近十年葛根防治骨質疏松癥的研究進展

孔蓓蓓 劉連起 王新祥

骨質疏松癥是一種全身代謝性骨骼疾病。原發性骨質疏松癥分為絕經后骨質疏松癥與老年性骨質疏松癥。社會人口老齡化使因骨與關節退化引起骨質疏松成為全世界所面臨的重要問題。雌激素替代療法是防治絕經后骨質疏松癥的首選方案，但長期使用雌激素引發的乳腺癌危險性增加、子宮出血等副作用難以克服，所以探索更有效和副作用少的防治方法是研究的熱點。

將葛根用于骨質疏松癥防治的思路來源于大豆異黃酮。飲食中富含豆類食品的亞洲女性絕經后骨質疏松性骨折的發生率較低，大豆異黃酮在其中起到關鍵作用。大量動物實驗證明大豆提取物大豆異黃酮增加去卵巢大鼠的骨密度，防止骨的丟失[1-3]。體外實驗表明大豆異黃酮可以抑制成骨細胞的凋亡[4]。一些臨床研究表明攝入大豆異黃酮能改善原發性骨質疏松癥患者的骨代謝相關指標，對骨密度也有一定程度的增強[5]。異黃酮是一類黃酮成分，具有雌激素樣活性，可以和雌激素受體結合產生雌激素樣作用，被稱為“植物雌激素”。但大豆中的異黃酮含量較少(0.1%～0.3%)，而葛根中異黃酮總量高達8%以上，包括葛根素(占總異黃酮含量的50%左右)，大豆苷及大豆苷元(占總量的20%左右)，金雀異黃素和芒柄花黃素等[6]。在中國葛根分布廣泛,除西藏、新疆外全國各省區均有種植。在1998年被衛生部列入藥食同源的天然植物資源名單后，更提高了葛根的開發利用度，使得其種植面積大大增加[7]，藥物資源非常豐富。近年來葛根在防治骨質疏松癥方面的作用得到廣泛關注。

中藥葛根是豆科植物野葛或甘葛藤的干燥根，性味甘、辛、涼，歸脾、胃經，具有解肌退熱、生津、透疹、升陽止瀉之功效。現代藥理學研究證明葛根能擴張冠狀血管，改善微循環，降低血液高粘狀態，有活血化瘀功效，還有改善心律失常，降血脂，抗氧化、降低血糖及解酒的功能[8]。本文就葛根防治骨質疏松癥的研究現狀進行綜述。

1 葛根防治骨質疏松癥的體內實驗研究

在骨質疏松癥的體內實驗研究中，手術摘除動物卵巢形成雌激素缺乏骨質疏松癥模型，給藥后通過骨礦含量測定[骨密度、骨鈣含量、微量元素(鎂、鋅、銅、鐵等)含量]、骨生物力學分析及骨組織形態學分析，觀察藥物作用。

鄭高利等[9]給予去卵巢大鼠葛根異黃酮，于給藥4～7個月時測定大鼠的全身骨礦含量(BMC)和全身骨礦密度(BMD)。結果表明大鼠去卵巢后BMC和BMD顯著降低，而給予葛根異黃酮能顯著提高BMC和BMD；能提高股骨相對質量體積，甚至恢復骨灰鈣鹽密度到假手術組(正常)水平；能顯著改善骨生物力學指標，提高股骨和脛骨的最大負荷和結構強度；而在增加子宮重量方面，葛根異黃酮的作用則低于陽性對照藥尼爾雌醇。另一項葛根異黃酮對去卵巢大鼠脛骨微量元素作用的研究表明，葛根異黃酮能提高脛骨鋅、鎂、錳、銅、鉻的含量，改善去勢大鼠的微量元素丟失狀況[10]。葛根總黃酮也被證實有改善去勢大鼠的骨密度、骨鈣含量和骨重量的作用[11]。

