金成日 姜奥 杨芳
1.辽宁中医药大学附属第四医院,辽宁 沈阳 110100 2.沈阳市第五人民医院,辽宁 沈阳 110023 3.辽宁中医药大学,辽宁 沈阳 110847
骨质疏松症(osteoporosis,OP)是以骨组织显微结构受损,骨矿成分和骨基质等比例不断减少,骨质变薄,骨小梁数量减少,骨脆性增加和骨折危险度升高的一种全身骨代谢障碍的疾病,是中老年人群最常见的骨骼疾病。2001年美国国立卫生研究院(NIH)提出的“骨质疏松症”的定义为,以骨强度下降、骨折风险增加为特征的骨骼系统疾病。随着我国人口老龄化日趋明显,骨质疏松症必将成为老龄化社会需面对的公共健康问题。
目前,针对骨质疏松症的中医研究多是基于“肾藏精主骨”理论论述其病因病机,而从“脾主四肢肌肉”探讨其病因病机的较少。本实验研究采用分子生物学实验方法,以骨质疏松症大鼠的骨骼、骨骼肌IкBα为检测指标,观察骨骼肌收缩与骨骼协调性对骨质疏松症形成的影响,同时探讨中医不同治法对骨质疏松症的防治效果和作用机制的异同。
Infinite M200多功能酶标仪、MR1822低温高速离心机。
IкBα试剂盒(AMEKO 公司)内含:96 微孔板、一抗液、样品稀释液、酶标抗体液、底物稀释液、洗涤液。
选用清洁级Wistar大鼠60 只,雌性且未曾交配,体重(200±50)g,4~5月龄。由北京维通利华实验动物技术有限公司提供,实验动物质量合格证号:1100170659。
术前将大鼠按照随机分组的方法分为正常组(8只)、手术组(52只)。采用摘除大鼠双侧卵巢的方法致骨质疏松症模型。术后7d 将手术组存活的大鼠随机分为4组(每组8只),即:模型组、补肾方组、健脾方组和活血方组。
补肾组选用左归丸,制备方法: 按大鼠每千克体重一日药量计算,熟地2.52 g、山药1.26 g、枸杞子1.26 g、山茱萸1.26 g、川牛膝1.26 g、菟丝子1.26 g、鹿角胶(河南老君堂制药有限公司,国药准字241020792) 1.26 g,龟板胶(河南老君堂制药有限公司,国药准字241020792) 1.26g 打碎、烊化,混合上述颗粒剂,加20 mL水。健脾组选用补中益气颗粒(北京汉典制药有限公司)。活血组选用身痛逐瘀汤 (辽宁中医药大学药厂)。
1.5.1造模:用10%水合氯醛将通过肌肉注射麻醉大鼠,麻醉后的大鼠采用俯卧位姿势固定于自制的手术台上,从腰背部脊柱两侧作纵行切口切开皮肤及肌肉,摘除两侧卵巢组织后逐层缝合,关闭创口。正常组不手术。
1.5.2给药:术后第7 d 开始给药,每日上午灌胃1 次,连续灌胃12 w。补肾组、健脾组和活血组的大鼠,每日用药量按成人用药量的6.3 倍计算,大鼠胃容量为0.875 mL/100 g。正常组和模型组以等量生理盐水注射灌胃。灌胃期间,每周一对大鼠称重1次,按照体重调整给药剂量。
1.5.3取材:第12 周大鼠灌胃结束,禁食24 h 后取材。用10%水合氯醛将大鼠肌肉注射麻醉后取材。无菌条件下取大鼠右后肢腓肠肌的白肌部分和左后肢的全股骨,放入高压灭菌的EP 管内,做好标记后放入-70 ℃冰箱保存备用。
用ELISA 方法检测实验大鼠骨骼、骨骼肌IкBα含量,用酶联仪在450 nm 波长依序测量各孔的吸光度(OD值),绘制标准曲线,计算样品的实际浓度。具体操作方法按试剂盒说明书进行。
与正常组比较,模型组大鼠离体股骨上1/3骨密度极显著降低(P<0.01);与模型组比较,各治疗组大鼠股骨上1/3骨密度均有不同程度的升高(P<0.01),其中以补肾中药组升高最为显著(表1)。
与正常组比较,模型组大鼠骨骼的IкBα含量显著降低(P<0.01);与模型组比较,补肾组、健脾组、活血组大鼠骨骼的IкBα含量明显升高(P<0.01),其中补肾组升高程度比较明显,其次为健脾组(表2)。
与正常组比较,模型组大鼠骨骼肌的IкBα含量显著降低(P<0.01);与模型组比较,补肾组、健脾组、活血组大鼠骨骼肌的IкBα含量均有升高,但与模型组比较无统计学意义(表3)。
组别n骨组织正常组80.177±0.007模型组80.132±0.018∗补肾组80.165±0.006∗▲健脾组80.153±0.003∗▲活血组80.157±0.005∗▲
注:与正常组比较,*P<0.01;与模空组比较,▲P<0.01
