מחקר חתך זה מדווח על קשרים המותנים במשתנים משבשים (covariate-conditional) בין היחס שבין מסת השריר השלדי של הגפיים לבין שטח השומן הוויסרלי לבין צפיפות המינרלים בעצם בקרב מבוגרים עם סוכרת מסוג 2.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר מחקר
מחקר חתך זה מדווח על קשרים המותנים במשתנים משבשים (covariate-conditional) בין היחס שבין מסת השריר השלדי של הגפיים לבין שטח השומן הוויסרלי לבין צפיפות המינרלים בעצם בקרב מבוגרים עם סוכרת מסוג 2.
שבירות של העצם נפוצה בסוכרת מסוג 2 (T2DM), אך מדד מסת הגוף (BMI) לבדו אינו משקף את האיזון בין מסת השרירים הגפיים לבין השומן הוויסרלי. מחקר חתך רטרוספקטיבי זה בחן את הקשר בין היחס שבין מסת השריר השלדי הגפי לבין שטח השומן הוויסרלי (SVR) לבין צפיפות המינרלים בעצם (BMD) במבוגרים מאושפזים עם T2DM. סך של 2,820 רשומות נכללו בניתוחים תיאוריים, ו-2,798 רשומות עם נקודות קצה מלאות של BMD ומשתנים נלווים של Model 5 נכללו בניתוחי רגרסיה. מסת השריר השלדי הגפי ושטח השומן הוויסרלי הושגו באמצעות אנליזת עכבה ביואלקטרית רב-תדרית, בעוד ש-BMD של עמוד השדרה המותני, צוואר הפמור והירך הכוללת נמדדו באמצעות ספירומטריה של קרני רנטגן באנרגיה כפולה (DXA). במודלים ליניאריים מותאמים באופן מלא, כל עלייה של 1-SD ב-SVR הייתה קשורה ל-BMD גבוה יותר בעמוד השדרה המותני (0.017 g/cm2; 95% CI, 0.007–0.027; P = 0.001), BMD של צוואר הפמור (0.027 g/cm2; 95% CI, 0.019–0.035; P < 0.001), ו-BMD של הירך הכוללת (0.028 g/cm2; 95% CI, 0.020–0.036; P < 0.001). תרשימי טרצילים ספציפיים למגדר לא שחזרו את הדפוס המונוטוני שנראה בטרצילים הגלובליים, שהיו עם חוסר איזון מגדרי חריף. מודלים של ספלין קובי טבעי זיהו אי-ליניאריות בכל שלושת האתרים (כל P לאי-ליניאריות < 0.001), עם עלייה ב-BMD החזוי שהפכה לשטוחה בערכי SVR גבוהים יותר. רווחי סמך HC3-robust היו דומים לאומדנים הראשוניים. ממצאים אלו מתארים קשרים מותנים בחתך רוחבי ואינם מבססים סיבתיות, חוזק של העצם, חיזוי שברים או סף קליני של SVR.
אוסטאופורוזיס מאופיינת במסת עצם נמוכה, בהידרדרות של המיקרו-ארכיטקטורה של העצם, ובפגיעות מוגברת לשברים הנובעים משבירות1,2. הסיכון לשברים מושפע מגיל, מין, נטייה תורשתית, הרכב הגוף ומחלות מטבוליות3. בסוכרת מסוג 2 (T2DM), צפיפות המינרלים בעצם (BMD) השטחית עשויה להישמר או להיות מוגברת למרות סיכון מוגבר לשברים; לכן, יש לפרש את ה-BMD באוכלוסייה זו כפנוטיפ של השלד ולא כמדד ישיר לחוזק העצם או להסתברות לשבר4.
שרירים, רקמת שומן ועצם מהווים מערכת שלד-שריר ומטבולית תלויה. אובדן של שרירי השלד עשוי להפחית את העומס המכני ולשנות את איתות המיוקינים, בעוד ששומן קרביים עשוי לתרום למסלולים דלקתיים ומסלולי אדיפוקינים הרלוונטיים לשחזור העצם5,6. מכיוון שמדד מסת הגוף (BMI) ומדידות מות אינם מכמתים בנפרד את השרירים הגפיים ואת השומן החישני, יחס הרכב גוף מורכב עשוי לספק מידע משלים, בעודו נותר חשיפה סטטיסטית ולא מנגנון ביולוגי נפרד7,8.
