危重病期間和之后的骨代謝和骨折風險

翻譯:呂敏 編輯:李沂瑋
【綜述目的】
越來越多的證據(jù)表明,危重疾病期間和之后,骨骼會受到多種方式的影響。在這篇綜述中,我們提供了一個關(guān)于骨量丟失的最新見解,并對風險人群的識別、預防和治療策略進行了深入的探討。
【最新發(fā)現(xiàn)】
危重疾病與骨轉(zhuǎn)換增加以及骨吸收和骨形成相關(guān)。這會導致骨量的丟失,如骨標記物血清水平和骨密度的變化。數(shù)據(jù)表明,ICU幸存者骨折的風險增加,但這并不是完全可以量化。除了炎癥、營養(yǎng)不良和維生素D缺乏外,與ICU相關(guān)的骨質(zhì)流失的一個關(guān)鍵驅(qū)動因素是制動。骨骼健康和肌肉健康與肌細胞因子和骨細胞因子密切相關(guān)。保持肌肉質(zhì)量和力量可能有助于減少骨丟失,即使這一結(jié)論尚未在重癥人群中得到證實。
【總結(jié)】
危重病史應被認為是骨量減少和骨質(zhì)疏松的重要危險因素。ICU相關(guān)骨丟失應屬于重癥監(jiān)護后綜合征的一部分,應采取針對性的預防和治療策略。ICU入院后應盡早實施優(yōu)化和個體化的蛋白質(zhì)和微量元素供給(特別注意鈣、維生素D和硒),并配合物理治療和肌肉訓練,并持續(xù)至ICU出院后。應根據(jù)個體情況考慮使用雙膦酸鹽等抗吸收劑。
【關(guān)鍵詞】骨丟失,危重癥,骨折,肌肉,骨質(zhì)疏松癥
引言
危重患者可能會出現(xiàn)不同嚴重程度、持續(xù)時間長短不一的生理、心理和/或認知癥狀。生理領(lǐng)域主要是指肌無力和日常生活活動能力喪失。然而,越來越多的證據(jù)表明,骨骼健康也會受到嚴重影響,這可能與進入ICU的原因無關(guān)。
在一般重癥監(jiān)護領(lǐng)域,對危重癥期間和之后的骨質(zhì)改變及其特點、預防和治療的臨床研究還很少。幸運的是,這一課題在嚴重燒傷患者中得到了更廣泛的研究,與其他危重病人相比,他們的全身反應更明顯、持續(xù)時間更長。我們在此概述了有關(guān)骨丟失的預防和治療策略的最新見解。
ICU前后的骨量減少和骨質(zhì)疏松癥
有證據(jù)表明,危重病癥與骨質(zhì)流失加速有關(guān),從而導致繼發(fā)性骨量減少和骨質(zhì)疏松癥。ICU相關(guān)骨質(zhì)流失的主要驅(qū)動因素是炎癥、神經(jīng)內(nèi)分泌應激反應、制動、維生素D缺乏(尤其是長期住院者)、營養(yǎng)不良、腸道微生物群失調(diào)(抗生素引起)以及激素、兒茶酚胺或利尿劑等藥物。這些因素加劇了已診斷或未發(fā)現(xiàn)的骨質(zhì)疏松癥。骨質(zhì)疏松癥的主要前期危險因素是骨質(zhì)流失,如高齡、女性、低BMI、行動不便、吸煙習慣、慢性病或家族史。
骨質(zhì)吸收的高峰期主要發(fā)生在嚴重創(chuàng)傷后早期,尤其是2—3周內(nèi)。最重要的是,ICU住院的患者,其骨質(zhì)流失會持續(xù)2年之久。對于嚴重燒傷的患兒中,與肌肉恢復相比,骨骼恢復至少延遲3-6個月。ICU或燒傷幸存者的骨量可能在急性疾病后的數(shù)年內(nèi)仍不能完全恢復。以上強調(diào)了這一代謝后果的嚴重性。
骨代謝標志物可用以評估危重病期間和之后骨代謝的變化。典型的骨標記物有兩類:骨形成標記物,包括成骨細胞的活性[骨堿性磷酸酶(BSAP)、骨鈣素、N-末端前肽(PINP)和C-末端前肽(PICP)]、骨吸收標記物,以及由骨膠原降解產(chǎn)生的破骨細胞生成標志物[分子間交聯(lián)吡啶啉(PYD)和脫氧吡啶啉(DPD)]、C端末端肽(CTX)、N端末端肽(NTX)和基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)生成的I型膠原片段,破骨細胞分泌的酶,即抗酒石酸酸性磷酸酶5b亞型(TRAP-5b)和核因子NF-kB受體激活劑配體(RANKL)。
