摘要:T2DM对全球健康造成重大负担,这主要是由于其大血管并发症,如冠状动脉 疾病(Coronary artery disease, CAD),是导致T2DM患者死亡率增加的主要危险 因素。
糖尿病乃一种严重的慢性疾病,当胰岛素分泌匮乏或者所分泌的胰岛素无法在体内有效发挥作用时便会发病,进而引发长期的代谢紊乱。
T2DM对全球健康造成重大负担,这主要是由于其大血管并发症,如冠状动脉 疾病(Coronary artery disease, CAD),是导致T2DM患者死亡率增加的主要危险 因素。
冠状动脉钙化积分(Coronary artery calcification score, CACS)为0与较低的CVD风险相关。Razavi等人的一项研究发现,在T2DM 和代谢综合征患者的10年随访期间,长期无冠脉钙化的发生与基线CACS为0 相关。
全球寿命延长的趋势已经导致人口老龄化和主要影响老年人的疾病的患病 率增加。
冠状动脉疾病(Coronary artery disease, CAD)和骨质疏松症 (Osteoporosis, OP)是受衰老影响的两种临床疾病,且经常并存。
心血管钙化是一种广泛存在的 疾病,影响着大多数60岁以上的人,令人惊讶的是,它在OP患者中更为常见。
与普通人群相比,骨质减少和骨质疏松症的个体患心血管疾病的风险更高,在一项基于人群的队列研究中,Chen等人发现OP患者患CAD的风险较高。
同样,低BMD的个体在患CAD的发病率和死亡率更高,这与年龄或传统的心 血管危险因素无关。
在人体中,除了骨 骼外,血管系统是最常发生钙化的结构,矿化对维持正常的骨骼健康至关重 要。
然而,软组织中矿物质的沉积通常是病理过程,特别是在血管系统中,与 不良心血管事件的风险增加有关。
在动脉粥样硬化斑块形成的过程中,可以观察到 多种骨矿化相关蛋白参与调节,值得注意的是,异位的血管钙化常伴有骨密 度的下降或骨转换紊乱。
从骨骼中流失的骨质同时在动脉中沉积。血管钙化 与骨丢失之间存在几个潜在的机制,其中主要的机制可能是两者都是对慢性炎 症的组织特异性反应以及脂质沉积对二者产生的影响。
血管钙化(Vascular calcification,VC)是一个类似于骨形成的活跃过程, 并由复杂的酶和细胞途径控制。
这可能在一定程度上解释了OP和CVD的关联,这两种疾病都可以通过减轻或治 疗可改变的危险因素来预防或减缓病情的进展。
全世界人口呈现老龄化趋势, 共病的负担正在迅速增加,CT扫描的临床应用也在持续增长。
OP在很大程度 上仍然诊断不足、治疗不足,使用基于其他扫描目的的CT图像来机会性地筛查 OP,有望大大地提高其检出率。
CAC可以很容易地通过CT进行定量,并表达 为冠状动脉钙化评分(Coronary artery calcification score, CACS)。因此,可以进 行一次扫描来检查OP和CAC。
胸部CT上没有检测到CAC与低风险心血管事件和良好预后相关,而高 钙化积分通常会导致心血管事件的发生率更高,生存率更差。
在有中等CAD 风险的无症状患者中,许多研究显示CACS与预后相关,且相对于传统的风险 分层具有增量的预后价值。
在基于心电门控 的CT扫描图像上,将检测到的衰减值>130 HU、面积>1mm2的病变看作单个 钙化病灶,继而用钙化病灶面积乘以给定的钙化密度赋分得到单个病灶的钙化 积分,将冠状动脉所有分支的钙化积分求和得到总CACS。
CACS很低的患者可能仍有非钙化斑块形式的动脉粥样硬化, 但冠状动脉事件发生率非常低。严重的CAC可独立预测心力衰竭,当CACS > 400分时,风险可高出4倍。
生物矿化被认为是矿物质以有组织的形式沉积在基质上,除了骨骼外, 人类最常发生钙化的结构是血管系统,VC表现为组织生物矿化的一种积极调节形式。
然而,软组织中矿物质的沉积 通常是病理性的,特别是在血管系统中,这与不良心血管事件的风险增加有关。
值得注意的是,异位的动脉钙化常伴随着BMD下降或骨转换紊乱,在分 子水平上,几乎在所有钙化的动脉病变中都发现了活跃的成骨过程的特征。
细胞、内分泌和代谢信号在血管系统和骨骼之间双向流动,这对维持骨骼健康 和血管健康都是必需的。
RANKL是一种由成骨细胞、骨细胞和骨组织内的免疫细胞表达的II型跨膜 蛋白,RANK是一种位于破骨细胞祖细胞、成熟破骨细胞和免疫细胞上的I型跨 膜蛋白。
OPG基因敲除的小鼠同时发生VC和脆性骨折。OPG治疗已被 证明可以预防维生素D和华法林对大鼠诱导的VC,也可以防止体外血管平滑肌 细胞的钙化。
然而,矛盾的是,血清OPG升高与人类CAD和心血管疾病死亡率相关,最近的临床 试验表明,CAD中血清OPG水平升高,并与其严重程度、缺血性心脏失代偿和 未来的心血管事件相关。