דיאלוג בין השרירים לעצם מספק הקשר ביולוגי נוסף להערכת מדדי הרכב גוף מורכבים ביחס ל-BMD9. מחקרים קודמים בחנו ישירות את ה-SVR ביחס ל-BMD. Liu et al. העריכו את הקשר בין היחס של מסת השריר השלדי של הגפיים לשטח השומן הוויסרלי (SVR) לבין BMD ואוסטאופורוזיס באוכלוסייה מבוגרת כללית, בעוד ש-Guo et al. חקרו 422 מטופלים סינים עם T2DM ודיווחו על קשרים התלויים בגיל ובמין עם BMD והסתברות מוערכת לשבר בטווח של 10 שנים10,11.
החידוש במחקר זה טמון בהערכה מקיפה של ה-SVR בקוהורט גדול של מבוגרים עם T2DM. באמצעות בחינת צפיפות המינרלים בעצם בשלושה אתרים שלדיים רלוונטיים מבחינה קלינית, ושילוב של התאמה רצפית של משתנים תלוים (covariate adjustment), ניתוחים סטנדרטיים ומסווגים לפי מין, הערכה סימולטנית של מרכיבי השריר והשומן הוויסרלי, מידול spline לא-ליניארי וניתוחי רגישות חסונים, מחקר זה מספק אפיון קפדני יותר ומותאם להקשר קליני של הקשר בין מאזן הרכב הגוף לבריאות השלד ב-T2DM. המחקר הנוכחי מרחיב את הספרות הקיימת תוך שימוש במאגר נתונים גדול יותר של מטופלים במחלקה אנדוקרינולוגית במרכז יחיד (2,820 רשומות), שלושה מדדי BMD ספציפיים לאתרים, התאמה רצפית של משתנים תלוים, ניתוחים סטנדרטיים ומסווגים לפי מין, מודלים סימולטניים של מרכיבי מסת השריר השלדית האפנדקולרית (ASM)/שטח השומן הוויסרלי (VFA), ובדיקות אינטראקציה של תת-קבוצות שהוגדרו מראש. המחברים אינם מודעים לחפיפה בין הקוהורט הנוכחי למאגרי הנתונים שדווחו במחקרים אלו. השערתנו הייתה ש-SVR גבוה יותר יהיה קשור באופן חיובי ל-BMD של עמוד השדרה המותני, צוואר הפמור והירך הכוללת.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר רטרוספקטיבי זה אושר על ידי ועדת האתיקה של בית החולים הציבורי השני בצ'אנגז'ו (מספר אישור KY017-01) ונערך בהתאם להצהרת הלסינקי. הדרישה להסכמה מדעת בכתב בוטלה כיוון שהניתוח התבסס על רשומות קליניות אנונימיות. המחקר כלל רשומות מהשנים 2017 עד 2022.
מבנה המחקר ורישומים
ניתוח חתך רטרוספקטיבי זה השתמש ברשומות של מטופלים מאשפוז במחלקה לאנדוקרינולוגיה, בית החולים העממי השני של צ'אנג'ואו, בית החולים השלישי המסונף לאוניברסיטת נאנג'ינג לרפואה. קובץ הסינון הכיל 3,495 רשומות לאחר ניקוי ראשוני, ויחידת הניתוח הייתה רשומת אשפוז. T2DM הוגדר על פי האבחנה של המטופל המאושפז כפי שתועדה ברשומה הרפואית האלקטרונית.
