Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Исследовательская статья
В данном одномоментном исследовании сообщается о взаимосвязях между соотношением массы скелетных мышц конечностей к площади висцерального жира и минеральной плотностью костной ткани у взрослых пациентов с сахарным диабетом 2 типа с поправкой на ковариаты.
Хрупкость костей часто встречается при сахарном диабете 2 типа (СД2), однако один лишь индекс массы тела не отражает баланс между скелетной мышечной массой конечностей и висцеральным ожирением. В данном ретроспективном одномоментном исследовании изучалась связь между соотношением массы скелетных мышц конечностей к площади висцерального жира (SVR) и минеральной плотностью костной ткани (МПК) у госпитализированных взрослых пациентов с СД2. Всего в описательный анализ было включено 2 820 записей, а в регрессионный анализ — 2 798 записей с полными данными по конечным точкам МПК и ковариатам Модели 5. Масса скелетных мышц конечностей и площадь висцерального жира определялись с помощью многочастотного биоимпедансного анализа, тогда как МПК поясничного отдела позвоночника, шейки бедра и всего бедра измерялись методом двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. В полностью скорректированных линейных моделях увеличение SVR на 1-SD было связано с более высокой МПК поясничного отдела позвоночника (0,017 g/cm2; 95% ДИ, 0,007–0,027; P = 0,001), МПК шейки бедра (0,027 g/cm2; 95% ДИ, 0,019–0,035; P < 0,001) и МПК всего бедра (0,028 g/cm2; 95% ДИ, 0,020–0,036; P < 0,001). Графики по терцилям с разделением по полу не воспроизвели монотонную зависимость, наблюдаемую при использовании общих терцилей, которые имели сильный гендерный дисбаланс. Модели с использованием натуральных кубических сплайнов выявили нелинейность во всех трех точках измерения (все P для нелинейности < 0,001), при этом прогнозируемая МПК росла, а затем выходила на плато при более высоких значениях SVR. Робастные доверительные интервалы HC3 были схожи с основными оценками. Эти результаты описывают одномоментные условные связи и не устанавливают причинно-следственную связь, прочность костей, возможность прогнозирования переломов или клинический порог SVR.
Остеопороз характеризуется низкой костной массой, ухудшением микроархитектоники кости и повышенной предрасположенностью к переломам из-за хрупкости костей1,2. На риск перелома влияют возраст, пол, наследственная предрасположенность, состав тела и метаболические заболевания3. При сахарном диабете 2-го типа (СД2) площадная минеральная плотность костной ткани (МПК) может сохраняться или даже повышаться, несмотря на повышенный риск переломов; следовательно, МПК у данной группы пациентов следует интерпретировать как скелетный фенотип, а не как прямой показатель прочности костей или вероятности перелома4.
Мышцы, жировая ткань и кости образуют взаимозависимую скелетно-мышечную метаболическую систему. Потеря скелетных мышц может привести к снижению механической нагрузки и изменению миокинной сигнализации, в то время как висцеральное ожирение может активировать воспалительные пути и пути влияния адипокинов, имеющие значение для ремоделирования костной ткани5,6. Поскольку индекс массы тела (ИМТ) и обхват талии не позволяют количественно оценить отдельно мышечную массу конечностей и висцеральный жир, комбинированный коэффициент состава тела может дать дополнительную информацию, оставаясь при этом статистическим показателем воздействия, а не отдельным биологическим механизмом7,8.
Взаимодействие между мышцами и костями обеспечивает дополнительный биологический контекст для оценки комбинированных показателей состава тела в связи с BMD9. В предыдущих исследованиях напрямую изучалась связь SVR с BMD. Liu et al. оценивали связь соотношения массы скелетных мышц конечностей к площади висцерального жира (SVR) с BMD и остеопорозом в общей популяции взрослых, в то время как Guo et al. исследовали 422 китайских пациента с T2DM и сообщили о зависимых от возраста и пола связях с BMD и расчетной вероятностью переломов в течение 10 лет10,11.
