原淳淳,艾爾扎提·艾爾寶,王達寶,張云龍,楊飛宇,屠思遠,趙英俠△
(1.上海中醫藥大學附屬龍華醫院,上海 200032;2.上海中醫藥大學基礎醫學院,上海 201203;3.上海中醫藥大學附屬市中醫醫院,上海 200071)
骨質疏松癥為中老年常見骨代謝性疾病,因其常導致周身骨痛、骨骼畸形甚至骨折等,嚴重影響中老年人的健康和生活質量。隨著中國人口老齡化,其發病率逐年升高[1],因此相關研究人員及醫務工作者一直在積極探索有效的治療方法。中醫藥及針灸治療骨質疏松癥因副作用小、療效明顯而備受關注。其效應機制復雜,受多種因素影響。近年來,基于“骨肉不相親”理論,以骨質疏松癥動物模型作為研究對象,以與骨質疏松癥發生密切相關的骨、骨骼肌和脂肪的系列指標為切入點,圍繞補腎健脾中藥及針灸穴位治療骨質疏松癥的作用及其機制開展了諸多實驗研究,現綜述如下。
骨-肌肉-脂肪軸的核心為骨,關于補腎健脾中藥或針灸穴位對骨質疏松癥動物模型的調控機制,以骨為研究對象,多從骨組織形態學、骨代謝及其相關細胞因子和基因表達、成骨細胞與破骨細胞等不同角度和深度進行闡釋。
骨小梁是骨皮質在骨松質內的延伸部分,其數量、厚度、方向及多孔網架結構對骨彈性和骨硬度起著重要作用,當發生骨質疏松時,多出現骨小梁變細、穿孔甚至斷裂,網狀構架消失。許多研究表明,補腎健脾中藥及針灸穴位能明顯改善骨質疏松模型大鼠的骨小梁形態變化。
淫羊藿、懷山藥等補腎健脾中藥對去勢大鼠股骨遠端1/3近關節部位的靜態骨組織形態學指標—骨小梁骨樣組織體積(TOV)、骨小梁成骨細胞表面(TOBS)和骨小梁破骨細胞吸收表面(TORS),以及動態骨組織形態學指標—骨小梁四環素雙標表面(DLS)、骨小梁四環素單標表面(SLS)和礦化率(MA)具有良性調節作用[2]。
補腎健脾穴位電針可使去卵巢大鼠骨小梁面積百分數、骨小梁寬度、熒光標記百分率、礦化沉積率、礦化延遲時間升高,而使骨小梁分離度、骨吸收周長百分率降低,表明電針補腎健脾穴位能明顯逆轉去勢大鼠骨小梁病理改變[3]。
早在上世紀90年代,即有學者系統地觀察了補腎健脾中藥對去勢大鼠血清雌二醇(E2)、堿性磷酸酶(ALP),以及尿鈣(Ca)/肌酐(Cr)、尿羥脯氨酸(HOP)/ Cr的影響。結果發現,去勢大鼠血清E2顯著下降,血清ALP、尿Ca/Cr和尿HOP/ Cr升高,補腎健脾中藥可提高去勢大鼠血清E2水平,而降低血清ALP、尿Ca/Cr和尿HOP/ Cr水平[4]。
馬界等[5]的研究結果顯示,針刺大杼、腎俞和脾俞等穴位可使去勢大鼠血清E2水平升高;周曉莉等[6]研究發現,雙固一通針法可使血清骨鈣素(BGP)和Ca顯著升高,血清磷(P)、尿P/ Cr、尿脫氧吡啶啉(DPD)降低,提示“雙固一通”針法可增強成骨細胞活性,以促進骨形成,降低破骨細胞骨吸收功能,從而有效地改善骨代謝。
骨代謝相關細胞因子對維持骨吸收與骨形成的動態平衡至關重要。有研究顯示,去勢大鼠血清白介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、促凋亡蛋白Bax等水平升高,而轉化生長因子(TGF-β)、胰島素樣生長因子(IGF-1)、抗凋亡蛋白Bcl-2等水平下降;補腎健脾中藥和穴位針刺可使IL-6、TNF-α和Bax水平下降,而提高TGF-β、IGF-1和Bcl-2水平[7-11]。結果表明,補腎健脾法可通過調節細胞因子水平,改善機體內環境,從而改善骨質疏松癥動物模型的骨代謝。