通過雙能X射線吸收儀(DXA)對骨礦物密度(BMD)測量也可用以評估骨質(zhì)流失。ICU幸存者一年內(nèi)的BMD流失較年齡和性別相匹配的人群明顯。骨密度下降的時間因性別而不同:男性ICU幸存者在急性發(fā)病的第二年BMD下降更明顯,女性幸存者在ICU住院后的第一年BMD下降最多。顯然,在ICU住院期間進行DXA檢測是可行,也是非必須的,但應在隨訪期內(nèi)堅持監(jiān)測。
在嚴重燒傷動物模型的基礎(chǔ)上,人們懷疑骨質(zhì)的流失伴隨著骨膠質(zhì)網(wǎng)絡的變化,從而改變了骨的力學性質(zhì)。
目前,還沒有對ICU相關(guān)的骨質(zhì)流失患病率進行正式量化。此外,也沒有發(fā)表過不同類型危重病后此類發(fā)病率的比較。疾病嚴重程度在骨質(zhì)流失中的作用尚未明確。令人驚訝的是,非嚴重燒傷與骨質(zhì)破壞有關(guān),尤其是與皮質(zhì)骨相比,與骨小梁的關(guān)系更為緊密。然而,最近一項小鼠建模的研究表明,即使是輕微的燒傷也能誘發(fā)高代謝反應。輕度燒傷與炎癥細胞因子水平顯著增加、體重顯著減輕有關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)應值得警惕,也可以作為評估輕度燒傷患者骨折風險的參考。
ICU幸存者的后遺癥
危重病后骨代謝改變對健康的長期影響雖然尚不明確,但肯定是被低估了。目前的骨相關(guān)文獻并沒有將ICU住院作為骨質(zhì)疏松癥的重要危險因素。
骨質(zhì)流失的主要后果是增加了脆性骨折的風險。只有少數(shù)研究對這一長期結(jié)果進行了研究。尤其是老年婦女脆性骨折的風險增加。與燒傷兒童一樣,成人燒傷后骨折的風險至少是健康人的兩倍。脆性骨折以及骨轉(zhuǎn)換標志物的升高與各種醫(yī)療條件下的死亡率增加有關(guān)。遺憾的是,無論是基于骨轉(zhuǎn)換標志物還是DXA,都無法充分預測ICU幸存者的骨折風險。但對ICU幸存者使用FRAX(骨折風險評估工具)可幫助臨床醫(yī)生對骨折風險較高的患者進行篩查。
骨折的風險與跌倒密切相關(guān),而跌倒在ICU幸存者中很常見,無論是住院期間還是出院后。在燒傷患者中,跌倒和骨折導致出院后肌肉骨骼疾病的住院率升高。
不幸的是,少數(shù)ICU患者不得不持續(xù)臥床,并進行極端的固定。在這種情況下,會出現(xiàn)自發(fā)性骨折和護理活動中的骨折,導致骨骼發(fā)病率高。
骨骼和肌肉之間的關(guān)系/相互作用
骨骼肌和骨在局部和功能上緊密相連。成骨細胞和成肌細胞有相同的起源,即間充質(zhì)干細胞?!凹∪夤趋老到y(tǒng)”受到遺傳、年齡、荷爾蒙、內(nèi)分泌疾病和機械需求等因素的影響。
肌肉活動不足會增加骨細胞硬化素的產(chǎn)生,從而導致骨量的減少。然而,制動不是ICU患者肌無力的唯一驅(qū)動因素。在多器官衰竭的受試者中,在入院后前3天內(nèi)觀察到肌肉萎縮,這是由于蛋白質(zhì)合成和降解失衡引起的。此外,ICU獲得性肌肉萎縮和無力的特點是肌纖維收縮功能受損,這是由于線粒體含量和功能降低、肌肉結(jié)構(gòu)改變、鈣穩(wěn)態(tài)和鈣通道異常以及脂質(zhì)毒性引起的。周圍神經(jīng)系統(tǒng)的損傷是蛋白質(zhì)水解的另一個刺激因素。由于機械相互作用,肌肉萎縮先于骨量下降,導致骨質(zhì)下降。
肌肉的廢用性會導致骨質(zhì)凈流失和骨微結(jié)構(gòu)的改變。肌肉和骨骼都是內(nèi)分泌器官,相互溝通。肌肉組織釋放的幾種肌肉因子,細胞因子和蛋白質(zhì)(如肌肉生長抑制素, irisin, ?-氨基丁酸, 中性粒細胞減少因子, 白介素)會影響骨轉(zhuǎn)換。反過來,成骨細胞和成骨細胞分泌的骨因子(sclerostin, 降鈣素, 胰島素生長因子1, 成骨蛋白, 成纖維細胞生長因子, 核因子-k B因子, dickkopf 1, 前列腺素 E2)對肌肉代謝有影響。但其臨床意義仍有待證實。保持肌肉質(zhì)量有助于保持骨骼質(zhì)量是顯而易見的,反之亦然。
骨骼健康的系統(tǒng)性影響