Новизна данного исследования заключается в комплексной оценке SVR в большой когорте взрослых пациентов с T2DM. Благодаря анализу минеральной плотности костной ткани в трех клинически значимых отделах скелета, а также применению последовательной корректировки ковариат, стандартизированного и стратифицированного по полу анализа, одновременной оценки компонентов мышечной и висцеральной жировой ткани, нелинейного сплайн-моделирования и надежного анализа чувствительности, данная работа обеспечивает более строгую и клинически контекстуализированную характеристику взаимосвязи между балансом состава тела и здоровьем скелета при T2DM. Настоящее исследование расширяет существующую литературу, используя более обширный одноцентровой набор данных стационарных эндокринологических пациентов (2 820 записей), три показателя BMD в конкретных отделах, последовательную корректировку ковариат, стандартизированный и стратифицированный по полу анализ, одновременные модели компонентов массы скелетных мышц конечностей (ASM) и площади висцерального жира (VFA), а также заранее определенные тесты взаимодействия в подгруппах. Авторам не известно о пересечении данной когорты с наборами данных, представленными в тех исследованиях. Мы предположили, что более высокий SVR будет положительно коррелировать с BMD поясничного отдела позвоночника, шейки бедра и всего бедра.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Это ретроспективное исследование было одобрено Этическим комитетом Второй народной больницы города Чанчжоу (номер одобрения KY017-01) и проведено в соответствии с Хельсинкской декларацией. Требование о получении письменного информированного согласия было отменено, поскольку анализ основывался на анонимизированных клинических записях. В исследование были включены данные за период с 2017 по 2022 год.
Дизайн исследования и записи
В данном ретроспективном одномоментном анализе использовались записи стационарных больных отделения эндокринологии Второй народной больницы города Чанчжоу, Третьей аффилированной больницы Нанкинского медицинского университета. После предварительной очистки файл скрининга содержал 3 495 записей; единицей анализа являлась запись стационарного больного. СД2 определялся на основании задокументированного диагноза при госпитализации в электронной медицинской карте.
Записи были исключены при возрасте младше 18 лет или старше 80 лет; уровне аланинаминотрансферазы или аспартатаминотрансферазы не менее 120 U/L; рСКФ ниже 30 mL/min/1.73 m2; уровне гемоглобина ниже 90 g/L; уровне тиреотропного гормона ниже 0.3 µIU/L или не менее 10 µIU/L; а также при документально подтвержденной активной хронической инфекции, воспалительном заболевании, злокачественном новообразовании, выраженной физической иммобилизации или другом состоянии, которое могло существенно исказить оценку состава тела или BMD. Всего 366 записей были удалены из-за неполноты ключевых лабораторных данных или сведений о составе тела, и 309 записей были удалены согласно заранее определенным клиническим критериям или критериям качества данных, в результате чего для описательного анализа осталось 2 820 записей. Двадцать две записи не содержали всех трех конечных точек BMD и были исключены из регрессионного анализа, таким образом для каждой модели скелетных участков осталось 2 798 полных записей.
Структурированные переменные были экспортированы из электронных медицинских карт и отобраны. Определения переменных и общие сведения о качестве данных были проверены независимо, а любые расхождения были устранены путем достижения консенсуса перед проведением статистического анализа.
Клинические и лабораторные измерения
Данные о возрасте, поле, продолжительности диабета, статусе курения, потреблении алкоголя, артериальном давлении и антропометрические показатели были извлечены из электронных медицинских карт. Масса тела и рост измерялись с помощью откалиброванного оборудования, при этом участники были в легкой одежде и без обуви. ИМТ рассчитывали как массу тела в килограммах, деленную на квадрат роста в метрах. Окружность талии измеряли на уровне пупка, окружность бедер — по максимальному выступу ягодиц, а отношение талии к бедрам — как отношение окружности талии к окружности бедер. Артериальное давление в состоянии покоя измеряли с помощью автоматического сфигмоманометра после 10 мин сидячего отдыха.
Все клинические, лабораторные показатели, данные о составе тела и измерения BMD были получены в ходе одной и той же индексной госпитализации. Венозную кровь собирали после ночного голодания в течение 24 ч после поступления в стационар.
Анализы крови
Образцы венозной крови собирали после ночного голодания в течение 24 ч после поступления. Уровень гемоглобина измеряли с помощью автоматического гематологического анализатора. Уровни аланинаминотрансферазы, аспартатаминотрансферазы, гамма-глутамилтрансферазы, мочевой кислоты в сыворотке, креатинина, триглицеридов, общего холестерина, холестерина липопротеинов высокой плотности и холестерина липопротеинов низкой плотности измеряли с помощью автоматического биохимического анализатора. Уровень гликированного гемоглобина (HbA1c) определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Концентрации тиреотропного гормона, свободного трийодтиронина и свободного тироксина количественно определяли с помощью хемилюминесцентного иммуноанализа. Расчетную скорость клубочковой фильтрации (eGFR) вычисляли по уравнению креатинина CKD-EPI (Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration) 2021 года.
Минеральная плотность костной ткани и состав тела
Площадная минеральная плотность костной ткани измеряли в поясничном отделе позвоночника, шейке бедренной кости и в области всего левого бедра с использованием системы двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии; результаты выражали в g/cm2. Использовались стандартные протоколы сбора данных для переднезаднего сканирования поясничного отдела позвоночника и проксимального отдела бедренной кости. Перед началом сканирования участники снимали металлические предметы и укладывались в положение на спине под руководством квалифицированных рентгенологов. При сканировании поясничного отдела позвоночника нижние конечности фиксировали для уменьшения поясничного лордоза, при этом поясничные позвонки должны были находиться в пределах заданной области анализа. При сканировании проксимального отдела бедренной кости левую ногу поворачивали внутрь и стабилизировали с помощью позиционирующего устройства от производителя для получения стандартизированных областей шейки бедра и всего бедра.
