不同海拔地区男性青少年骨形成生化标志物水平分析

来源:用户上传      作者: 王 平,董俊红,王红梅,孙 涛,席焕久

　　【摘要】 目的 探讨拉萨、那曲和锦州地区男性青少年血清骨碱性磷酸酶(BAP)、Ⅰ型前胶原羧基端前肽(PICP)和骨钙素(OC)水平特点及其差异，为开展青少年生长发育研究提供依据。方法 选取西藏拉萨与那曲地区的12～18岁健康藏族男性青少年共746人，锦州平原地区汉族男性青少年343人，测定身高及血清BAP、PICP和OC的含量。结果 拉萨和那曲组血清BAP、PICP和OC平均水平均高于锦州组，且拉萨组与锦州组比较差异均有统计学意义(P值均<0.01)；拉萨组3个指标的水平显著高于那曲组(P<0.01或P<0.05)。拉萨组血清BAP、PICP和OC在13～14岁均出现高峰；而那曲组和锦州组其高峰出现的年龄均提前1 a。随年龄增长，3组各生化标志物水平均明显下降(P值均<0.05)。血清BAP、PICP和OC水平均与身高密切相关(r=0.43，0.54，0.41，P值均<0.01)。结论 不同海拔地区男性青少年血清BAP、PICP和OC水平随年龄变化特点基本一致，高原藏族青少年高于平原汉族青少年。应进行大样本调查分析，建立针对高原藏族青少年的骨形成标志物的正常参考范围。
　　【关键词】 骨生成；生物学标记；生长和发育；男(雄)性；青少年；高海拔
　　【中图分类号】 R 339.35 R 336 Q 593+.6 【文献标识码】 A 【文章编号】 1000-9817(2010)10-1165-03
　　
　　Serum Bone Formation Markers of Male Adolescents in Different Altitude Area/WANG Ping*, DONG Jun-hong, WANG Hong-mei, et al.* Biochemistry Faculty, Weifang Medical College, Weifang(261042), Shandong Province, China
　　【Abstract】 Objective To investigate the characteristics and differences of serum bone alkaline phosphatase(BAP), carboxyterminal propeptide of typeⅠprocollagen (PICP) and Osteocalcin(OC) in male adolescents living on Lhasa, Naqu and Jinzhou. Methods Totally 746 healthy Tibetan adolescents (aged 12-18 years) in Lhasa and Naqu and 343 Han adolescents in Jinzhou were selected in the study, their height and the levels of BAP, PICP and OC were tested. Results The levels of BAP, PICP and OC in Lhasa and Naqu were observably higher than those in Jinzhou. The difference was statistically significant in Lhasa and Jinzhou(P＜0.01). The values of serum BAP, PICP and OC reached the peak occurring in Lhasa boys at 13-14 years. BAP, PICP and OC levels in Naqu and Jinzhou reached peak approximately one year earlier, which declined with increase of age after peak(P＜0.05). Positive correlativity was observed BAP, PICP and OC with height(r=0.43,0.54,0.41,P＜0.01). Conclusion Change characteristics of Serum BAP, PICP and OC is consistent with age in male adolescent in Lhasa, Naqu and Jinzhou, but the levels are higher in Tibetan Plateau than that in Han Plain. Tips Tibetan Plateau should be established for the bone biomarkers in the normal reference range.