רשומות הוצאו מהמחקר בשל גיל נמוך מ-18 שנים או גבוה מ-80 שנים; alanine aminotransferase או aspartate aminotransferase של לפחות 120 U/L; eGFR נמוך מ-30 mL/min/1.73 m2; המוגלובין נמוך מ-90 g/L; thyroid-stimulating hormone נמוך מ-0.3 µIU/L או לפחות 10 µIU/L; או תיעוד של זיהום כרוני פעיל, מחלה דלקתית, ממאירות, חוסר ניידות פיזית קיצוני, או מצב אחר הצפוי להשפיע באופן משמעותי על הערכת הרכב הגוף או ה-BMD. סך של 366 רשומות הוסרו מכיוון שמידע מעבדתי מרכזי או מידע על הרכב הגוף היו חסרים, ו-309 הוסרו על פי הקריטריונים הקליניים או קריטריוני איכות הנתונים שהוגדרו מראש, מה שהותיר 2,820 רשומות עבור הניתוחים התיאוריים. עשרים ושתיים רשומות היו חסרות את כל שלושת נקודות הקצה של BMD והוצאו מהרגרסיה, מה שהותיר 2,798 רשומות מלאות עבור כל מודל של אתר שלדי.
משתנים מובנים יוצאו מהרשומה הרפואית האלקטרונית ועברו תהליך של אוצרות (curation). הגדרות המשתנים וסיכומי איכות הנתונים נסקרו באופן עצמאי, וכל אי-התאמה נפתרה בהסכמה לפני ביצוע הניתוח הסטטיסטי.
מדידות קליניות ומעבדתיות
גיל, מין, משך מחלת הסוכרת, סטטוס עישון, צריכת אלכוהול, לחץ דם ומדידות אנתרופומטריות הופקו מרשומות רפואיות אלקטרוניות. משקל הגוף והגובה נמדדו באמצעות ציוד מכויל בעוד המשתתפים לבשו ביגוד קל ללא נעליים. BMI חושב כמשקל בקילוגרמים חלקי הגובה במטרים בריבוע. היקף המותניים נמדד בגובה הטבור, היקף הירכיים בבליטה הגלוטיאלית המקסימלית, ויחס המותניים לירכיים כהיקף המותניים חלקי היקף הירכיים. לחץ דם במנוחה נמדד לאחר 10 דקות של מנוחה בישיבה באמצעות ספיגמומנומטר אוטומטי.
כל המדידות הקליניות, המעבדתיות, של הרכב הגוף ושל ה-BMD בוצעו במהלך אותו אשפוז אינדקס. דם ורידי נדגם לאחר צום של לילה, בתוך 24 שעות מהקבלה למחלקה.
בדיקות דם
דגימות דם ורידיות נאספו לאחר צום של לילה, בתוך 24 שעות מהקבלה למסגרת הרפואית. רמות ההמוגלובין נמדדו באמצעות אנליזר המטולוגי אוטומטי. Alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, gamma-glutamyl transferase, חומצת שתן בנסיוב, creatinine, טריגליצרידים, כולסטרול כולל, כולסטרול עם ליפו-פרוטאין בצפיפות גבוהה (HDL) וכולסטרול עם ליפו-פרוטאין בצפיפות נמוכה (LDL) נמדדו באמצעות אנליזר כימי אוטומטי. המוגלובין גליקוזיל (HbA1c) נמדד בשיטת כרומטוגרפיית נוזלים בלחץ גבוה (HPLC). רמות הורמון מעורר בלוטת התריס (TSH), triiodothyronine חופשי וthyroxine חופשי נמדדו באמצעות בדיקת אימונו-סאי בכימילומניסנציה. קצב הסינון הגלומולרי המוערך (eGFR) חושב באמצעות משוואת ה-creatinine של Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration (CKD-EPI) משנת 2021.
צפיפות מינרליים של העצם והרכב הגוף
צפיפות מינרליים שטחית של העצם נמדדה בעמוד השדרה המותני, בצוואר הפמור ובכלל הירך השמאלית באמצעות מערכת לספיגות קרני רנטגן דו-אנרגטית (dual-energy X-ray absorptiometry) והובעה ב-g/cm2. נעשה שימוש בפרוטוקולי רכישה סטנדרטיים של עמוד השדרה המותני (במישור הקדמי-אחורי) והפמור הפרוקסימלי. לפני הסריקה, המשתתפים הסירו חפצים מתכתיים והוצבו בשכיבה על הגב על ידי טכנאי רדיולוגיה מיומנים. עבור רכישת נתוני עמוד השדרה המותני, הרגליים התמכו כדי להפחית את הלורדוזיס המותני, וחוליי העמוד השדרה המותני נכללו בתוך אזור הניתוח שהוגדר מראש. עבור רכישת נתוני הפמור הפרוקסימלי, הרגל השמאלית סובבה פנימה ויוצבה באמצעות התקן המיקום של היצרן כדי להשיג אזורים סטנדרטיים של צוואר הפמור ושל כלל הירך.