Все сканы были проверены обученными операторами на предмет движения пациента, металлических помех, неполного сбора данных, анатомического позиционирования и правильности размещения области интереса. Сканы со значительными движениями, ошибками позиционирования или артефактами, которые могли бы привести к неверной оценке BMD, повторялись, если это было клинически возможно, или исключались из аналитического набора данных. Ежедневная калибровка по фантому и плановые проверки контроля качества проводились перед клиническим сканированием в соответствии с инструкциями производителя и стандартными операционными процедурами больницы. Изображения анализировались с помощью специализированного программного обеспечения для анализа, предоставленного производителем.
Состав тела оценивали с помощью многочастотного биоимпедансного анализатора. Прибор использует метод прямого сегментарного многочастотного биоимпедансного анализа с восьмиточечной системой тактильных электродов и измерением импеданса на частотах 1, 5, 50, 250, 500 и 1 000 kHz. Измерения проводили утром натощак после мочеиспускания, до завтрака и до интенсивной физической активности. Измерения проводились босиком и в легкой одежде. Перед измерением ладони и подошвы очищали для обеспечения надлежащего контакта с электродами. Участники стояли прямо, правильно расположив пятки на электродах для стоп, держали ручные электроды так, чтобы большие пальцы находились на соответствующих контактах, держали руки вытянутыми в сторону от туловища, соблюдая неподвижность и тишину на протяжении всего измерения.
Масса скелетных мышц конечностей и площадь висцерального жира были получены из отчета о составе тела, сгенерированного прибором. Площадь висцерального жира представляла собой расчетную оценку, полученную с помощью запатентованного алгоритма на основе биоимпедансного анализа и характеристик участников; она не определялась напрямую с помощью компьютерной томографии, магнитно-резонансной томографии или двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии. SVR рассчитывали как отношение массы скелетных мышц конечностей (kg) к площади висцерального жира (VFA в cm2), определенной методом биоимпедансного анализа (BIA), с единицами измерения kg/cm2. В описательной когорте из 2 820 записей исходный SVR составил 0,207 ± 0,090 kg/cm2 (медиана — 0,195; диапазон — 0,063–0,766), а глобальные граничные значения терцилей составили 0,1518 и 0,2361 kg/cm2. VFA варьировала от 18,9 до 270,6 cm2; нулевые или отрицательные значения VFA отсутствовали. Предварительно заданный порог для очень низкого VFA, правило винзоризации или дополнительные критерии исключения экстремальных соотношений не применялись; анализировались все конечные значения. SVR интерпретировался как композитный показатель соотношения, отражающий массу мышц относительно висцеральной жировой ткани, а не как независимый биологический механизм. Стандартизированный по когорте SVR рассчитывали по формуле (SVR − среднее по когорте)/SD по когорте.
Статистический анализ
Непрерывные переменные были представлены в виде среднего значения ± стандартного отклонения (SD) или медианы (интерквартильный размах), а категориальные переменные — в виде n (%). При сравнении терцилей SVR непрерывные переменные с приблизительно нормальным распределением анализировались с помощью дисперсионного анализа, переменные с асимметричным распределением — с помощью теста Крускала-Уоллиса, а категориальные переменные — с помощью критерия хи-квадрат. Основная линейная модель для каждого конечного показателя BMD имела вид: BMD = β0 + β1(SVR z score) + β2(возраст) + β3(пол) + β4(ИМТ) + β5(отношение объема талии к объему бедер) + β6(длительность диабета) + β7(гемоглобин) + β8(рСКФ) + β9(аланинаминотрансфераза [ALT]) + β10(аспартатаминотрансфераза [AST]) + ε. Последовательные модели 1–5 основывались на определениях, приведенных в Таблице 2. Возраст и пол рассматривались как демографические конфаундеры. ИМТ и отношение объема талии к объему бедер были включены в качестве ковариат размера тела и центрального ожирения, однако они могут частично находиться на пути связи состава тела с BMD. Длительность диабета, гемоглобин, рСКФ, ALT и AST были включены как ковариаты клинического статуса и также могут быть последующими коррелятами. Соответственно, модель 5 оценивает ассоциацию, обусловленную ковариатами, а не общий причинно-следственный эффект.