　　【Key words】 Osteogenesis; Biological markers; Growth and development; Male; Adolescent; Altitude
　　
　　 在儿童、青少年时期，骨生长速度较快，利用骨代谢生化标志物可以估计儿童的骨生长速度。长期以来，这些标志物一直作为儿童、青春期发育障碍的临床诊断依据和对这类疾病进行治疗的疗效观察指标［1］。血清骨碱性磷酸酶(BAP)、Ⅰ型前胶原羧基端前肽 (PICP)和骨钙素(OC)作为骨代谢生化标志物反映了不同阶段成骨细胞的功能状态。高原藏族特殊的民俗和地理环境对青少年的骨代谢标志物水平可能存在一定的影响，本实验以拉萨和那曲2个不同海拔高度的高原藏族男性青少年为研究对象，测定骨代谢生化标志物，并与锦州平原地区比较，观察其特点及差异。现报道如下。
　　
　　1 对象与方法
　　
　　1.1 对象 采用分层整群抽样方法，从西藏拉萨市(海拔3 500 m)、西藏那曲地区(海拔4 500 m)和辽宁锦州地区(海拔28 m)的大、中、小学随机抽取12～18岁健康男性青少年共1 079人，均进行身高的测定。3个地区均按年龄和性别分组，每1岁为1组，共7个年龄组，再从每个年龄组随机抽取24人，测定血清BAP、PICP和OC的水平。拉萨与那曲地区所有被选对象父母均为藏族；锦州地区所有被选对象父母均为汉族。3个地区的受试者均出生并长期在当地生活。测定血清指标的青少年均排除内分泌、肝、肾和其他影响骨代谢的疾病。学校及家长均签署了知情同意书。
　　1.2 方法
　　1.2.1 血清样品的采集与处理 空腹于8：00-10：00肘静脉采血5 mL，血清分离后分装，置于-70℃冰箱待检。采集的血清为淡黄色，无浑浊，无溶血。
　　1.2.2 血清BAP、PICP和OC的测定 待测血清于室温复融，BAP和PICP测定应用酶免疫法(试剂盒均由美国Metra公司生产)，使用郑州博赛生物工程有限责任公司生产的BIOCELL 2010型全自动酶标仪测定。OC测定应用放射免疫分析法(试剂盒由北京原子能研究所生产)，使用北京核仪器厂生产的BH6018型全自动γ计数仪测定。
　　1.2.3 身高的测定 按照吴汝康等编写的《人体测量方法》测定［2］，应用北京体育总局提供的马丁测高仪进行身高的测定。

　　1.3 统计分析 采用SPSS 11.0软件进行统计分析。组间比较采用t检验，同一指标多组间比较采用ANOVA分析，各指标之间的相关性采用Pearson分析。P<0.05表示差异有统计学意义。
　　
　　2 结果
　　
　　2.1 血清BAP、PICP和OC水平比较 表1显示，拉萨和那曲组3个指标总体水平均高于锦州组，且拉萨组与锦州组比较差异有统计学意义(P<0.01)；拉萨组3个指标的水平显著高于那曲组(P<0.01或P<0.05)。拉萨组血清BAP高峰出现在13～14岁，那曲组BAP高峰出现在12～13岁，而锦州组其高峰出现在12岁，其后随年龄增长均迅速下降(图1)；拉萨组血清BAP水平在13，14和16岁均显著高于锦州组(P值均<0.05)，在12，14和15岁均显著高于那曲组(P值均<0.05)，至18岁时3个组BAP水平基本一致。血清PICP变化趋势与血清BAP相似(图2)，但拉萨组其高峰出现是在14岁，那曲和锦州组的高峰均是在12～13岁；拉萨组14，15和17岁均显著高于锦州组(P值均<0.05)；13，14和17岁均显著高于那曲组(P值均<0.05)。血清OC(图3)的高峰年龄在拉萨、那曲和锦州组分别在13～14岁，12岁和12岁；拉萨组在13～16岁均显著高于锦州组和那曲组(P值均<0.05)。那曲组血清BAP、PICP和OC在所有年龄组水平均高于锦州组，但差异均无统计学意义(P值均>0.05)。
　　2.2 身高水平 见表2。拉萨、那曲和锦州3组青少年身高差异均有统计学意义(P值均<0.01)，拉萨组青少年身高明显高于那曲组，锦州组青少年身高明显高于前2组。随年龄增长，3个地区青少年身高不断增长，拉萨男性身高增长最快的年龄为13～14岁，年增长率达5.0%；那曲突增高峰出现在12～13岁，年增长率为4.6%。锦州组突增高峰出现在12～13岁，年增长率为5.3%。
　　
　　2.3 男性青少年年龄、身高和各生化标志物的相关分析 见表3。男性青少年血清BAP、PICP和OC均与年龄呈显著负相关。在测定生化标志物的青少年，控制年龄因素的影响，对身高与各标志物之间进行偏相关分析显示，身高与各指标均具有显著相关性，与3个生化标志物之间均呈显著正相关。
　　
　　3 讨论
　　
　　成骨细胞作为骨形成过程中的重要功能细胞，其增殖、分化和成熟与骨骼的正常生长发育密切相关。PICP是Ⅰ型前胶原转化为Ⅰ型胶原过程中脱落的一种多肽，Ⅰ型前胶原由处于增殖期的成骨细胞前体生成；BAP为增殖停止初期的特征性产物，骨基质矿物化开始后即减低；OC在基质矿物化阶段表达，测定3者水平可反应不同阶段成骨细胞的功能状况［3］。
