中药调节绝经后骨质疏松症骨代谢的研究进展

方 晴，刘继华，董 博，李 淼，欧国峰，符其飞

(1. 陕西中医药大学第一临床医学院，陕西 咸阳 712046；2. 陕西中医药大学附属医院，陕西 咸阳 712000)

绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,PMOP)是指绝经期后妇女由于体内雌激素缺乏,钙磷代谢失调，导致骨量急速丢失，骨吸收和骨形成动态平衡调节曲线被打破的一种代谢性疾病[1-3]。PMOP的主要病理特征是骨组织微结构改变、骨量减少、骨脆性增加、骨质量和骨强度降低，导致骨折危险系数增高。骨吸收和骨形成动态平衡调节曲线被打破是PMOP的主要发病机制[4]。有研究表明多种中药能影响PMOP的骨代谢，从而恢复其动态平衡[5]。这些研究为临床应用中药治疗各类型骨质疏松症提供了科学依据。本文从中药影响PMOP骨代谢的理论基础、具体的调节作用和可能机制3个方面，对近年来中药调节PMOP骨代谢的研究进展进行了综述。

1 中药影响PMOP骨代谢的理论基础

祖国医学很早以前就对骨质疏松症有了一个比较全面的认识，后代医家把它归为“虚劳”“骨痪”“骨痹”范畴，认为其发生、发展主要与“肾气”有关。《内经》认为“骨痪”(即现代医学称OP)首责于肾虚，主张肾主骨生髓，主生殖及发育机能,肾藏精，精生髓，髓生骨。精足则髓足，骨骼得养，则骨骼刚健。《素问·上古天真论》曰“女子七岁肾气盛，齿更发长……三七肾气平均，故真牙生而长极；四七筋骨坚……五七阳明脉衰……七七，任脉虚，太冲脉衰少，天癸竭……故形坏而无子。丈夫八岁肾气实，发长齿更……三八肾气平均，筋骨劲强，故真牙生而长极。四八筋骨隆盛……五八肾气衰……七八肝气衰……八八天癸竭……则齿发去。”明确指出了肾中精气盛衰与人体的机能代谢密切相关，肾精充足则骨髓化生有源，骨骼得养则骨质强劲；反之，若肾精亏虚，则骨髓化源不足，骨骼失养则骨质脆弱。人体发育早期，肾精在体内多种调控因素的作用下可分化成成骨细胞、骨髓间充质干细胞，完成骨的重建过程，而随着年龄增长肾精不足则导致各类骨退行性疾病的发病增多，这与《素问·上古天真论》中肾精对骨骼生长代谢影响的描述有异曲同工之处。由此可见肾中精气影响着骨代谢的动态平衡，故临床多采用补养肾精中药来治疗PMOP[6-7]。

2 中药对PMOP骨代谢的调节作用

2.1单味中药及其提取物对PMOP骨代谢的调节作用 临床一般多选用补养肾精的中草药如杜仲、巴戟天、牛膝、骨碎补、淫羊藿等配伍治疗骨质疏松，其具有补肾、助阳、益气、强筋健骨等作用。牟丽秋等[8]通过研究杜仲抗骨质疏松的药效成分，发现杜仲中3种单抗化合物—槲皮素、京尼平苷及桃叶珊瑚苷可促进成骨细胞的增殖和分化，且作用强度与浓度和时间呈正比，为临床开发杜仲相关药物制品防治骨质疏松提供了药理基础。李丹青等[9]的研究结果显示在细胞分化的早期、中期、晚期巴戟天多糖能使Runt相关转录因子2(runt-ralated transcription factor2，Runx2)和氧代丙腈(oxypropionitrile，OPN)的蛋白表达显著增强，从而实现其促进BMSCs成骨分化的作用。杨国夫等[10]给予去卵巢大鼠牛膝醇提取物12周后，采用酶联免疫吸附法分别检测去卵巢大鼠注射不同剂量牛膝醇提取物3周后血清中骨碱性磷酸酶(BAP)、骨钙素(BGP)、抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP)比值变化，并使用双能X射线骨密度仪测量腰椎、股骨的骨密度。最终结果发现：注射了牛膝醇提取物的去卵巢大鼠血清BAP和BGP水平增高,血清TRACP水平显著降低,且在高剂量组的表现最为明显。这表明牛膝醇提取物具有较强的促进骨形成、抑制骨吸收、改善骨转换率的作用,且存在一定的剂量效应关系。朱慧锋等[11]通过去卵巢大鼠建立PMOP模型,研究注射不同剂量的骨碎补总黄酮12周后去卵巢大鼠血清中Smad1、Smad5 mRNA表达的变化。结果显示骨碎补总黄酮的Smad1、Smad5、mRNA表达在高、中、低剂量组中均有所上调，其中以骨碎补总黄酮中剂量组最为有效，这说明骨碎补总黄酮中剂量组有明显的治疗作用，这为利用骨碎补防治骨质疏松症提供了有利的依据。赵冰洁等[12]通过将雌性大鼠切除双侧卵巢，制造骨质疏松大鼠模型，通过测定其血清碱性磷酸酶和抗酒石酸酸性磷酸酶比值以及股骨中骨保护素(OPG)、破骨细胞分化因子(RANKL)蛋白表达活性，系统地观察淫羊藿对骨生物学的影响，最终表明淫羊藿醇提物不仅能显著下调血清碱性磷酸酶和抗酒石酸酸性磷酸酶比值,而且还能增强OPG蛋白表达活性,降低RANKL的活性,增加骨密度，减少骨折风险，从而发挥抗OP作用。汴琴等[13]通过制造去卵巢大鼠正常组、对照组、治疗组实验模型，观察中药淫羊藿、补骨脂各自有效成分提取物淫羊藿苷、补骨脂素对去卵巢3个月大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)的调控作用，发现去卵巢12周后治疗组去卵巢大鼠骨体积与组织体积之比、骨小梁厚度明显减少，骨小梁空间距离明显增加。表明淫羊藿苷和补骨脂素具有较强的成骨分化潜能，可能是淫羊藿和补骨脂发挥抗骨质疏松作用的主要有效成分之一。

