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维生素E在骨质疏松症中的影响机制及研究进展
2025-04-14

在全球人口老龄化加剧的当下,骨质疏松症已成为严重影响人们健康的慢性代谢性骨疾病。这一疾病不仅导致骨密度持续降低,还打破了骨重建的平衡,严重降低患者生活质量,给家庭和社会带来沉重负担。如何有效防治骨质疏松症,成为世界公共卫生领域的关键难题。维生素E作为人体必需营养素,与骨代谢密切相关,可通过调控骨形成与骨吸收过程影响骨稳态。

一、维生素E对骨质疏松症的直接影响

1维生素E对成骨细胞的促进作用

成骨细胞(OB)源自间充质干细胞(MSCs),负责骨的形成。在OB分化成熟进程里,Runt相关转录因子2Runx2)和特异性成骨细胞转录因子Osx)十分关键,它们作为特异性转录因子影响OB分化。碱性磷酸酶(ALP)和骨钙素(OCN)作为OB分化的特异性标志物,其含量变化反映OB分化状态。

早期研究发现生育酚(TF)在OB分化初期会抑制ALPOCN表达,但后期抑制作用消失。而采用纳米乳液给药方式研究发现,生育酚(TF)和生育三烯(TT)都能提升OBOsxI型胶原蛋白α1COL1α1)和ALP的活性表达,TT家族效果更优。维生素E还能上调Runx2OsxOCN基因表达水平,促进OB分化及钙结节形成。TT的衍生物ANTT(由 10%TT-γ和90%TT-δ组成)能促进骨形成相关基因表达,增强胶原纤维形成和细胞外基质矿化,其机制是抑制RhoA激活和HMG-CoA还原酶基因表达。

2维生素E对破骨细胞的抑制作用

破骨细胞(OC)由造血干细胞(HSCs)分化的单核-巨噬细胞融合而成,负责骨吸收。核因子κB受体活化因子配体(RANKL)与核因子κB受体活化因子(RANK)的结合是OC活化的关键,巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)刺激巨噬细胞向OC分化,RANKL通路激活决定OC成熟。

研究表明,TF-αOC分化后期有特异性抑制作用。生育酚琥珀酸酯可抑制OBRANKL/RANK通路表达,减少OC生成。TT能调节RANKL和骨保护素(OPG)功能表达,抑制OC形成和活性,减少骨质流失。TT的异构体可抑制OC形成且不影响总细胞数,TT-γ抑制OC活性时安全性更高。动物实验表明,维生素E可能通过抑制单核细胞和淋巴细胞的活化,间接调控OC功能。

3、维生素E对生长因子的调控作用

生长因子(GF)在细胞活动和骨代谢中发挥重要作用。骨折后,转化生长因子TGF-β)、血管内皮生长因子(VEGF)、骨形态发生蛋白-2BMP-2)等大量生长因子在骨折部位汇聚,促进OB增殖分化,加速骨折修复。成纤维细胞生长因子(FGF)和胰岛素样生长因子-1IGF-1)也助力骨形成。

维生素E能调控多种生长因子。在诱导人型MSCsOB分化时,TGF-β1基因表达上调2倍。给骨质疏松(OP)模型大鼠服用TTBMP-2表达提高。TT-γ能阻断甲羟戊酸对OB分化的抑制,促进BMP-2及血管内皮生长因子αVEGF-α)表达。对骨折的OP模型大鼠给药,VEGF-α基因表达提升。高剂量维生素E可提高大鼠成纤维细胞生长因子-2 FGF-2)表达,但未区分亚型。补充TT可显著降低OP模型大鼠成纤维细胞生长因子-23FGF-23)蛋白表达水平。不过,维生素EIGF-1的作用存在争议,还需深入研究。

二、维生素E对骨质疏松症的间接影响

1、维生素E通过氧化机制对OP的影响

多种疾病的发生都受到氧化机制的影响,OP在骨代谢疾病中与氧化机制的相关性最为紧密。活性氧(ROS)含量反映氧化程度,其脂溶性使其能破坏细胞膜,损伤细胞内蛋白和核酸。随着年龄增长,体内ROS生成增加,抑制WNT/β-catenin信号通路,减少OB形成,加速OB凋亡,同时刺激M-CSFRANKL表达,增加OC数量。

超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)可对抗氧化损伤。维生素E作为强效ROS清除剂,能抵抗H2O2MSCs的氧化应激损伤。研究发现氧化应激程度与骨密度(BMD)呈负相关,服用TT-α和抗坏血酸可上调SODGPX水平,提高老年人BMDTT-δ能降低ROS,增加OBGSH比例,增强OB活性。

2、维生素E通过炎症对OP的影响

炎症在骨质疏松症发展中起推动作用。促炎细胞因子如肿瘤坏死因子TNF-α)、白介素(IL)系列等过多生成,会激活RANKL机制,抑制OB分化,活化OC,导致骨代谢失衡。

维生素E具有抗炎特性,能保护T细胞膜功能,降低炎性因子活性。TF可上调抗炎分子A20,抑制核因子-κBNF-κB)活化表达。临床观察显示,维生素E联合雷洛昔芬比单用雷洛昔芬更能降低炎性因子,改善绝经后女性BMD。在代谢综合征合并OP患者中,维生素E可降低相关炎性因子,发挥抗骨质疏松作用。

3、维生素E通过微小RNAOP的影响

微小RNAmiRNA)在骨代谢中起关键作用。在OB分化中,miRNA-21-5p促进Runx2合成,miRNA-133a-5p等抑制OB分化相关蛋白表达。miRNA-30能纠正DKK-1OB的抑制。在OC分化中,miRNA-29a减少OC形成,miRNA-146a增加OC数量,miRNA-142-5p间接促进OC前体分化。

维生素E可通过调控miRNA的表达水平影响骨代谢,但相关机制的研究仍然有限。随着研究深入,有望发现维生素E与影响骨代谢miRNA的共同调控靶点,为骨稳态调节提供新方向。

三、维生素E的摄入

随着老龄化加剧,OP发病率不断上升。研究指出维生素E在防治OP方面有一定潜力。然而,目前临床对其防治OP的日用推荐剂量未达成共识。有研究表明增加维生素E摄入可降低骨质疏松性骨折风险,绝经期女性连续12周服用不同剂量维生素E,均能有效防止骨丢失且无显著疗效差异,高剂量组也未出现安全问题。

我国居民维生素E日常摄入水平因地域和饮食习惯不同而存在差异。根据《中国居民膳食营养素参考摄入量(2023)版》,成人维生素E适宜摄入量为14mg α-TE/D,儿童摄入量因年龄而异。由于人体自身无法合成维生素E,需从膳食或药物制剂中进行外源性补充,特殊补充应在医生指导下进行。

总体而言,维生素E在骨质疏松症防治中通过多靶点、多通路发挥作用,展现出一定潜力。但在剂量确定、联合治疗方案优化等方面还需进一步研究探索,为骨质疏松症防治开辟新路径,助力提升患者生活质量,减轻社会医疗负担。

 

参考文献:

[1]范凯,宋敏,彭斯伟,.维生素E在骨质疏松症中的影响机制及研究进展[J].中国骨质疏松杂志,2021,27(08):1218-1222.

[2]中国营养学会. 中国居民膳食营养素参考摄入量[M]. 北京: 人民卫生出版社, 2023.



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