成纖維細胞生長因子23(FGF23)是一種由破骨細胞、成骨細胞或骨祖細胞表達的激素,已發(fā)現(xiàn)在危重疾病期間升高,可能與促炎癥刺激和鐵狀態(tài)有關(guān)。這與預后不良甚至死亡率增加相關(guān)。其是否可預示嚴重程度或是啟動因子尚不明確。FGF23可通過低磷血癥、抑制腎外維生素D活化或單核細胞抑制抗菌分子LL37來影響發(fā)病率和感染風險。
骨質(zhì)流失也會促發(fā)葡萄糖不耐受或全身性炎癥,進而加重肌肉或骨質(zhì)流失。
預防/治療
危重病后骨質(zhì)流失的后果、產(chǎn)生的相關(guān)費用和生活質(zhì)量的影響以及骨與肌肉之間的相互作用都強調(diào)了跨學科管理和多模式預防策略的必要性,并且建議盡早進行干預。
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營養(yǎng)
營養(yǎng)支持是將營養(yǎng)不良以及隨后的肌萎縮和骨量減少惡化的風險降至最低的主要干預措施。ICU相關(guān)營養(yǎng)支持是一個不斷更新的話題。目前,連續(xù)腸內(nèi)營養(yǎng)是不能自主進食的危重病人的首選方法,但間斷性腸內(nèi)營養(yǎng)被認為有助于在合成代謝抵抗的情況下恢復氨基酸供應的合成代謝作用。然而,這需要通過臨床研究來證實。此外,危重病人的需求并不相同,其需求在重癥監(jiān)護期間和出科后的過程中并不相同。因此,腸內(nèi)營養(yǎng)顯然應該是個性化的。最新的歐洲腸外和腸內(nèi)營養(yǎng)協(xié)會(ESPEN)指南有助于避免營養(yǎng)不良和營養(yǎng)過剩。在ICU住院期間和出院后優(yōu)化營養(yǎng),特別是確保提供足夠的氨基酸,可能會與運動和藥物治療(見下文)產(chǎn)生協(xié)同作用,以增加肌肉中蛋白質(zhì)的合成率。還應特別注意鈣或硒等礦物質(zhì)的攝入量。一些研究表明,硒水平或攝入量與肌肉質(zhì)量和功能呈正相關(guān)。
目前還沒有關(guān)于調(diào)整蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)的營養(yǎng)策略對ICU患者骨流失和骨恢復的影響的臨床數(shù)據(jù)。
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維生素D
維生素D對肌肉骨骼系統(tǒng)的有益作用是毋庸置疑的。維持正常的維生素D水平需要定期補充維生素D,通常每日劑量為600-2000 IU。由于相關(guān)的跌倒和骨折風險較高,因此不再推薦給予超高和罕見劑量。目前正在研究大劑量維生素D對ICU死亡率/發(fā)病率的潛在影響。
重度燒傷患者在疾病急性期間和出院后都有較高的維生素D缺乏風險。一個重要的特點是至少在疾病后的8-20個月內(nèi),都無法將7-脫氫膽固醇轉(zhuǎn)化為前維生素D3。此外,通常建議這些患者穿壓力服并避免陽光直射。初步報告顯示,補充維生素D3有利于降低燒傷兒童患者出院后的骨折風險,或增加成人股四頭肌力量。
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腸道微生物群調(diào)控
微生物群被認為會影響骨質(zhì)和骨量。實驗數(shù)據(jù)表明,利用益生菌調(diào)節(jié)腸道微生物群可增加骨量。食用益生菌也與鈣的吸收增強和腸道微生物群組成的有利變化有關(guān),從而改善骨質(zhì)調(diào)節(jié)。今后,微生物群調(diào)控可能成為預防甚至治療ICU相關(guān)性骨量減少或骨質(zhì)疏松癥的一種新的輔助策略。
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康復