Значение VIF ниже 5 считалось приемлемым. Поскольку в трех основных моделях использовались одни и те же 2 798 записей и одна и та же матрица плана, значения VIF были идентичны для всех конечных точек BMD: длительность диабета 1,25, гемоглобин 1,57, eGFR 1,64, BMI 2,01, возраст 2,13, отношение окружности талии к окружности бедер 2,50, пол 2,51, AST 2,80, ALT 3,05 и стандартизированный SVR 3,48.
В моделях для подгрупп использовался набор ковариат Модели 5 после удаления стратифицирующей переменной: пол был удален из моделей, стратифицированных по полу, возраст — из моделей, стратифицированных по возрасту, ИМТ — из моделей, стратифицированных по ИМТ, длительность диабета — из моделей, стратифицированных по длительности заболевания, и рСКФ — из моделей, стратифицированных по функции почек. Категория гликемического контроля не являлась ковариатой Модели 5, поэтому в этом анализе ковариаты Модели 5 были сохранены. В моделях, стратифицированных по полу, и при анализе взаимодействия с полом использовались специфические для пола показатели SVR. z баллы; во всех остальных анализах в подгруппах использовался стандартизированный по когорте показатель SVR. В каждую модель взаимодействия добавлялись индикаторы подгрупп и произведения SVR на соответствующие подгруппы; затем каждая такая модель сравнивалась с соответствующей моделью основных эффектов с помощью вложенного F тест. Поправка Бенджамини-Хохберга была применена к полному семейству из 18 тестов на взаимодействие (три конечные точки BMD × шесть факторов подгрупп).
Априорный расчет мощности не проводился, так как анализировались все подходящие записи за фиксированный ретроспективный период. Точность оценивали с использованием двусторонних 95% доверительных интервалов. Проверка допущений линейной модели осуществлялась с помощью графиков остатков в зависимости от подогнанных значений, квантиль-квантильных (Q–Q) графиков, графиков масштаба-положения, расстояния Кука, теста Бреуша–Пагана и диагностики студентизированных остатков. В качестве анализа чувствительности рассчитывались HC3 гетероскедастически-согласованные доверительные интервалы. Нелинейность проверяли путем сравнения Модели 5 с условием воздействия в виде натурального кубического сплайна с 3 степенями свободы (df) с использованием частичного F-теста; анализ чувствительности формы кривой проводили с использованием 4-df и анализа центральных 2го–98го процентилей. Средние по популяции прогнозы отображались в диапазоне от 2го до 98го процентилей исходного SVR.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Выбор записей и аналитические выборки
Из 3 495 записей стационарных больных с СД2, доступных после предварительной очистки, 366 были исключены из-за неполноты данных в ключевых полях лабораторных исследований или состава тела, и 309 были исключены на основании заранее установленных клинических критериев или критериев качества данных, в результате чего для описательного анализа осталось 2 820 записей. В этой когорте 22 записи не содержали всех трех конечных точек МПК, и были исключены из регрессионн...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
В этом ретроспективном поперечном анализе более высокие значения SVR коррелировали с более высокой areal BMD в поясничном отделе позвоночника, шейке бедренной кости и общем показателе бедра после поправки на ковариаты. Наблюдаемый паттерн по терцилям в общей группе совпал с выраженным половым дисбалансом и не повторился на нескорректированных графиках с разделением по полу, что подчеркивает важность проведения непрерывного скорректированного анализа. Сплайн-анализ указал на усиление ассоциаций, которые выравнивались при ...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Данное исследование было профинансировано в рамках проекта клинических исследований Медицинского центра Чанчжоу при Нанкинском медицинском университете (грант № CMCB202407).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Автоматический биохимический анализатор | Siemens | ADVIA 2400 | Биохимические анализы |
| Автоматический гематологический анализатор | Sysmex | XN-2800 | Определение уровня гемоглобина и общего анализа крови |
| Автоматический сфигмоманометр | Omron | U703 | Измерение артериального давления в состоянии покоя |
| Анализатор для хемилюминесцентного иммуноанализа | Siemens | ADVIA Centaur XPT | Измерение уровней тиреоидных гормонов |
| Сканер для двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрии | Hologic | ОБЗОРЩИК | Измерение МПК поясничного отдела позвоночника, шейки бедренной кости и всего тазобедренного сустава |
| Весы с функцией измерения роста и веса | Hengqi Inc. | RGZ-120-RT | Антропометрические измерения |
| Анализатор для высокоэффективной жидкостной хроматографии | TOSOH | G8-90SL | Измерение уровня HbA1c |
| Многочастотный биоимпедансный анализатор | Биопространство | InBody 720 | Измерение массы скелетных мышц конечностей и площади висцерального жира |
| статистическое программное обеспечение R | R Foundation for Statistical Computing | Версия 4.6.0 | Статистический анализ и построение графиков |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.