כל הסריקות נבחנו על ידי מפעילים מיומנים כדי לזהות תנועת מטופל, הפרעות מתכתיות, רכישה חלקית, מיקום אנטומי ומיקום של אזור העניין (region-of-interest). סריקות שבהן הופיעו תנועות משמעותיות, שגיאות מיקום או ארטיפקטים שעלולים לפגום בהערכת ה-BMD בוצעו שוב כאשר הדבר היה בר יישום מבחינה קלינית, או שהוצאו ממאגר הנתונים האנליטי. כיול פנטום יומי ובדיקות בקרת איכות שגרתיות בוצעו לפני הסריקה הקלינית בהתאם להוראות היצרן ולנהלי העבודה הסטנדרטיים של בית החולים. התמונות נותחו באמצעות תוכנת הניתוח שסופקה על ידי היצרן.
הרכב הגוף הוערך באמצעות אנליזטור עכבה ביו-חשמלית רב-תדרים. המכשיר משתמש בניתוח עכבה ביו-חשמלית רב-תדרים סגמנטלי ישיר עם מערכת של שמונה אלקטרודות מגע ומדידות עכבה ב-1, 5, 50, 250, 500 ו-1,000 kHz. המדידות בוצעו בשעות הבוקר לאחר צום לילה ואחרי התרוקנות מהשתנה, לפני ארוחת הבוקר ולפני פעילות גופנית מאומצת. המשתתפים נמדדו יחפים ולבושים בבגדים קלים. כפות הידיים וכפות הרגליים ננקו לפני המדידה כדי להבטיח מגע תקין של האלקטרודות. המשתתפים עמדו זקוף כאשר העקבים ממוקמים נכון על אלקטרודות הרגליים, החזיקו את אלקטרודות הידיים כאשר האגודלים מונחים על נקודות המגע הייעודיות, שמרו על זרועותיהם מורחקות מגוף הדופן, ונשארו ללא תנועה ובשתיקה לאורך כל המדידה.
מסת השריר השלדי של הגפיים ושטח השומן החישיי (visceral fat area) הופקו מדוח הרכב הגוף שהופק על ידי המכשיר. שטח השומן החישיי היה אומדן המבוסס על אלגוריתם קנייני, בהתבסס על מדידות עכבה ביו-אלקטרית ומאפייני המשתתפים; הוא לא כומת ישירות באמצעות טומוגרפיה ממוחשבת, דימות תהודה מגנטית או ספיגומטריה של קרני רנטגן באנרגיה כפולה (dual-energy X-ray absorptiometry). ערך ה-SVR חושב כמסת השריר השלדי של הגפיים (kg) חלקי שטח השומן החישיי (VFA) כפי שהוערך באמצעות אנליזת עכבה ביו-אלקטרית (BIA) (cm2), ביחידות של kg/cm2. בקוהורטה התיאורית שכללה 2,820 רשומות, ערך ה-SVR הגולמי היה 0.207 ± 0.090 kg/cm2 (חציון, 0.195; טווח, 0.063–0.766), ונקודות החיתוך של השלישונים הגלובליים היו 0.1518 ו-0.2361 kg/cm2. ה-VFA נע בין 18.9 ל-270.6 cm2; לא נרשמו ערכי VFA אפסיים או שליליים. לא הוחל סף שנקבע מראש ל-VFA נמוך מאוד, כלל וינזוריזציה (winsorization), או קריטריון החרגה נוסף ליחסים קיצוניים; כל הערכים הסופיות נותחו. ה-SVR פורש כיחס מורכב המשקף את מסת השריר ביחס לשומן החישיי, ולא כמכניזם ביולוגי עצמאי. SVR מנורמל לקוהורטה חושב כ-(SVR − cohort mean)/cohort SD.