未經任何提取的葛根全粉對去卵巢小鼠的骨質疏松也顯示有保護作用。王新祥等[2]用葛根全粉加入飼料喂養去卵巢小鼠四周后，對其進行骨密度和組織形態學分析。結果顯示葛根小劑量能夠顯著抑制去卵巢小鼠骨密度的下降;抑制股骨干骺端骨量的下降和骨小梁寬度的減少；同時抑制了破骨細胞數的增加。其中高劑量的葛根對骨密度和骨量的提高甚至明顯高出正常組，顯示其有顯著療效。在切除睪丸形成的雄性激素缺乏的小鼠骨質疏松模型中，通過葛根粉喂養不僅能抑制睪丸切除導致的骨密度下降，高劑量葛根組的骨密度甚至超過假手術組12.4%，作用效果與雌二醇相當[3]，表明葛根可能在預防和治療老年男性骨質疏松癥方面也發揮作用。在另一項實驗[12]中，在骨折的新西蘭白兔植入膠原基質混合葛根素，14天解剖后進行形態評估，發現與對照組(單植入膠原基質)相比，加入葛根素組有554%的新骨形成。以上實驗顯示葛根在增加骨密度、促進骨形成方面有明顯的作用。

葛根素在葛根中異黃酮類化合物中含量最高，是其特有的主要有效的成分，因此是研究的熱點。黃彤等[13]對去勢SD大鼠進行葛根素灌胃，3個月后測定大鼠脛骨干重、灰分重量和礦物質含量及血清鈣磷濃度和堿性磷酸酶活性，結果表明葛根素能抑制去卵巢大鼠骨的高轉換狀態，增加脛骨礦物質量和無機元素含量，提示葛根素能有效改善骨代謝，對去卵巢大鼠的骨質疏松有防治作用。

2 葛根防治骨質疏松癥的體外實驗研究

在體外研究中，主要通過觀察成骨細胞增殖和分化及礦化結節的形成，來評價藥物對骨形成的作用。堿性磷酸酶(ALP)是參與骨代謝的重要蛋白質，它通過分解磷酸酯的無機磷，增加無機磷局部濃度，以促進骨基質鈣化。骨ALP由成骨細胞產生，其含量反映成骨細胞活性，是評價骨形成和骨轉換的重要指標[14]。

殷曉雪等[15]比較了葛根素和淫羊藿苷對成骨細胞增殖和分化的影響，提示葛根素可以促進成骨細胞增殖，這種影響有時間和劑量的依賴性；葛根素還能增強堿性磷酸酶活性、促進礦化結節形成，表明它對成骨細胞分化也有促進作用。王久亮等[16]用葛根素作用于原代培養的大鼠成骨細胞，結果顯示葛根素對成骨細胞增殖有促進作用，在0.01～1 μmol/L濃度范圍內表現出劑量依賴效應；葛根素對堿性磷酸酶活性也有增強，在0.01～1 μmol/L濃度范圍內表現出劑量依賴效應，且在培養第1、3、5天隨時間延長而作用增強，有時間依賴效應，具有促進成骨細胞分化的作用，提示葛根素可能通過促進成骨細胞增殖和分化來促進骨形成。王建華[17]的研究結果也得出了相似的結論，并發現在大鼠成骨細胞培養后72小時，只有葛根素1×10-8mol/L濃度能繼續保持促進細胞增殖和分化。臧洪敏[18]測定成骨細胞礦化結節形成的研究提示，葛根素能促進成骨細胞的功能。李靈芝等[19]還采用了UMR106大鼠成骨肉瘤細胞系進行實驗。在加入葛根素2天，葛根素能明顯促進UMR106細胞增殖；在培養的24小時和48小時，葛根素能使細胞內外的堿性磷酸酶活性增強。李斌斌[20]在體外培養大鼠成骨細胞中加入葛根素，實驗表明葛根素對大鼠成骨細胞的增殖無明顯刺激作用，但能促進成骨細胞合成分泌堿性磷酸酶，提示葛根素可以通過刺激骨形成來調控骨代謝。

在骨吸收方面，破骨細胞是骨吸收的主要功能細胞。已證實破骨細胞存在雌激素受體，提示具有弱雌激素效應的異黃酮對破骨細胞的形成也有影響。李斌斌[20]對新生日本大耳兔的破骨細胞進行分離培養，添加葛根素后進行形態學觀察，并測定上清液鈣含量。發現葛根素可引起體外破骨細胞形態學變化及骨吸收功能下降，表明其對體外骨吸收有一定抑制作用。李靈芝[21]采用體外培養的兔破骨細胞考察葛根素對破骨細胞骨吸收的影響，結果顯示葛根素可使破骨細胞在牛骨磨片上形成的吸收陷窩數和吸收陷窩面積明顯減少，并呈劑量依賴關系，表明葛根素對破骨細胞骨吸收功能具有直接抑制作用，這種作用可能與它的類雌激素作用有關。