事實證明,在大多數(shù)ICU患者中,早期活動已被證明是可行的。多項Mate分析顯示,早起康復的患者身體機能可得到短期改善。神經(jīng)肌肉電刺激(NMES)在保持肌肉質(zhì)量和/或力量方面可能是一種有用的附加手段。全身振動已被證明是增加絕經(jīng)后婦女和燒傷兒童骨密度的有效選擇。這種輔助療法還可以改善肌肉質(zhì)量和力量。通過IGF1血液水平的增加,可促進全身性的合成代謝作用。
到目前為止,還沒有進行對ICU住院期間的物理康復對骨量和骨折的風險研究,但是物理康復是ICU臨床實踐指南的一部分。此外,ICU轉(zhuǎn)出后(普通病房)和出院后的康復是絕對必要的。
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高代謝的藥理調(diào)節(jié)
重組人生長激素(rhGH)可誘導多器官衰竭患者的肌肉蛋白質(zhì)合成。這種治療不能改善肌肉功能,甚至還增加了死亡率。由于其具有危害性,不推薦將其作為ICU患者的治療首選。但在重度燒傷患兒中,出院后給予rhGH可改善瘦體重、骨量和身高,且未發(fā)生任何不良后果。
合成睪丸酮類似物奧沙酮似乎是一種更有希望的治療方案。最近的一項Mate分析表明,它不會影響嚴重燒傷患者的死亡率,同時增加體重和BMD。在創(chuàng)傷患者中,接受奧沙酮的體重下降幅度更小。
抑制腎上腺素能活動可能使高代謝危重病患者的蛋白質(zhì)代謝恢復正常。有研究證實普萘洛爾可以逆轉(zhuǎn)重度燒傷患兒的肌肉分解代謝,防止骨質(zhì)流失。
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骨質(zhì)疏松癥藥物治療
因為存在嚴重低鈣血癥的風險,所有旨在降低骨折風險的骨質(zhì)疏松癥藥物最好在確保維生素D水平充足的情況下開始使用。
一些研究表明:在急性脊髓損傷或急性Charcot神經(jīng)病變患者中,輸注雙膦酸鹽可以減少骨吸收。
在危重患者中,單劑量伊班膦酸鈉可短暫性降低危重患者血清C-端肽水平。在燒傷患兒中,急性期服用兩劑帕米膦酸鈉可避免傷后至少2年的吸收性骨丟失。此外,帕米膦酸鹽也被證明可減少肌肉中的蛋白質(zhì)分解。其可能與防止骨吸收和隨之而來的骨源性肌肉分解代謝因子的釋放有關(guān)。
有趣的是,與不使用雙膦酸鹽的患者相比,接受雙膦酸鹽治療的ICU患者的BMD下降幅度明顯更低。雙膦酸鹽和維生素D聯(lián)合使用的效果更好,且死亡率降低。同樣,在接受抗骨折藥物治療的ICU幸存者中,與未接受治療的患者相比,BMD丟失減少。
RANKL(受體激活因子核因子κB配體)抑制劑denosumab已被證明可以改善近期脊髓損傷患者的骨代謝。不幸的是,denosumab還沒有在ICU患者中進行研究,預計會有積極的效果。有學者懷疑,與雙膦酸鹽相反,在停止denosumab治療后會出現(xiàn)反彈現(xiàn)象,并增加脊椎骨折的風險。然而,在接受2年或更短時間治療的患者中,骨折風險似乎低于長期治療的患者。因此,在ICU入院期間一次性給藥應不會引起反彈現(xiàn)象。
Teriparatide是一種重組人甲狀旁腺激素,是治療嚴重骨質(zhì)疏松癥的一種非常有效的合成代謝療法。目前還沒有關(guān)于ICU患者應用PTH治療的數(shù)據(jù),但從生物學角度看,抗骨質(zhì)疏松療法似乎更適合降低急性病患者的骨折風險。
硬化素抑制劑romosozumab已在歐洲被批準用于治療骨折風險較高的絕經(jīng)后婦女的嚴重骨質(zhì)疏松癥。到目前為止,還沒有關(guān)于制動患者或ICU患者療效的數(shù)據(jù)。
激素替代療法和選擇性雌激素受體抑制劑(SERMs,雷洛昔芬)可用于骨質(zhì)疏松癥,但對于ICU患者并不是有吸引力的選擇。
總結(jié)
危重疾病是未來骨折的主要風險因素。即使是輕微的燒傷似乎也會對骨代謝產(chǎn)生深遠的影響。隨著得以幸存的危重患者逐漸增多,ICU人群的老齡化,我們建議遵循基于表1中總結(jié)的先前文獻的建議,并進行更多的研究,以更好地了解和治療危重疾病對骨骼的不良影響。

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