ניתוח סטטיסטי
משתנים רציפים סוכמו כממוצע ± סטיית תקן (SD) או חציון (טווח בין-רבעוני), ומשתנים קטגוריאליים כ-n (%). בין שלישוני SVR, משתנים רציפים בעלי התפלגות נורמלית בקירוב הושוו באמצעות ניתוח שונות (ANOVA), משתנים עם התפלגות לא סימטרית הושוו באמצעות מבחן Kruskal-Wallis, ומשתנים קטגוריאליים הושוו באמצעות מבחן chi-square. המודל הליניארי העיקרי עבור כל תוצאת BMD היה: BMD = β0 + β1(SVR z score) + β2(גיל) + β3(מין) + β4(BMI) + β5(יחס מותן-ירכיים) + β6(משך מחלת הסוכרת) + β7(המוגלובין) + β8(eGFR) + β9(alanine aminotransferase [ALT]) + β10(aspartate aminotransferase [AST]) + ε. מודלים רצופים 1-5 שימרו את ההגדרות המדווחות ב-טבלה 2. גיל ומין טופלו כמשתנים דמוגרפיים מבלבלים (confounders). BMI ויחס מותן-ירכיים נכללו כמשתנים משותפים (covariates) של גודל הגוף והשמנה מרכזית, אך ייתכן שהם נמצאים בחלקם במסלול הקושר בין הרכב הגוף ל-BMD. משך מחלת הסוכרת, המוגלובין, eGFR, ALT ו-AST נכללו כמשתנים משותפים של מצב קליני וייתכן שהם מהווים גם קורלציות במורד המסלול. בהתאם לכך, מודל 5 מעריך קשר מותנה במשתנים משותפים ולא השפעה סיבתית כוללת.
ערך VIF נמוך מ-5 נחשב לקביל. מכיוון ששלושת המודלים העיקריים השתמשו באותם 2,798 רשומות ובאותה מטריצת עיצוב, ערכי ה-VIF היו זהים עבור נקודות הקצה של ה-BMD: משך הסוכרת 1.25, המוגלובין 1.57, eGFR 1.64, BMI 2.01, גיל 2.13, יחס מותן-ירכיים 2.50, מין 2.51, AST 2.80, ALT 3.05, ו-SVR סטנדרטי 3.48.
במודלים של תתי-קבוצות נעשה שימוש במערכת הקו-וריאנטים של Model 5 לאחר הסרת המשתנה השכבתי: מין הוסר ממודלים משובצים לפי מין, גיל ממודלים משובצים לפי גיל, BMI ממודלים משובצים לפי BMI, משך מחלת הסוכרת ממודלים משובצים לפי משך מחלה, ו-eGFR ממודלים משובצים לפי תפקוד כלייתי. קטגוריית השליטה הגליקמית לא הייתה קו-וריאנט ב-Model 5, לכן הקו-וריאנטים של Model 5 נשמרו בניתוח זה. מודלים משובצים לפי מין ואינטראקציית מין השתמשו במדדי z של SVR ספציפיים למין; כל שאר ניתוחי תתי-הקבוצות השתמשו ב-SVR מתוקנן לקוהורט. כל מודל אינטראקציה הוסיף אינדיקטורים של תתי-קבוצות וביטויי מכפלה של SVR-by-subgroup, והושווה למודל ההשפעות הראשיות המקביל באמצעות מבחן F מקונן. תיקון Benjamini-Hochberg הוחל על המשפחה המלאה של 18 מבחני אינטראקציה (שלוש נקודות קצה של BMD × שישה גורמי תתי-קבוצות).