组别 n骨组织正常组87.090±0.09模型组83.102±0.27∗补肾组84.585±0.18∗▲健脾组84.350±0.34∗▲活血组83.515±0.13∗▲
注:与正常组比较,*P<0.01;与模型组比较,▲P<0.01
组别 n骨骼肌正常组87.078±0.18模型组84.325±0.55∗补肾组84.325±0.26∗健脾组84.591±0.44∗活血组84.257±0.16∗
注:与正常组比较,*P<0.01;与模空组比较,▲P<0.01
中医学认为肾为先天之本,“肾在体合骨”,指骨的生长发育,有赖于骨髓的充盈及其所提供的营养,肾精充足,骨髓生化有源,骨骼得到髓的滋养,才能坚固有力。若肾精不足,骨髓生化乏源,骨骼失去营养,而骨质脆弱无力。清代医家唐容川在《医经精义》中说到:“肾藏精,精生髓,髓生骨,故骨者,肾之所合也;髓者,肾精所生,精足则髓足;髓在骨内,髓足者则骨强”。人到了中老年时期,肾中精气开始逐渐亏虚,骨髓化源不足,骨骼失去滋养而骨质脆弱疏松,容易出现骨质脆弱、腰膝酸软、易于骨折等症状,因此中老年人群易发原发性骨质疏松症。女性至七七后,任脉虚、太冲脉衰少、天癸竭,肾精不足而不能维持骨骼的正常功能,因此绝经后的女性也易发骨质疏松症。因此,肾虚是骨质疏松症发病的根本原因,补肾方法是临床治疗该病的根本方法。
中医学认为脾为后天之本,主四肢肌肉,为气血生化之源。脾对骨骼的生长也具有一定的作用,若脾失健运,四肢肌肉得不到充分的营养,同时肾失所藏,后天之精又不得以补充,肾精不足,筋骨失养,则骨痿不用。在《素问·生气通天论》中提到:“是故谨和五味,骨正筋柔,气血以流,腠理以密,如是则骨气以精,谨道如法,长有天命。”《灵枢·本神》也提到:“脾气虚则四肢不用”。“金元四大家”之李东垣在《脾胃论》中亦提到“大抵脾胃虚弱,阳气不能生长,是春夏之令不行,五脏之气不生。脾胃则下流乘肾,……则骨乏无力,是为骨痿。令人骨髓空虚,足不能履地,是阴气重叠,此阴盛阳虚之症。”可见,“脾肾相关”而肌肉和骨骼的关系十分密切。
核因子Kappa B(NF-κB)是一种能与免疫球蛋白κ 轻链基因增强子κB序列特异结合并调节κ轻链转录的核蛋白因子。NF-κB 可以参与细胞生长、分化及炎症反应等基因表达调控,在很多常见的情况下出现NF-κB 的异常激活或抑制,如肿瘤、糖尿病、动脉粥样硬化等[1-3]。NF-κB 在基因的调节表达的功能是多方面的,NF-κB 二聚体与其NF-κB 抑制因子(IκB) 家族的成员结合,以无活性的三聚体形式存在于胞浆中。经典的IκB 家族成员有IκBα、IκBβ、IκBε。IκBα主要通过经典旁路途径调节Rel/p50 异源二聚体。
成骨细胞增殖分化的抑制或成骨细胞凋亡进程的加速,能使骨形成少于骨吸收从而导致OP的发生,而NF-κB 信号通路在成骨细胞的增殖分化和凋亡过程中都有着重要的作用。研究[4]表明导致骨质疏松症NF-κB 异常活化的途径有:①正常情况下,雌激素与雌激素受体结合能抑制NF-κB 的表达,在去卵巢所致的OP 模型中,由于缺乏足够的雌激素与雌激素受体结合导致NF-κB 的异常活化[5];②OP时,T细胞和其他细胞高度表达炎症细胞因子,能促进成骨细胞中NF-κB 活化,活化的NF-κB 同时能促进TNF-α、IL-6、IL-1 的转录,使其表达增加,NF-κB 与炎症细胞因子形成一个循环放大的过程[6]。大量NF-κB 的活化,使骨形成受抑制,导致OP 发生。
从本实验结果来看,与模型组比较,经中医不同治法治疗的骨质疏松症大鼠骨骼的IкBα含量明显升高,其中补肾组升高程度比较明显,其次为健脾组;说明补肾和健脾方法,通过提高骨骼的IкBα含量可以抑制NF-κB 异常活化,减缓成骨细胞的凋亡过程,使骨形成多于骨吸收,有效的防治骨质疏松症。经中医不同治法治疗的骨质疏松症大鼠骨骼肌的IкBα含量虽然与与模型组比较无统计学意义,但可以看到补肾组和健脾组有升高的趋势,说明补肾和健脾方法,通过提高骨骼肌的IкBα含量可以抑制NF-κB 表达,从而提高肌肉的能量。
从上述结果来看,补肾和健脾方法,通过提高骨骼、骨骼肌的IкBα含量,提高骨骼和肌肉的协调性,从而有效的防治骨质疏松症,说明提示补肾方法是临床治疗骨质疏松症的根本方法。健脾方法是辅助补肾方法治疗骨质疏松症的一个重要治法。