　　研究结果显示，3个地区青少年的血清BAP、PICP和OC水平均与年龄显著相关，其随年龄的变化趋势基本一致。拉萨组血清BAP、PICP和OC在13～14岁均出现高峰，而那曲组和锦州组其高峰出现的年龄均提前1 a，其后逐渐下降直到18岁时最低，稳定于成人水平。拉萨和那曲高原藏族青少年血清BAP、PICP和OC总体水平均高于锦州平原汉族青少年，且拉萨与锦州比较差异有统计学意义。张倩等［4］对生活在同一地区的藏汉儿童进行了研究，也发现藏族青少年骨形成标志物水平明显高于同年龄同性别的汉族青少年。说明藏汉族青少年骨形成标志物水平存在一定差别，提示应针对高原地区青少年进行大样本研究，测定血清生化指标，以便建立高原藏族特别是拉萨青少年的骨代谢标志物的正常参考范围，为以后运用于临床提供基础数据。
　　以往的研究指出，骨代谢生化标志物的变化与身高增长呈高度正相关［5］。本实验中对身高的测定结果显示，去除年龄因素的影响，身高与生化标志物水平显著正相关。3个地区生化标志物水平高峰年龄均与身高增长高峰年龄一致，拉萨男性身高增长最快的年龄为13～14岁，而那曲和锦州地区的突增高峰出现在12～13岁，即生化标志物水平高的年龄组，其身高增长也加快，说明骨形成标志物能较好的反映青少年骨增长。这与本课题组［6］对拉萨和那曲地区女性青少年生化标志物及身高的研究结果一致。女性BAP及OC总体水平均显著低于男性，高峰期提前，稳定于成人水平早，符合青春期发育的一般规律。有资料显示，低海拔地区无论是婴儿出生身高还是幼儿期的发育都比高海拔地区有明显优势［7］。3个地区身高比较发现，锦州平原地区汉族青少年身高明显高于拉萨和那曲地区，拉萨青少年身高要明显高于那曲，符合高原地区生长发育低于低海拔地区且海拔越高，差距越大的特点。锦州地区海拔只有28 m，属沿海港口城市，生长发育的基线水平高；同时良好的生活条件和自然地理环境及遗传等多种因素的影响，青少年身高在各年龄组保持了绝对优势。
　　Rebato等［8］的研究指出，遗传因素对身高、体型的影响较大；而Weitz等［9］的研究发现，营养饮食等社会经济条件及海拔也起着非常重要的作用。拉萨与那曲平均海拔分别为3 500 m和4 500 m，高寒缺氧，那曲膳食中以碳水化合物(如糌粑等)为主，生活条件差，营养状况不如拉萨市，所以那曲组3个生化标志物的水平显著低于拉萨组，身高也显著低于拉萨。由于同属藏族，遗传背景相似，2个地区的差异更多考虑是营养饮食和环境等因素造成的。儿童生长发育的潜力主要取决于遗传的内在因素，而环境因素在很大程度上决定其所能达到的生长水平。对生活在四川阿坝州的藏、汉青少年的身高、膳食营养等进行研究发现，藏族蛋白质、钙和维生素等营养摄入低于汉族，但身高高于汉族［10-11］。提示藏族青少年身高具有遗传优势。因此，加强营养和锻炼有利于当地儿童青少年骨骼增长。
　　
　　4 参考文献
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　　［4］ 张倩,胡小琪,郭红霞,等.我国藏族和汉族儿童少年骨转换研究.中国骨质疏松杂志,2008,14(6):455-458.
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　　［6］ 王红梅,阎鹏,王平,等.藏族女性青少年血清钙磷及骨代谢生化标志物水平检测结果分析.中国学校卫生,2008,29(10):884-886.
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　　［8］ REBATO E, SALCS I, ROSIQUE J, et al. Analysis of sibling resemblance in anthropometric somatotype components. Ann Hum Biol, 2000,27(2):149-161.
　　［9］ WEITZ CA, GARRUTO RM, CHIN CT, et al. Morphological growth and thorax dimensions among Tibetan compared to Han children, adolescents and young adults born and raised at high altitude. Ann Hum Biol, 2004,31(3):292-310.
　　［10］胡小琪,张琚,张倩,等.四川省阿坝州藏羌汉族儿童少年骨骼生长发育状况.中国学校卫生,2006,27(5):391-394.
　　［11］张琚,曾果,张倩,等.四川省阿坝州藏汉羌族学生膳食营养评价.中国学校卫生,2006,27(4):282-286.
　　(收稿日期：2010-02-15；修回日期：2010-04-23)

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