他们提出OPG可能是被动升高,作为防止VC的保护 因素,因此,OPG有可能成为早期识别和监测心血管疾病的一种潜在的生物标 志物。
VC是细胞外基质生物矿化的一种积极调节形式。钙离子由血管内皮功能障 碍引起,从骨转移到血管壁。反复的内皮功能障碍导致钙从骨过度转运到血管 壁,最终导致VC和OP。
研究证实OPN很少在正常动脉壁表达,但其在血管被各种病理破坏后形成的新内膜中表达水平显著升高,证实可促进血管平滑肌细胞和成纤维细胞的粘附、 增殖和迁移,增强巨噬细胞的趋化性。
BMPs最初因其在促进异位骨形成中的作用而被发现 在动脉粥样硬化性血管钙化的部位大量表达,随后发现BMP配体家族在血管 系统的发育和稳态中起着关键作用。
此外,甲状旁腺激素可以调节几种VC 启动子的作用,如钙、磷和维生素D,研究表明,仅甲状旁腺激素不能诱导VC, 至少需要正常的钙和磷的存在。
此外,血管平滑肌中最丰富的甲状旁腺激素 受体PTH1R的沉默,部分消除了高甲状旁腺激素的促钙化作用,表明甲状旁腺 激素/ PTH1R驱动血管平滑肌细胞钙沉积的诱导。
这些物质的协调作用可以防止低矿化或高矿化,这两者都对骨骼功能有害,因此,体内钙化诱导剂和钙化抑制剂的平衡对于维持生物矿化至 关重要。
焦磷酸盐(PPi)是一种局部的矿化抑制剂。胞外PPi能有效抑制Ca2 +与Pi结晶形成HAP的能力;它还与HAP表面强烈结合,阻止进一步的晶体生 长。
与诱导钙化相关的分子包括Ca2 +、Pi、活性氧(ROS),其中一种或多种诱 导物水平的增加可以触发血管平滑肌细胞的表型变化,并促进细胞凋亡。
ALP 是一种膜结合的胞外酶,可以水解磷酸二酯键,使磷酸盐用于钙化。与这一 功能相一致的是,TNSALP基因敲除小鼠存在骨骼畸形、骨矿化缺陷,并在断 奶前癫痫发作死亡。
ALP已成为成骨细胞活性和钙化的敏感标志物,研究 表明,TNSALP在钙化环境中的表达增加,酶抑制降低血管平滑肌细胞的钙化。
氧化应激随着年龄的增长而增加,促进氧化脂质的产生,从而诱导破骨细 胞分化,抑制骨组织内的成骨细胞分化,而刺激AS斑块内的成骨细胞分化。
OP和VC存在一些共同的危险因素,如年龄、性别、炎症和不健康的生活 方式,心血管钙化是一种广泛存在的疾病,影响着大多数60岁以上的人。
由多层螺旋CT确定的CAC评分增加和亚临床AS斑块负担与 所有女性的低BMD相关,与心血管危险因素和年龄无关。
在调整了年龄和代 谢参数后,女性的股骨和腰椎的BMD与CAC评分呈负相关,但在男性中没有 关系。
水果和蔬菜含有高浓度的营养物质,如镁、维生素C、钾和类 胡萝卜素,而这些营养物质对健康的骨骼形成至关重要。
它们含有抗氧化剂, 作为成骨细胞酶的辅助因子和破骨细胞活性的抑制剂,多不饱和脂肪酸存在于 油性鱼类中,具有抗炎特性,从而可以抵消OP和AS的低剂量慢性炎症途径。
吸烟还直接影响核kappa-B受体激活物(RANKL)、骨保护素和成骨细胞的生理 活性,有趣的是,有报道称,戒烟可以导致其对BMD影响的逆转。
与非增强CT相比,冠状动脉CT血管造影不仅能够检测冠状动脉斑块,而 且能够识别管腔的狭窄,具有极好的阴性预测价值,这可能是排除CAD存在的 最佳方法。
冠状动脉阻塞性AS可导致稳定斑块形成,引起心肌缺血和心绞痛, 另一方面,不稳定的斑块往往会突然破裂,导致严重的阻塞,从而导致心肌梗 死。
高风险或易损斑块的特征是存在以下4个特征中的2个:脂质丰富(低衰 减)、阳性重塑、斑点状钙化和餐巾环征。
许多影像学方法提出斑点钙化是 不稳定斑块的预测因子,并认为更大的钙化与稳定斑块相关。
最近一项关于绝经后妇 女CACS和OP相关性的研究显示,CTA测量的存在CAC的患者比无CAC患 者的BMD更低,CACS每增加10个单位,OP的风险就会增加2%。
骨-血管轴的概念最近越来越受到关注,因为骨和血管可能具有共同的病生 理途径,并相互作用,最终会导致相关疾病,如骨质疏松症和血管钙化。
多项 研究证实,这两种疾病存在共同的危险因素,包括年龄、更年期、炎症、吸烟 和不健康的生活方式,且在年龄、性别和解剖部位上存在复杂的关系。
许多方法可以用来在体内定量评估骨矿物质,从而可以检测到钙化(或矿化),并可以仔细监测其进展。
基于临床其他扫描目的的常规CT扫描可用于筛 查额外的身体成分信息,如骨骼的衰减,无论其主要扫描目的是为何,胸部、 腹部、骨盆和脊柱的CT扫描都可以用于筛查OP患者。
因此,非对比增强CT 扫描可以同时实现BMD和CAC的定量评估,重要的是,在辐射暴露、检查时 间或图像采集成本方面,患者没有额外的负担。
常规CT包括冠状动脉、心脏 或胸部的图像,可在检测CAC的同时,将原始图像数据传送到QCT后处理软 件中测量BMD,从而实现OP和CAC的“一站式”检查。
这样,可以大大提高 OP的检出率,从而在CAD患者的初级护理中采取积极的预防措施。
来源:Mr刘聊健康