骨保護素OPG(osteoprotegerin)是一種分泌型糖蛋白和缺乏跨膜結構域的TNF受體(TNFR)家族成員，主要作用是抑制破骨細胞的形成和活性。細胞核因子κB受體活化因子配體RANKL是OPG的配體，在骨骼中的主要作用為刺激破骨細胞的分化和活性，抑制破骨細胞的凋亡。調控OPG/RANKL之間的比例，可以影響破骨細胞的分化與骨吸收功能。為探討葛根治療骨質疏松癥的作用機制，吳乃中等[22]觀察了葛根對成骨細胞OPG、RANKL mRNA表達的影響：大鼠連續灌藥3天，取血分離血清，在培養的大鼠成骨細胞中加入含藥血清和對照組血清，培養6天后提取總RNA，從時效和量效兩方面觀察大鼠的mRNA表達。研究發現葛根含藥血清可以提高OPG mRNA相對表達量，且隨血清濃度而增強，有濃度依賴效應，而RANKL mRNA表達下降，但并無濃度依賴效應，提示葛根可能通過上調成骨細胞OPG mRNA的表達，下調成骨細胞RANKL mRNA的表達，從而抑制破骨細胞的產生和功能。在由地塞米松導致的繼發性骨質疏松癥大鼠模型中，葛根異黃酮的骨保護作用較輕，說明它的雌激素樣作用是抗骨質疏松癥作用的主要機理，因此在卵巢切除動物模型中能較好地發揮作用[22]。

3 葛根防治骨質疏松癥的臨床研究

孫玉明等[24,25]選取了20名原發性骨質疏松癥患者，每日服用葛根30 g，同時停用其他藥物及物理療法，28天為一個療程，進行患者的疼痛視覺模擬評分、活動能力、腰背靜息痛，以及叩擊痛、脊柱活動度、腓腸肌痙攣、直腿抬高試驗，觀察患者坐姿、站姿、走路、穿衣、大小便等臨床表現。發現葛根治療組在疼痛視覺模擬評分、活動能力、腰背靜息痛三方面較治療前都顯著改善，評分高于陽性對照藥阿爾法骨化醇組(0.25 μg/d)。其中尤以疼痛視覺模擬評分、活動功能、坐姿、站姿、腰背靜息痛、叩擊痛、直腿抬高試驗、臨床癥狀總積分改善明顯，說明葛根在改善骨質疏松癥患者臨床癥狀方面有較好的療效。此外，研究還監測了病人的骨代謝生化指標，2組病人在血堿性磷酸酶(ALP)、血清骨鈣素(BGP)、睪酮(T)、尿鈣(U-Ca)、尿肌酐(U-Cr)、尿羥脯氨酸(U-Hop)、U-Ca/U-Cr、U-Hop/U-Cr等項目均有所下降，其中，血清骨鈣素(BGP)、尿羥脯氨酸(U-Hop)、U-Hop/U-Cr等項目在治療前后有顯著性差異，表明葛根能降低骨質疏松癥患者的骨轉換率，抑制骨吸收。

IL-4、IL-6、IL-10是具有多種生物學功能的細胞因子。研究表明當雌激素下降時促進成骨細胞和骨基質細胞IL-4、IL-6的分泌，IL-4、IL-6可進一步刺激原始的破骨細胞分化為成熟的破骨細胞，促進骨吸收。IL-10能抑制單核細胞、巨噬細胞分泌TNF-α、IL-1、IL-4、IL-6等。IL-10水平降低會導致骨吸收的增強。李俊華等[26]對40名絕經后女性骨質疏松癥患者進行葛根素針劑靜滴(葛根素針0.4 g+生理鹽水500 ml靜脈滴注，1次/天)，用藥30天后采用放免法測定血清標本中IL-4、IL-6、IL-10、雌激素的含量。觀察到30天后患者血清中IL-4、IL-6減少；IL-10增加，而體內雌激素含量變化無統計學差異。推測葛根素代替雌激素與雌激素受體結合，抑制了IL-4、IL-6的分泌，增加IL-10，說明葛根素對絕經后骨質疏松癥患者有一定程度的治療作用。

