青素，希望提高機體抗氧化能力，緩解微循環(huán)障礙，改善骨骼健康。

生物體內，自由基作用于膜脂發(fā)生過氧化反應，氧化終產物為MDA，會引起蛋白質、核酸等交聯(lián)聚合，具有細胞毒性，SOD是一種抗氧化金屬酶，它能催化超氧陰離子自由基歧化為氧和過氧化氫，在機體氧化與抗氧化平衡中起到至關重要的作用，MDA和SOD是臨床反映機體氧化應激損傷的常用指標[18-19]。BMD即骨骼礦物質密度，反映了骨骼強度或骨質疏松程度，是臨床預測骨折危險性的重要依據(jù)[20]。因此，本研究采用MDA、SOD及BMD作為蝦青素用于2型糖尿病合并骨質疏松癥老年患者日常保健的評價指標。結果表明，連續(xù)服用蝦青素1個月后，患者即開始出現(xiàn)血漿MDA水平降低，SOD水平升高，3個月時BMD可以有輕微改善，但并不顯著。大量研究均表明，口服蝦青素后3周甚至更快即可出現(xiàn)MDA降低、SOD升高，具有明顯的抗氧化應激損傷作用，與本研究結果基本一致[21-22]。雖然抗氧化應激損傷可保護成骨細胞代謝，但由于骨質疏松癥本身是一種慢性病，其病程漫長的特點決定了可能需要更加持久的臨床干預才能顯著提高骨密度[23]，本研究只觀察了患者3個月的BMD變化，故沒有顯著差異，這是本研究的不足之處，應繼續(xù)作更長時間的臨床研究加以探討。

綜上所述，連續(xù)口服蝦青素3個月，可減輕2型糖尿病合并骨質疏松癥患者氧化應激損傷，增強機體抗氧化能力，但對提高骨密度并無明顯效果，仍需要繼續(xù)觀察。

[參考文獻]

[1]? ?Ziemlewicz TJ，Maciejewski A，Binkley N，et al. Oppor- tunistic quantitative CT bone mineral density measur-ement at the proximal femur using routine contrast-enhanced scans：Direct comparison with DXA in 355 adults[J]. Journal of Bone and Mineral Research，2016，31（10）：1835-1840.

[2]? ?中華醫(yī)學會骨質疏松和骨礦鹽疾病分會.原發(fā)性骨質疏松癥診療指南（2017）[J].中華骨質疏松和礦鹽疾病雜志，2017，10（5）：413-443.

[3]? ?Schacter GI，Leslie WD. Diabetes and bone disease[J]. Endocrinology and Metabolism Clinics of North America，2017，46（1）：63-85.

[4]? ?Komatsu T，Sasaki S，Manabe Y，et al. Preventive effect of dietary astaxanthin on UVA-induced skin photoaging in hairless mice[J].PLoS One，2017，12（2）：e0171 178.

[5]? ?Chalyk NE，Klochkov VA，Bandaletova TY，et al. Continu-ous astaxanthin intake reduces oxidative stress and reverses age-related morphological changes of residual skin surface components in middle-aged volunteers[J]. Nutr Res，2017，48：40-48.

[6]? ?國家老年醫(yī)學中心，中華醫(yī)學會老年醫(yī)學分會，中國老年保健協(xié)會糖尿病專業(yè)委員會.中國老年糖尿病診療指南（2021年版）[J].中華糖尿病雜志，2021，13 （1）： 14-46.

[7]? ?Krueger D，Binkley N，Morgan S. Dual-energy X-ray absorptiometry quality matters[J].Journal of Clinical Dens-itometry，2018，21（2）：155-156.

[8]? ?Mashhadi NS，Zakerkish M，Mohammadiasl J，et al. Ast- axanthin improves glucose metabolism and reduces blood pressure in patients with type 2 diabetes mellitus[J]. Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition，2018，27（2）：341-346.

[9]? ?Rehman K，Akash MSH. Mechanism of generation of oxidative stress and pathophysiology of type 2 diabetes mellitus： How are they interlinked？[J].Journal of Cellular Biochemistry，2017，118（11）：3577-3585.

[10]? 王覃，陳德才.糖尿病對骨質疏松癥的影響及其機制[J].中華糖尿病雜志，2016，8（1）：5-7.

[11]? Gan X， Huang S，Yu Q，et al. Blockade of Drp1 rescues oxidative stress-induced osteoblast dysfunction [J]. Biochem Biophys Res Commun，2015，468（4）：719-725.

[12]? Mohsin S，Baniyas MM，AlDarmaki RS，et al. An update on therapies for the treatment of diabetesinduced oste-oporosis[J].Expert Opinion on Biological Therapy，2019，19（9）：937-948.

[13]? Zuluaga M， Gueguen V， Letourneur D，et al. Astaxan- thin-antioxidant impact on excessive reactive oxygen species generation induced by ischemia and reperfusion injury[J]. Chem Biol Interact，2018，279：145-158.

[14]? Feng Y，Chu A，Luo Q，et al. The protective effect of ast- axanthin on cognitive function via inhibition of oxidative stress and inflammation in the brains of chronic T2DM rats[J]. Frontiers in Pharmacology，2018，9：748.

[15]? Li X，Qi Z，Zhao L，et al. Astaxanthin reduces type 2 diab-etic associated cognitive decline in rats via activation of PI3K/Akt and attenuation of oxidative stress[J].Molecular Medicine Reports，2016，13（1）：973-979.

[16]? Baccouche B，Benlarbi M，Barber AJ，et al. Short-term administration of astaxanthin attenuates retinal changes in diet-induced diabetic psammomysobesus[J].Current Eye Research，2018，43（9）：1177-1189.

[17]? Wang XJ，Tian DC，Wang FW，et al. Astaxanthin inhibits homocysteine-induced endothelial cell dysfunction via the regulation of the reactive oxygen species-dependent VEGF-VEGFR2-FAK signaling pathway[J].Molecular Medicine Reports，2019，19（6）：4753-4760.

[18]? Tsikas D. Assessment of lipid peroxidation by measuring malondialdehyde（MDA） and relatives in biological sam-ples：Analytical and biological challenges[J].Analytical Biochemistry，2017，524：13-30.

[19]? Wang Y，Branicky R，No？觕 A，et al. Superoxide dismutases： Dual roles in controlling ROS damage and regulating ROS signaling[J].The Journal of Cell Biology，2018，217（6）：1915-1928.

[20]? Kim SK. Identification of 613 new loci associated with heel bone mineral density and a polygenic risk score for bone mineral density，osteoporosis and fracture[J].PloS One，2018，13（7）：e0200 785.

[21]? Wu D，Xu H，Chen J，et al. Effects of astaxanthin supple- mentation on oxidative stress[J].Int J Vitam Nutr Res，2020，90（1-2）：179-194.

[22]? Guan L，Liu J，Yu H，et al. Water-dispersible astaxanthin-rich nanopowder：Preparation，oral safety and antioxidant activity in vivo[J].Food & Function，2019，10（3）：1386-1397.

[23]? Bone HG，Wagman RB，Brandi ML，et al. 10 years of den- osumab treatment in postmenopausal women with oste-oporosis：Results from the phase 3 randomised FREE-DOM trial and open-label extension[J].The Lancet Diabe-tes & Endocrinology，2017，5（7）：513-523.

（收稿日期：2021-02-07）