研究發現,去勢大鼠L3椎體骨保護素(OPG)mRNA表達下降,而核因子kB受體活化因子配體(RANKL)mRNA表達升高;補腎健脾中藥可上調去勢大鼠L3椎體OPG mRNA的表達水平,而下調RANKL mRNA的表達水平[12]。結果提示,補腎健脾中藥在基因水平可促進骨形成,抑制骨吸收。針刺或艾灸去勢致骨質疏松大鼠命門、大椎、大杼(雙)、腎俞(雙)、脾俞(雙)、足三里(雙)等補腎健脾穴位,可明顯抑制去勢大鼠TNF-αmRNA表達水平[13],亦提示針刺或艾灸在基因水平上改善骨質疏松癥。
成骨細胞與破骨細胞是成熟骨組織的主要細胞,成骨細胞負責骨基質的合成、分泌和礦化,破骨細胞負責骨分解與吸收,骨組織穩態由二者協同調節,病理狀態下骨吸收大于骨形成則發生骨質疏松癥。
破骨細胞的體外實驗研究發現,去勢大鼠補腎健脾穴位針刺血清可減少體外培養新生大鼠破骨細胞及其骨吸收陷窩的數量,減小骨吸收陷窩的面積,同時可促進破骨細胞凋亡[14-16]。結果提示,針刺可能是通過抑制破骨細胞的骨吸收功能,從而改善骨代謝,達到治療骨質疏松癥的效果。成骨細胞的體外實驗研究發現,補腎健脾穴位電針后血清能加速成骨細胞增殖,維持成骨細胞活性[17]。
骨是骨骼肌施加力量的杠桿,二者密不可分。有學者根據既往研究成果,提出骨-肌肉單元的概念[18]。因此,在骨質疏松癥發病機制研究中,對骨骼肌的研究逐漸深入。
肌肉的衰退與細胞凋亡密切相關,而細胞凋亡均通過活化半胱氨酸天冬氨酸特異性蛋白酶(Cysteine-aspartate specific protease,caspase)家族蛋白所介導,進而借助線粒體外膜通透性的增加來執行細胞凋亡過程。李穎等[19-22]觀察發現,去勢致骨質疏松大鼠骨密度(BMD)明顯下降,骨骼肌caspase-3和caspase-8的表達水平明顯上升,反映線粒體外膜通透性的主要指標—線粒體通透轉換孔(mitochondrial permeability transition pore,MPTP)OD比值下降,即骨骼肌線粒體通透活性增高,提示去勢致骨質疏松大鼠存在骨骼肌細胞凋亡和線粒體損傷;補腎健脾中藥復方可提高去勢致骨質疏松大鼠BMD,降低骨骼肌caspase-3表達水平,抑制骨骼肌線粒體通透活性,提示補腎健脾中藥復方能在一定程度上抑制骨骼肌細胞凋亡,這可能是補腎健脾中藥復方治療骨質疏松癥的作用機制之一。
楊芳等[23]的研究結果顯示,補腎健脾中藥能提高糖皮質激素誘導的骨質疏松癥大鼠骨骼肌肌鈣蛋白、Na+-K+-ATP酶mRNA、Ⅰ型膠原蛋白與骨骼肌α酮戊二酸脫氫酶(α-KGDHC)水平;補腎健脾中藥尚可明顯升高骨質疏松癥小鼠骨骼及骨骼肌中 Ca2+-Mg2+-ATP 酶含量[24];補腎健脾中藥可使OPG基因敲除致骨質疏松癥小鼠骨骼、骨骼肌異檸檬酸脫氫酶(IDH)的表達明顯升高[25],對骨質疏松癥具有一定的防治作用。
脂肪組織具有調節內分泌的功能,其分泌的瘦素、脂聯素等多種脂肪因子可起到維持骨代謝平衡的作用。
