跌倒与双足静力性平衡及羧化不全骨钙素水平的相关性分析

王文杰 张秀纹 刘入华 杨乃龙*

1．青岛大学附属医院黄岛院区内分泌科，山东青岛266003

2．山东省高密市中医院内分泌科，山东 潍坊261500

3．青岛大学附属医院黄岛院区检验科，山东 青岛266003

随着社会的发展进步、医疗水平的提高，人口老龄化加重，老年相关疾病随之增加，其中，跌倒问题越来越引起人们的重视，伴有实质性的医疗和经济后果，可以造成身体不同程度的损伤，极大程度上影响了老年人的生存质量，严重者导致骨折、瘫痪、甚至死亡［1-3］。临床上和科研上对跌倒有不同的定义:临床上，把老年人跌倒在地上或者被发现躺在地上定义为一次跌倒，另外，它常常被定义为任何无意识地与支持面的接触，例如椅子、柜台或者墙;科研上，常常通过移动老年人脚下的支持面而改变平衡来模仿平衡失控，受试者在一个小平面上摇晃，当重心超过支持面限制的那一瞬间就可被定义为一次跌倒，或失去平衡(因为如果在保护措施没有使用的情况下这就可以导致一次跌倒)［4，5］。跌倒的发生是多种因素相互作用的结果:老年人生理上的变化，使应变力下降，容易跌倒;中枢神经和周围神经控制能力引起的平衡功能下降，容易跌倒;肌肉力量下降及步态不稳等［6］。因此，探究跌倒与双足静力性平衡的关系具有重要的意义。骨钙素是一种成骨细胞分泌的非胶原蛋白质，根据其3个谷氨酸残基是否被完全羧化，分为羧化不全骨钙素(ucOC)和完全羧化骨钙素(carboxylatedosteocalcin，cOC)［7］，目前研究发现骨钙素参与了糖脂代谢，其主要活性形式为cOC，目前测定cOC相对困难，通常以测定ucOC来间接反映cOC的水平，ucOC越高说明cOC越低，且血清骨钙素水平与老年跌倒呈负相关［8，9］，然而羧化不全骨钙素与平衡能力的关系尚未研究，因此，探究老年人跌倒与羧化不全骨钙素的关系也非常必要。

1 材料和方法

1.1 研究对象

选取我院2016年10月至2017年1月查体中心健康查体的125例健康老年人(其中包括1年内无跌倒史的31例、1次跌倒史的31例、2次跌倒史的30例、3次及更多跌倒史的33例)。所有入组对象均排除以下情况:①既往或者目前正在服用性激素、糖皮质激素、噻唑烷二酮类、双膦酸盐、钙剂、维生素K、华法林及维生素D;②合并影响平衡能力的疾病:如脑血管疾病、严重骨关节炎、美尼尔氏综合征等;③急性或慢性感染性疾病;④甲状腺及甲状旁腺疾病或者其他与内分泌相关的疾病;⑤癌症、肝病、肾病、视网膜病、冠状动脉粥样硬化性心脏病(冠心病)、脑卒中、神经精神异常及其他中枢神经系统疾病。

1.2 研究方法

1.2.1 一般资料收集:记录并统计入组者的年龄、体重指数(body mass index，BMI)、血压、跌倒史。收集入组者血样并测定糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobinA1c，Hb A1c)、总胆固醇 (total cholesterol，TC)、甘油三脂(triglyceride，TG)水平。

1.2.2 分组:将所有研究对象根据跌倒次数分为跌倒0次(A组)、跌倒1次(B组)、跌倒2次(C组)、跌倒3次及3次以上(D组)，比较各组之间的一般资料，并比较不同组之间的双足静力性平衡能力。

1.2.3 血清ucOC检测:患者于晨起6～7时抽取空腹静脉血5 mL，室温放置30 min后3 000 r/min离心15 min，收集上清液放入－80℃冰箱中待用。采用酶联免疫吸附法(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)检测血清 ucOC水平。试剂盒批内和批间变异系数分别小于9%和11%。