2.2中药复方对PMOP骨代谢的调节作用 中医认识和治疗疾病注重辨证论治,中药复方正是在辨证论治的基础上将药物按君臣佐使的原则进行有机配伍组方，目前临床实验研究多采用中药复方含药血清进行体外细胞的诱导培养来验证其功效[14]。胡静等[15]用牡蛎钙(主要以鹿茸为君药，并辅以富含钙剂的牡蛎等组成)补肾中药复方含药血清探究其对去卵巢大鼠成骨细胞中骨形成蛋白-4诱导成骨信号转导机制的调节作用,结果证实牡蛎钙中药含药血清均能大幅调高BMP-4和Smad5基因表达,调低Smad6基因表达,从而起到加快骨形成的作用,这可能是其防治骨质疏松症的重要机制之一。杨锋等[16]通过制造动物模型以便进一步研究右归丸含药血清对小鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化过程的影响。结果发现右归丸含药血清可显著上调Runx2、BMP-2、ColⅠmRNA的比值以及BMSCs碱性磷酸酶蛋白表达水平，增强成骨诱导剂诱导BMSCs向成骨细胞分化的作用,推进了成骨细胞发育成熟。高美霞等[17]观察骨疏康治疗PMOP患者的实验研究表明服用骨疏康治疗3个月后患者血清Ca2+水平较治疗前显著上升(P<0.05)，而血清P水平变化不明显(P>0.05)，血清BGP水平较治疗前也有大幅上调(P<0.05)，尿PYD/Cr较治疗前则明显下降(P<0.05)，同时伴随有BMP水平的明显升高(P<0.01)，雌二醇(E2)分泌水平也较治疗前明显升高(P<0.05),PTH则明显下降(P<0.01)，患者腰膝酸软、四肢乏力等症状消失。说明骨疏康治疗骨质疏松症效确定,作用明显,具有很好的药学发展前景。向科明等[18]通过大量收集实验组和对照组患者分别使用补肾活血法(其主要成分有巴戟天、肉苁蓉、黄精、黄芪、全当归、熟地、枸杞子、党参 、丹参、牛膝、淫羊藿、骨碎补以及田三七、甘草等)和碳酸钙 D3治疗POMP的相关资料，进而比较2组患者的骨强度、血清E2的水平变化。结果显示治疗组的骨强度值和血清E2水平均高于对照组，治疗组患者服用补肾活血汤的治疗总有效率显著高于对照组，表明补肾活血方剂对治疗绝经后骨质疏松症患者有明确的效果,祖国传统医学宝库还有很大的潜能值得我们开发利用。

3 中药调节PMOP骨代谢的可能机制

近年来随着科学研究手段的不断发展，人们发现多种细胞因子和信号通路参与了PMOP骨代谢的调节过程。白细胞介素-1(IL-1)、IL-6、核因子-κB、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等生物活性物质一直被人们认为是骨组织微环境中溶骨细胞因子网络中的重要成员，其可直接作用于破骨细胞，从而引起相应的生物学反应，参与骨代谢影响骨重建，而IL-4、IL-10、IL-12等则可抑制破骨细胞的生成和活性。IL-1、IL-6、TNF-α等不仅使骨吸收和骨细胞碱性磷酸酶的活性大大增强，同时还可作为临床诊治PMOP的辅助检测指标。张萌萌等[19]观察云克治疗PMOP患者的实验研究表明，云克对骨生成区具有明显的导向作用，治疗后患者血清中IL-1、IL-6、TNF-α、BALP、BGP水平较治疗前明显下降，这些生物活性物质进入骨组织后即参与骨代谢调节,具有明显的抑制破骨细胞活性,增加BMD的作用,其增加BMD的重要机制之一可能就是抑制了破骨细胞活性,降低骨丢失，从而间接实现了促进成骨细胞的作用。

