氟和鋁對骨骼的影響探討

祝曉明 曹 平 張光偉 雷 靜

（西安醫學院公共衛生系流行病與統計學教研室，陜西 西安710021）

飲茶型氟中毒是我國特有的一種地方性氟中毒類型，是長期大量飲用含氟量極高的磚茶所引起的一種全身性疾病。病區主要分布在我國西部有大量飲用高氟磚茶習慣的地區，嚴重危害藏、蒙等少數民族的健康[1]。磚茶是采用茶樹的粗、老枝葉加工而成，其氟的含量往往是普通商品茶的百倍甚至幾百倍，這是造成飲茶型氟中毒的一個主要原因[2]。因為茶葉中不僅富集了大量的氟，還通過根系從土壤中吸收了大量的鋁，并且茶葉本身還有很多其他的成分如茶多酚等，故飲茶型氟中毒的發病機制比較復雜。

1 氟對骨骼的影響

氟中毒病人的骨相改變復雜多樣，李廣生把氟骨癥的病變主要歸納為骨硬化、骨軟化、骨質疏松和骨周軟組織化骨四類。氟骨癥通常表現為骨硬化為主加上骨周軟組織化骨，在不同的部位還可能伴有輕度骨樣組織增多或局灶性的骨質疏松[3]。骨硬化是指骨變硬，即鈣化骨的骨量增加。其形態學表現為骨小梁增粗，排列致密，小梁間網眼縮小。早期文獻報道的氟中毒主要表現為骨硬化，但后來陸續發現一些氟中毒病例有骨軟化的表現。骨軟化指骨骼內因含有未鈣化的骨樣組織而變軟，包括新形成的骨質鈣化延遲和原已鈣化的骨質被骨樣組織取代。其形態學表現為纖細的鈣化骨小梁周圍包繞一厚層骨樣組織。骨軟化時盡管鈣化的骨質減少，但由于骨樣組織充塞，故組織結構不但不疏松，還很致密。

2 鋁對骨骼的影響

鋁是一種對人體有害的元素，長期攝入可在人體內蓄積并產生慢性毒性。人體內的鋁有95%結合在血漿中，隨后蓄積在骨、腦、脾、肝等器官，受累最嚴重的是骨。鋁能引起人體的骨病變，如骨軟化和骨發育不全，主要機制是鋁直接作用于骨組織而引起骨病理改變。進入骨中的鋁蓄積于骨基質中，存在于成骨細胞的線粒體中，使成骨細胞合成的骨樣組織和膠原減少。鋁可以直接影響成骨細胞的數量和功能，還可以抑制類骨質的礦化從而影響骨質的結構[4]。對老年骨質疏松癥患者的研究表明，體內鋁的蓄積可能是骨質疏松的主要原因之一[5]?，F有臨床研究表明，鋁不僅阻止了骨的礦化，也抑制了骨的形成，產生鋁致骨軟化[6]。盡管鋁與骨質疏松之間的關系尚未定論，但不能低估鋁對骨的危害。

3 氟與骨轉換

骨轉換（bone turnover）是近年提出的，用以反映骨代謝的概念，主要指骨組織的更新替代，是通過舊骨吸收和新骨形成來完成的[3]。在骨的生長期，骨轉換表現為骨塑建，結果是骨量增加，骨骼的縱軸、橫徑不斷生長，并維持一定解剖構形[3]；在骨的發育成熟期，骨轉換表現為骨重建，目的是植入更新的骨細胞以維持骨體積和鈣離子穩定狀態[7]，結果是實現骨質的新舊更替，不改變骨骼的大小構形。骨轉換在生理情況下轉換過程比較緩慢，而在病理情況下轉換過程可以加速[3]。慢性氟中毒所引發的氟骨癥的重要特征是骨轉換加速[8]，涉及參與骨轉換的細胞主要是兩類：其一，是成骨細胞（osteoblast,OB），負責生成新骨，即骨形成；其二，是破骨細胞（osteoclast,OC），負責破壞舊骨，即骨吸收。氟中毒時，骨形成和骨吸收之間的平衡被破壞，成骨活動增強與破骨吸收增強并存。

3.1 氟對成骨細胞的作用

在氟中毒時成骨細胞系的細胞明顯活躍，表現為細胞數目增多并且胞體肥大。Farley等[9]通過培養雞胚骨細胞，證實氟化物能直接促進成骨細胞系增生并能增強堿性磷酸酶(ALP)活性來加強成骨作用，由此推測氟化物既能刺激成骨細胞系的增生，也能刺激其分化。但后來的研究表明，氟化物能促進活體動物體內OB的增生，在體外研究中，氟化物未顯示出這種增殖作用[10]。而從氟化物治療的骨質疏松癥病人或氟中毒實驗動物的骨骼中獲取的OB，卻在體外培養中表現出較高的增殖能力。由此推測，在體內，氟化物可通過合成某些局部生長因子而間接作用于OB，或者直接選擇性作用于成骨細胞系的某些亞群[11-12]。

3.2 氟對破骨細胞的作用

氟中毒時破骨常呈活躍增生狀態。任立群等[13]研究發現，在不同鈣水平飼養條件下，氟化物對大鼠破骨細胞的影響不同，在多數情況下，氟化物造成骨轉換加速，破骨性吸收增強。目前，過量氟對OC的激活作用早已得到眾多學者的首肯，但其機理尚不清楚。有研究認為氟對OC的激活可能需經甲狀旁腺激素來介導。也有研究和臨床觀察推測氟化物可能直接活化OC[14-15]。但也有學者認為，氟化物的基本作用是刺激成骨活動，抑制骨吸收。

飲茶型氟中毒與其他類型的氟中毒不同，有其獨特的流行特征和臨床表現。鋁與氟對機體的靶器官的作用及危害有相似之處，但氟鋁共存時，在一定水平范圍內又觀察到協同或拮抗作用。因此弄清楚氟和鋁之間的這種關系對于氟中毒的防治和治療都有重要的現實意義。

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