李平等[26]觀察補腎健脾方對高脂飲食骨質疏松大鼠脂代謝及瘦素的影響,結果發現補腎健脾方可調節大鼠脂代謝紊亂,上調大鼠血清和骨組織中瘦素及其受體的表達,改善大鼠骨代謝水平,防治骨質疏松癥。補腎健脾良方青娥方能通過升高自然増齡衰老大鼠性激素水平,増加瘦素及其受體表達,進而使OPG/RANKL比值升高,從而調控骨代謝,改善骨質量,延緩骨骼衰老,發揮防治骨質疏松癥的作用[27]。胡婭等[28]建立去卵巢骨質疏松癥大鼠模型,觀察補腎化痰方對脂聯素的影響,結果表明其能顯著提高去卵巢骨質疏松癥大鼠的BMD,降低血清脂聯素水平。
關于骨肉之間的關系,古代文人和醫家均有闡述。如陸游在《公無渡河》中說:“大莫大于死生,親莫親于骨肉。[29]”“骨肉不相親”理論最早見于《靈樞·經脈》,其記載:“足少陰氣絕,則骨枯。少陰者,冬脈也,伏行而濡骨髓者也,故骨不濡,則肉不能著也;骨肉不相親,則肉軟卻;肉軟卻,故齒長而垢,發無澤;發無澤者,骨先死。”近年來,對于中醫古代文獻記載的“骨肉不相親”理論越來越引起相關學者的重視,且明確提出“骨肉不相親”是骨質疏松癥發生的重要病因病機[30-31]。中醫認為,“骨肉不相親”即骨質疏松癥的病因病機為腎脾虧虛,其中腎虛為主要病機,脾虛為重要病機[32]。治則治法上,從80年代的單純補腎轉變為腎脾雙補。近年來,采用補腎健脾法已成為調控“骨肉不相親”的病理改變,從而治療骨質疏松癥的主要治則,并取得了較好療效[33-36]。
然而,對“骨肉不相親”的科學內涵研究總結尚少。目前,中醫界對“骨肉不相親”理論的認識較為模糊,多從“脾主肌肉”出發,將“肉”簡單等同于肌肉,忽略了脾虛則生痰濕、痰濕聚積即為脂肪,而脂肪對骨亦有重要影響。通過歸納補腎健脾法在骨質疏松癥動物模型中的作用機制,發現其主要通過作用于骨、骨骼肌、脂肪來改善“骨肉不相親”的病理狀態。在骨方面,補腎健脾中藥和針灸穴位可通過改善骨組織形態學、骨代謝及其骨相關的細胞因子和基因表達水平,調節破骨細胞和成骨細胞的數量及功能,從而有效地緩解骨質疏松癥;在骨骼肌方面,補腎健脾法在細胞層面和分子層面均有調節作用;在脂肪方面,補腎健脾法通過對瘦素和脂聯素的調控直接或間接調控骨重建。基于上述研究,本課題組創新性提出“骨-肌肉-脂肪軸”的整體單元概念,并指出骨-肌肉-脂肪軸為“骨肉不相親”理論的物質基礎,基于“骨肉不相親”理論指導下的補腎健脾法通過對骨-肌肉-脂肪軸的整體調節,能夠改善骨質疏松癥動物模型的病理狀態,進而有效地治療骨質疏松癥。
對于“骨-肌肉-脂肪軸”,Ilich等[37]在研究骨質疏松癥合并肥胖癥及肌肉減少癥合并肥胖癥時,已經認識到骨、骨骼肌、脂肪三者密不可分,當同等對待;并且在物質基礎上追溯至骨髓間充質干細胞在成骨、成肌和成脂譜系中的失調可能是其主要病因。Datta等[38]則研究了甲狀旁腺激素(PTH)及其相關肽PTHrP影響骨、骨骼肌、脂肪相互作用的中間代謝環節。針對“骨肉不相親”理論的現代科學物質基礎是“骨-肌肉-脂肪軸”的觀點,以上研究均可作為其有力的客觀依據。相關研究值得進一步深入開展,以期為補腎健脾法治療骨質疏松癥提供更加準確可靠的作用靶點,使中醫藥及針灸穴位在臨床防治骨質疏松癥過程中發揮應有的貢獻。