MAPK是普遍存在于动物细胞内的一类丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶，细胞外信号或刺激主要通过细胞外信号调节激酶(EPK)、C-Jun N端激酶(JNK，又称SAPK)、P38通路3条通路将其激活[20]。MAPK信号通路一旦被激活，一方面可促进Osterix表达及Runx2磷酸化,另一方面可调节BMPs,从而发挥其促使BMSCs成骨分化的作用。其中p38MAPK信号通路尤为重要,其不仅在骨形成的早期非常重要,而且在维持骨代谢平衡方面发挥着显著作用。研究证明一些可以影响骨代谢的中草药都可通过p38MAPK信号通路来调控成骨分化，如淫羊藿、菟丝子、补骨脂等[21-23]。淫羊藿苷可以通过上调BMP-2、BMP4、Smad4、OPG、RANKL和OPG/RANKL的比率，激活BMP-2/Smad4信号转录途径，来促进成骨分化。淫羊藿苷还能够通过抑制p38和JNK通路的激活，从而达到抑制脂多糖介导的骨吸收的目的，这间接也促进了骨的形成[24]。Wu等[25]利用淫羊藿苷对患者病灶局部进行早期治疗后发现，其对促进骨形成具有良好效果，特别是其骨诱导功能尤为显著。经典的Wnt/β-catenin信号通路对BMSCs的自我更新和分化起着非常重要的作用，在骨细胞生成和骨形成中扮演着关键性的角色，β-catenin是Wnt信号通路中的中枢性因子，当Wnt蛋白和Fizzled受体及其他相关受体结合后，Wnt/β-catenin信号通路激活，β-catenin转移入核，与核内相关因子相互作用，最终启动下游成骨相关基因的转录[26]。刘光旺等[27]发现补肾填精中药含药血清可显著上调去势小鼠β-catenin、LRP5和TCF蛋白表达水平，且其水平的高低与含药血清浓度呈正相关，这表明在应用补肾填精中药治疗骨质疏松症的过程中Wnt/β-catenin信号通路发挥着不可替代的作用。

除此之外，Fas/Fas-L信号系统在雌激素相关性骨吸收以及骨内环境稳定的调节中也扮演了重要角色[28]。大量实验研究表明，雌激素可以通过调节成骨细胞和破骨细胞上的Fas /Fas-L信号系统的表达而影响骨代谢过程[29]。正如骨代谢过程其实就是破骨细胞吸收陈旧骨和成骨细胞形成新骨的动态调节过程，而在此过程中雌激素主要是通过维持骨形成和骨吸收之间合适的比率来保证骨代谢内环境的稳定的[30]，其中Fas/Fas-L信号系统是雌激素发挥作用的关键机制[31]。一旦启动了成骨细胞和破骨细胞的细胞凋亡途径，Fas/Fas-L信号系统就可以通过自分泌途径和旁分泌途径，介导破骨细胞的凋亡和成骨细胞的形成。当雌激素水平降低时，破骨细胞凋亡减少，活动亢进，骨吸收作用增强，最终导致了PMOP的发生，这些都表明Fas/Fas-L信号系统对维持骨代谢的动态平衡有促进作用。

4 小 结

积极开展中药对PMOP骨代谢调节作用的相关研究，可为临床医生应用中草药治疗各类型骨退行性疾病提供理论依据。对补养肾精中草药的相关研究表明其具有类激素样作用，可升高体内内分泌1,25-(OH)2D3水平，促进骨细胞增殖分化，使肠黏膜对钙的吸收利用作用增强，调节体内骨代谢的动态平衡，促进骨生成，改善骨基质的分子结构，使骨结构力学特征性得以加强。至于其具体的调节机制可能与细胞中的多种生物活性因子如IL-1、IL-4、IL-6、IL-10、IL-12、核因子-κB、肿瘤坏死因子-α等、MAPK通路、经典的Wnt/β-catenin信号通路以及雌激素和Fas/Fas-L信号系统等有关。因此借助现代实验技术，从细胞、分子生物学方面深入研究补肾中药对PMOP骨代谢的可能机制、调节靶点、调节强度以及药效动态调节曲线等将是未来研究的重点。

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