לא בוצע חישוב עוצמה (power calculation) מראש, מכיוון שכל הרשומות הזכאיות מתקופה רטרוספקטיבית קבועה נותחו. הדיוק הוערך באמצעות רווחי סמך דו-צדדיים של 95%. הנחות המודל הליניארי נבחנו באמצעות אבחוני שאריות מול ערכים חזויים (residual-versus-fitted), גרפים של קוונטיל מול קוונטיל (Q–Q), scale-location, מרחק קוק (Cook’s distance), מבחן Breusch–Pagan ואבחוני שאריות בסטודנטיזציה (studentized-residual). רווחי סמך עקביים להטרוסקדסטיות מסוג HC3 חושבו כניתוח רגישות. אי-ליניאריות נבדקה על ידי השוואת מודל 5 עם מונח חשיפה של ספליין קובי טבעי (natural cubic-spline) בעל 3 דרגות חופש (df) באמצעות מבחן F חלקי; ניתוחים של 4-df ואחוזונים מרכזיים 2nd–98th העריכו את הרגישות לצורה. תחזיות ממוצע-אוכלוסייה הוצגו על פני האחוזונים 2nd–98th של SVR גולמי.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בחירת רשומות ודגימות אנליטיות
מתוך 3,495 רשומות של מטופלים מאושפזים עם T2DM שהיו זמינות לאחר ניקוי ראשוני, 366 נפסלו מכיוון ששדות מעבדה מרכזיים או שדות הרכב גוף היו חסרים, ו-309 נפסלו על סמך קריטריונים קליניים או קריטריונים של איכות נתונים שהוגדרו מראש, מה שהותיר 2,820 רשומות עבור הניתוחים התיאוריים. בתוך קוהורט זה, ב-22 רשומות היו חסרים כל שלושת מדדי הקצה של BMD והן הוסרו מניתוחי הרגרסיה. אותן 2,798 רשומות תרמו לכל ניתוח של Model 5 עבור כל אתר שלד. שיעור הנתונים החסרים בקרב המשתנים הראשוניים היה: ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בניתוח חתך רטרוספקטיבי זה, SVR גבוה יותר היה קשור ל-BMD שטחי גבוה יותר בעמוד השדרה המותני, בצוואר הפמור ובסך הכל בירך לאחר התאמה של משתנים משבשים (covariate adjustment). דפוס השלישים הגלובלי הנראה תאם חוסר איזון מגדרי בולט ולא שוחזר בגרפים לא מותאמים לפי מין, מה שמדגיש את חשיבותן של ניתוחים מותאמים רציפים. ניתוחי Spline הצביעו על קשרים גדלים אשר התשטחו בערכי SVR גבוהים יותר, ואומדני HC3-robust היו דומים לתוצאות הראשוניות. אומדנים אלה הם קשרים מותנים במשתנים משבשים ואין לפרשם כראיה לכך ששינוי ב-SVR ישנה את ה-BMD.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים מצהירים כי אין ניגודי אינטרסים.
מחקר זה מומן על ידי הפרויקט למחקר קליני של המרכז הרפואי צ'אנגז'ו, אוניברסיטת ננג'ינג לרפואה (מענק מספר CMCB202407).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| מנתח כימי אוטומטי | Siemens | ADVIA 2400 | בדיקות ביוכימיות |
| מנתח המטולוגי אוטומטי | Sysmex | XN-2800 | מדידות המוגלובין וספירת דם מלאה |
| ספיגמומנומטר אוטומטי | Omron | U703 | מדידת לחץ דם במנוחה |
| מנתח אימונו-אסיי כימילומינצנטי | Siemens | ADVIA Centaur XPT | מדידות הורמוני בלוטת התריס |
| סורק DXA (בליעת קרני רנטגן כפולה) | Hologic | EXPLORER | מדידות BMD של עמוד השדרה המותני, צוואר הפמור והירך כולה |
| משקל לגובה ומשקל | Hengqi Inc. | RGZ-120-RT | מדידות אנתרופומטריות |
| מנתח כרומטוגרפיה נוזלית בעוצמה גבוהה (HPLC) | TOSOH | G8-90SL | מדידת HbA1c |
| מנתח עכבה ביו-חשמלית רב-תדרי | Biospace | InBody 720 | מדידות מסת שריר שלד של הגפיים ושטח שומן ויסרלי |
| תוכנת סטטיסטיקה R | R Foundation for Statistical Computing | Version 4.6.0 | ניתוח סטטיסטי ויצירת איורים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.