徐芾等[27]觀察植物異黃酮對更年期女性骨密度和骨代謝血清生化指標的影響。將96例45～65歲身體健康的更年期女性隨機分為5組，分別服用安慰劑，鈣爾奇-D，葛根異黃酮膠囊，大豆異黃酮膠囊，鈣爾奇-D+大豆異黃酮膠囊，療程3個月，測定骨密度及骨代謝血清生化指標血清鈣(Ca)、血清堿性磷酸酶(ALP)、骨鈣素(BGP)。結果顯示，服藥前后骨密度無顯著差異，鈣爾奇-D和葛根異黃酮組的血清Ca比服藥前顯著升高；服藥后，葛根異黃酮和大豆異黃酮組的血清ALP上升，而其他組下降，推測葛根異黃酮能夠改善骨鈣代謝，能在一定程度上刺激骨形成。

近來一些防治骨質疏松癥的中藥復方也嘗試加入葛根。在基礎研究方面，姚紅等[28]從補腎益脾解肝郁的思路防治骨質疏松癥，設計了由冬蟲夏草和葛根組成的葛根蟲草軟膠囊。通過建立大鼠去卵巢骨質疏松癥模型，發現給予葛根蟲草軟膠囊3個月后，骨重量、密度和骨鈣含量均有升高。在臨床研究方面，張文揚等[29]采用溫腎壯骨湯(淫羊藿、骨碎補、蛇床子、黃芪、葛根、桂枝、甘草等)治療原發性骨質疏松癥患者，對照組用鮭魚降鈣素，2組都加服鈣爾奇-D，治療6個月，臨床疼痛癥狀與對照組相比有明顯改善，骨密度也有增加，改善程度與陽性對照藥組相比無顯著差異。目前已有將葛根加入治療骨質疏松癥的中藥復方：骨力膠囊，成分含有淫羊藿、狗脊、威靈仙、木瓜、牛膝、姜黃、補骨脂、黨參、葛根，具有強筋骨、祛風濕、活血化瘀、通絡定痛作用，用于風寒濕邪痹阻經絡所致的腰腿酸痛、肢體麻木及骨質疏松。說明葛根防治骨質疏松癥已得到認可并應用于臨床。

4 結語

目前關于葛根防治骨質疏松的報道多為基礎研究，有小部分臨床研究。動物實驗證明葛根對卵巢切除和睪丸切除的動物骨骼有保護作用，能改善骨密度，促進骨形成。體外細胞學研究也證實葛根異黃酮可促進成骨細胞的生長和功能，抑制骨吸收。葛根能夠顯著提高骨密度、促進骨形成的特性使其成為研究骨質疏松癥所關注的熱點，但目前仍缺乏對其確切成分與作用機制的深入研究。由于葛根中含多種異黃酮成分，它們各自的作用及活性也是研究的重要方面，而葛根中其他成分是否同樣參與了骨代謝也是一個尚未解決的問題。因此，研究葛根有效成分，從細胞、分子水平探討葛根對成骨細胞、破骨細胞的作用機制及對相關細胞因子的調控作用將是研究的重點。期待今后能有更多的研究，使葛根防治骨質疏松癥有更深入的研究和更廣泛的應用。

如何將葛根防治骨質疏松癥的新的藥理作用更好地納入中醫理論體系，應用或體現在理法方藥之中，也是學者們一直思考的問題。根據葛根入脾、胃經的特點，結合其他新近發現的入脾或胃經也同樣具有骨質疏松癥防治作用的藥物，如升麻[30]，參考金元四大家的李東垣在《脾胃論》有關“骨蝕”病的論述，有學者提出骨質疏松癥的主要病機是以脾虛為本，治則治法宜采用益氣健脾升陽的觀點[31]。這與長期以來形成的骨質疏松癥的主要病機是以腎虛為本的認識有著明顯不同，希望能對骨質疏松癥中醫的病因病機與治則治法起到重要的補充與完善[32]。

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