1.2.4 双足静力性平衡测定:Footscan Balance7.7平板式足底压力测试系统是目前最先进的步态应力分析系统，由一块50 cm×40 cm压力分布测试平板及平衡分析软件构成，在cm2的测试板上分布了约4个压力传感器、整个测试平板共有压力传感器4 096个，可以对任何接触面之间的压力分布进行静态及动态测量，从生物力学角度以直观、形象的二维及三维彩色图像显示压力分布的轮廓及数值，获取静止或行走过程中的步态特征和平衡特征。双足站立姿势为:安静、明亮的环境，受试者赤足站立于测试平板，双足尖分开，形成约30°夹角，双手自然下垂，双眼平视前方，测试30 s。应用Footscan Balance 7.7平板式足底压力测试系统(Rscan公司，比利时)测试受试者双足静止站立时的压力中心在X方向及Y方向移动距离(Cop X，Cop Y)、压力中心移动轨迹总长度(Cop total traveled way，TTW)、包绕95%压力中心移动轨迹在内的椭圆面积(95%confidence ellipse area，EA)。

1.3 统计学处理

应用SPSS21.0软件进行分析，符合正态分布的连续变量以±s表示，依据各组间临床资料分布特点，符合正态分布、方差齐的计量资料组间比较采用ANOVA分析，组内比较采用LSD法。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

根据患者跌倒次数将其分为4个组，分别为:跌倒0次(A组)、跌倒1次(B组)、跌倒2次(C组)、跌倒3次及3次以上(D组)。各组受试者在年龄、性别、体重指数、腰臀比等方面均无统计学差异(P＞0.05)(见表1)，具有可比性。

表1 各组临床资料的比较(±s)Table 1Comparison of clinical characteristics between the groups(±s)

表1 各组临床资料的比较(±s)Table 1Comparison of clinical characteristics between the groups(±s)

组别 例数(男/女)年龄(岁)体重指数(kg/m2) 腰臀比 HbA1c(%)血压(收缩压)mm Hg血压(舒张压)mm Hg总胆固醇(mmol/L)甘油三脂(mmol/L)A组 31(15/16) 56.00±6.73 24.21±2.12 0.89±0.02 7.98±0.83 119.04±17.00 72.42±9.63 4.39±0.97 1.63±1.21 B组 31(15/16) 58.87±6.59 24.02±2.15 0.88±0.03 8.10±0.75 118.05±15.33 70.42±6.43 4.38±1.01 1.60±1.01 C组 30(15/15) 60.19±5.74 23.81±1.87 0.87±0.02 8.02±1.11 117.92±14.55 73.23±5.43 4.20±0.87 1.58±0.92 D组33(17/16) 57.73±7.28 24.01±1.71 0.88±0.03 8.26±0.77 118.77±16.46 74.22±6.44 4.18±0.82 1.46±0.77 F值 0.275 0.186 1.362 0.067 1.487 1.067 0.065 0.253 P值 0.843 0.906 0.258 0.977 0.982 0.865 0.723 0.623

2.2 不同跌倒次数分组之间静力性平衡比较

各组间受试者压力中心在X方向的移动距离CopX及Y方向的移动距离CopY，差异均无统计学意义;压力中心移动轨迹总长度(TTW)，D组及C组均明显高于B组及A组，差异存在统计学意义(P＜0.05)，但D组与C组比较、B组与A组比较无统计学差异;包绕95%压力中心移动轨迹在内的椭圆面积(EA)D组与A组、C组与A组之间差异均存在统计学意义(P＜0.05)，TTW、EA越高代表静力性平衡越差，即跌倒与双足静力性平衡呈负相关。见表2。

表2 各组间Cop X、Cop Y、TTW及EA的比较(±s)Table 2Comparison of Cop X，Cop Y，TTW and EA between the groups(±s)

表2 各组间Cop X、Cop Y、TTW及EA的比较(±s)Table 2Comparison of Cop X，Cop Y，TTW and EA between the groups(±s)

注:与A组相比，*P＜0.05

组别 Cop X(mm) Cop Y(mm) TTW(mm) EA(mm2)A组0.352 0.173 0.035 0.007 6.30±1.79 8.41±2.42 81.23±11.38 5.23±2.31 B组 5.97±1.83 7.69±1.97 90.35±18.67 7.57±3.82 C组 5.71±1.50 9.23±5.81 120.03±22.81* 10.23±2.99*D组 5.09±2.57 9.48±4.47 127.48±27.51* 11.23±2.83*F值 0.963 2.142 10.077 5.037 P值

