胰岛素抵抗指数与膝骨关节炎患病率的关联研究 —— 基于韩国国民健康与营养检查调查

【字体: 时间:2025年05月26日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探讨胰岛素抵抗指数与膝骨关节炎(OA)患病率的关联,研究人员分析韩国国民健康与营养检查调查数据,发现 TyG 相关指数、VAI 与膝 OA 显著相关,HOMA-IR 无显著关联,提示调控胰岛素抵抗或为膝 OA 防治新方向。

  
骨关节炎(OA)作为全球最常见的肌肉骨骼疾病,正随着人口老龄化和肥胖率攀升成为重要健康挑战。这种以关节软骨退变、骨赘形成及滑膜炎症为特征的疾病,传统认为与机械应力密切相关,但近年来越来越多证据表明,代谢异常尤其是胰岛素抵抗可能在其发生发展中扮演关键角色。例如,代谢综合征伴随的慢性炎症状态、高血糖诱导的氧化应激和晚期糖基化终末产物(AGEs)堆积,均可能损伤关节软骨细胞功能,促进 OA 进展。然而,胰岛素抵抗的不同评估指标(如 HOMA-IR、TyG 指数等)与膝 OA 的具体关联尚不明确,且缺乏大规模人群研究的验证。

为填补这一研究空白,韩国圆光大学医院(Wonkwang University Hospital)的研究团队基于 2009-2010 年韩国国民健康与营养检查调查(KNHANES)数据,开展了一项横断面研究。该研究纳入 4209 名 50 岁以上参与者,通过膝关节 X 线摄影(采用 Kellgren-Lawrence 分级标准)确诊膝 OA,并检测空腹血糖、胰岛素、血脂等指标,计算多种胰岛素抵抗指数,包括稳态模型评估胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)、甘油三酯 - 葡萄糖指数(TyG_index)、TyG - 体重指数(TyG_BMI)、TyG - 腰围指数(TyG_WC)和内脏脂肪指数(VAI),旨在系统分析胰岛素抵抗与膝 OA 患病率的相关性。研究结果发表于《Scientific Reports》,为代谢因素参与膝 OA 发病提供了重要流行病学证据。

研究主要采用以下技术方法:

  1. 数据来源与样本筛选:利用 KNHANES 的全国代表性数据库,通过多阶段分层抽样获取研究对象,排除数据缺失及年龄 < 50 岁者,最终纳入 4209 例有效样本。
  2. 膝 OA 诊断:采用膝关节正侧位 X 线摄影,依据 Kellgren-Lawrence(K-L)分级标准,将 K-L≥2 级定义为膝 OA。
  3. 胰岛素抵抗指标计算
    • HOMA-IR =(空腹胰岛素 [μU/dL]× 空腹血糖 [mg/dL])/22.5
    • TyG_index = ln(甘油三酯 [mg/dL]× 空腹血糖 [mg/dL]/2)
    • TyG_BMI = TyG_index× 体重指数(BMI,kg/m2)
    • TyG_WC = TyG_index× 腰围(WC,cm)
    • VAI(男性)=[WC/39.68+(1.88×BMI)]×(TG/1.03)×(1.31/HDL-C)
      VAI(女性)=[WC/36.58+(1.89×BMI)]×(TG/0.81)×(1.52/HDL-C)

  4. 统计分析:运用复杂样本逻辑回归模型,调整性别、年龄、收入、教育程度、烟酒习惯等混杂因素,比较不同胰岛素抵抗指数与膝 OA 的关联强度。

研究结果


1. 膝 OA 的人群特征与基线数据


  • 患病率分布:4209 人中 39.5%(1663 例)确诊膝 OA,女性患病率(45.3%)显著高于男性(27.5%),低学历(小学以下 48.4%)、低收入(最低收入组 49.3%)人群患病率更高。
  • 代谢指标差异:膝 OA 组年龄(65.88±0.33 岁 vs 59.48±0.24 岁)、BMI(24.86±0.1 vs 23.63±0.07 kg/m2)、腰围(85.6±0.3 cm vs 82.66±0.23 cm)、收缩压(132.36±0.59 mmHg vs 126.81±0.52 mmHg)均显著高于非 OA 组,而吸烟者(26.1% vs 39.4%)和饮酒者(31.6% vs 41.3%)患病率较低。

2. 胰岛素抵抗指数与膝 OA 的关联


  • 未调整模型(Model 1):TyG_BMI(每 10 单位 OR=1.062, p<0.0001)、TyG_WC(每 10 单位 OR=1.016, p<0.0001)、VAI(OR=1.003, p=0.042)与膝 OA 风险显著正相关,TyG_index(OR=1.056, p=0.069)接近显著,HOMA-IR 无统计学关联。
  • 调整模型(Model 2):校正混杂因素后,TyG_index(OR=1.082, p=0.019)、TyG_BMI(OR=1.084, p<0.0001)、TyG_WC(OR=1.021, p<0.0001)、VAI(OR=1.002, p=0.031)的相关性进一步增强,而 HOMA-IR 仍无显著关联。

3. 代谢综合征组分与膝 OA 的关系


  • BMI 在未调整和调整模型中均与膝 OA 显著相关(OR=1.078, p<0.0001),而高血压、血脂异常、糖尿病、腰围等指标与膝 OA 无显著关联。

研究结论与讨论


本研究首次在韩国人群中证实,胰岛素抵抗指数(尤其是 TyG 相关指标和 VAI)与膝 OA 患病率显著相关,且独立于传统代谢综合征组分(如高血压、糖尿病)和人口学因素。机制上,胰岛素抵抗可能通过促进关节内炎症(如诱导 TNF-α、IL-1β 等细胞因子分泌)、抑制软骨合成(如减少 Ⅱ 型胶原和蛋白聚糖生成)及增强氧化应激,加速软骨退变。值得注意的是,HOMA-IR 未显示关联,可能与其依赖胰岛素检测(受样本空腹状态影响较大)或更侧重全身胰岛素抵抗评估有关,而 TyG 相关指数结合了代谢参数与体成分(如 BMI、腰围),更能反映局部脂肪堆积引发的关节代谢异常。

研究同时发现,BMI 是代谢综合征中唯一与膝 OA 持续相关的指标,提示肥胖的机械负荷与代谢效应共同驱动 OA 进展。但调整 BMI 后,TyG 相关指数仍显著关联膝 OA,表明胰岛素抵抗独立于肥胖发挥作用。这为 “代谢性骨关节炎” 的概念提供了新证据,即即使在非肥胖人群中,胰岛素抵抗也可能是膝 OA 的潜在风险因素。

尽管研究存在横断面设计无法确定因果关系、仅聚焦膝关节等局限性,但其结果为临床提供了重要启示:对于膝 OA 患者,尤其是合并代谢异常者,应常规评估胰岛素抵抗状态,并通过生活方式干预(如低脂饮食、规律运动)或药物调控改善胰岛素敏感性,可能成为延缓 OA 进展的新策略。未来研究需进一步探索胰岛素抵抗与其他关节 OA 的关联,以及动态胰岛素抵抗检测(如口服葡萄糖耐量试验)的预测价值。

总之,这项基于大规模人群的研究揭示了胰岛素抵抗与膝 OA 的紧密联系,架起了代谢健康与骨关节疾病的桥梁,为 OA 的精准预防和治疗开辟了新方向。

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