2.3 不同跌倒次数分组之间羧化不全骨钙素的比较

各组受试者羧化不全骨钙素的水平，见表3。B组、C组、D组较A组均增高，P＜0.05差异具有统计学意义，D组、C组受试者明显高于A组、B组，表明跌倒次数越多，羧化不全骨钙素水平越高，跌倒次数与羧化不全骨钙素呈正相关。

表3 各组间羧化不全骨钙素水平的比较(±s)Table 3 Comparison of levels of undercarboxylated osteocalcin between the groups(±s)

表3 各组间羧化不全骨钙素水平的比较(±s)Table 3 Comparison of levels of undercarboxylated osteocalcin between the groups(±s)

组别 羧化不全骨钙素(ng/mL)A组1.783±0.032 B组 2.352±0.021 C组 2.875±0.012 D组 3.382±0.031 F值 0.856 P值0.04

3 讨论

跌倒是一种突然意外的倒地现象，多发生于老年人与婴幼儿，但对老年人造成的危害更大［10，11］。跌倒是对老年人造成伤害的头号杀手，不但会对躯体造成损伤［12］，例如关节积血、扭伤、骨折等严重外伤，还会造成“跌倒恐惧症”给老年人带来极大的心理损伤［12］。跌倒与年龄、糖尿病、高血压、跌倒史以及所服用的药物等密切相关［13，14］。

老年人平衡能力失调易导致机体跌倒，平衡能力越差，跌倒的风险也逐渐增加，Footscan balance 7.7平板式足底压力测试系统多用于测试足底各处的压力峰值，可获得量化的平衡指标，常用于运动医学中评价运动员的平衡能力。该系统通过客观测量值评价受试者的平衡能力，具有检测速度快、可用于大样本量的检测，且所得数据准确可靠［15］。因此我们采用该系统测试老年人的静态平衡相关指标来预测跌倒的风险。压力中心移动轨迹总长度(TTW)代表压力中心移动轨迹的总长度，TTW越大、提示压力中心的移动轨迹越大、即受试者的压力中心移动距离越大，也就是说受试者的摆动幅度越大，因此提示受试者的静力性平衡能力差，从而跌倒的风险增加。包绕95%压力中心移动轨迹在内的椭圆面积(EA)代表受测试者包绕95%活动压力中心移动轨迹在内的椭圆面积，EA越大，亦说明受试者稳定性差，跌倒风险大。

骨钙素(osteocalcin，OC)又称骨γ-羧基谷氨酸蛋白，是一种维生素K和维生素D依赖性钙结合蛋白［16］。由BGLAP基因组成，该基因位于染色体1编码位上(1q22)。骨钙素分子含有49个氨基酸，分子量约5.8kD。循环中总骨钙素(t OC)主要包括两种形式，羧化不全骨钙素(ucOC)和羧化骨钙素(cOC)。在维生素 K和二氧化碳依赖性羧化酶的作用下，循环中总骨钙素的17、21、24的谷氨酸残基羧化，成为cOC。在酸性环境中可以脱羧为 ucOC，而含有未羧化谷氨酸残基的骨钙素称为羧化不全骨钙素(ucOC)。我们研究发现，老年人跌倒与双足静力性平衡及羧化不全骨钙素水平均有密切的联系，老年人跌倒与Footscan Balance7.7平板式足底压力测试系统中测得的压力中心移动轨迹总长度(TTW)、包绕95%压力中心移动轨迹在内的椭圆面积(EA)呈正相关;跌倒组较对照组羧化不全骨钙素水平升高，且跌倒次数越多，羧化不全骨钙素升高越明显，跌倒次数与羧化不全骨钙素呈正相关。

综上所述，我们可以应用Footscan Balance7.7平板式足底压力测试系统评估老年人双足静力性平衡能力、同时测定羧化不全骨钙素水平，可以预判老年人的跌倒风险，减少跌倒的发生率，从而提高老年人的生活质量。