基于鈣沉積異常探討原發性骨質疏松癥“痰邪”的理論研究

周廣文 向楠* 周亞娜 張麟 代軼楠 周慧敏 余欣然

1. 湖北中醫藥大學，武漢 430065 2. 湖北省中醫院，武漢 430061 3. 武漢市中西醫結合醫院/武漢市第一醫院，武漢 430022

2001年美國國立衛生研究院提出骨質疏松癥(osteoporosis，OP)是以骨強度下降、骨折風險性增加為特征的骨骼系統疾病[1]。與骨骼強度相關的因素主要包括骨礦密度和骨質量，其中骨礦密度可反映骨強度的70%。骨礦化是骨代謝的重要過程，鈣是骨礦化重要的物質基礎，而鈣的異常沉積是骨礦化異常表現，是骨質疏松癥發病及加重的因素之一。中醫理論認為血鈣當屬津液中的精微物質，而血鈣的異常當屬中醫“痰”的范疇。筆者認為，對0P的治療可以從調節鈣沉積異常的角度入手。故本文基于鈣沉積異常探討原發性骨質疏松癥“痰邪”的理論。

1 鈣的異常沉積與骨質疏松的關系

骨組織由骨基質及數種細胞組成，骨基質的化學成分包括有機基質和無機成分兩種，有機基質由膠原蛋白(骨膠纖維)及少量無定形基質組成。無機成分又稱骨鹽(bone mineral)，主要為羥磷灰石結晶[hydroxyapatite crystal，Ca10(PO4)6(OH)2]，屬不溶性中性鹽，呈細針狀。骨礦化即是以 I 型膠原為支架，鈣和磷等無機礦物質形成羥磷灰石并在各種膠原蛋白及相關酶類、脂類協同作用下發生沉積現象[2]。其中，膠原纖維為骨骼提供了支撐和張力，鈣磷結晶則為骨骼提供硬度和壓力。鈣是構成骨礦物質的重要元素，體內的鈣99%存在于骨骼和牙齒中。骨骼的代謝包括骨吸收過程中鈣鹽的溶解和骨形成過程中鈣鹽在骨中的沉積。正常情況下，鈣鹽的溶解與沉積在成骨與破骨細胞的交互作用下保持動態平衡。一方面，鈣的缺乏是OP發生的一個重要因素。鈣攝入量的多少對最佳骨峰值的獲得、骨量的丟失均有影響。血鈣水平的下降可以導致甲狀旁腺激素(parathormone，PTH)的分泌增多，破骨細胞廣泛活化，骨吸收增加，骨吸收超過骨形成，骨顯微結構遭到破壞，骨小梁變細、變薄、斷裂，骨骼的礦物質鈣磷減少，骨組織總量減少，骨強度降低，骨脆性增加，進而發生OP。另一方面，正常的生物礦化是鈣在骨骼、牙齒、生長板軟骨等硬組織的沉積，但在軟組織中并不存在[3]。而病理性異位礦化則發生在軟組織，包括血管、腎臟、關節軟骨和心血管組織。當骨吸收與骨形成失衡，骨吸收增加，骨鈣融出入血，鈣從骨組織中流失可導致骨質疏松癥，而鈣沉積在動脈血管壁則會導致血管鈣化和動脈硬化等疾病的發生[4]。在OP的病理機制研究中，伴隨著骨代謝的異常如速率的下降和增快，都會產生一定的骨丟失，而這部分骨丟失會通過生物體自身的激素調節作用，產生對鈣/磷分布的影響，骨代謝異常與骨礦化異常，往往互為因果。因此，正常情況下，鈣的吸收與沉積是骨礦化的重要過程，而病理狀態下，鈣從骨組織流失而異常沉積于其他部位，也是OP發生與加重的原因之一。

2 調節鈣的異常沉積治療骨質疏松癥

長期的臨床研究觀察發現骨質疏松與血管鈣化(vascular calcification，VC)往往并存在同一個患者中，而近年來大量研究表明兩者之間有共同的病理生理機制[5]。多種與骨形成相關的物質也參與了VC的形成過程。有一些因子可以在鈣化形成過程中激活成骨細胞(osteoblast，OB)的成熟，促進VC形成，如骨形成發生蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)可誘導非骨組織來源的細胞分化為OB，導致異位成骨，具有啟動骨形成的能力[6]，而研究表明BMP-2對VC的誘導作用與Micro RNA、細胞凋亡、氧化應激及高血糖等因素都可能有關[7]。骨鈣素(bone g1a Protein，BGP)是OB最終分化的特異性指標，主要由OB及鈣化的血管細胞分泌，而正常的血管平滑肌細胞(vascular smooth muscle cell，VSMC)分泌量極少。BGP在VSMC中的出現說明表達成骨細胞表型的細胞在VC的發生過程中起關鍵作用[8]。另外一些因子則可以抑制VSMC轉變為成骨細胞樣表型的過程，從而抑制VC的發生。如骨保護素(osteoprotegerin，OPG)是血管代謝和骨代謝之間的一個連接蛋白[9]，是破骨細胞(osteoclast，OC)生成的抑制因子，在動脈及軟骨組織中均有表達，研究發現OPG基因缺陷小鼠更容易出現骨質疏松和骨折，并且并發主動脈及腎動脈中膜鈣化。OPG也被證實可以抑制心尖瓣膜成肌纖維細胞的鈣化[10]。基質 Gla 蛋白(matrix Gla-protein，MGP)是一種骨基質蛋白，在成年期骨中的表達是相對恒定的，在血管中則主要由VSMC合成[11]。MGP成熟需要維生素K依懶性羧化酶的參與，當其Y-賴氨酸羧化成谷氨酸殘基之后則具有抑制血管鈣化的作用[12]。敲除小鼠的MGP基因(MGP-/-)可導致致命性VC，MGP-/-的小鼠完全不表達MGP，致使骨礦化紊亂[13]。骨橋蛋白(osteopontin，OPN)可與OC表面的整合素αvβ3受體結合，刺激0C活性，促進骨的重吸收，發揮溶骨作用[14-15]。正常人體心臟與血管中OPN的表達很低，但在動脈粥樣硬化斑塊中由 VSMC 和巨噬細胞表達。OPN分子能夠結合于異位礦化組織中的鈣磷晶體表面，抑制該晶體的生長鈣化過程，抑制血管軟骨轉化、軟骨內礦物質以及膠原的累積[16]，從而抑制VC的進一步發展及加重。

研究證實，多種治療OP的藥物也可以影響VC的發生。二膦酸鹽類藥物作為治療OP的一線藥，體內和體外實驗均已證實其有抑制血管及軟組織鈣化的作用，對VC具有預防作用[17]，如阿侖膦酸鈉是治療腎移植術后骨質疏松和血管鈣化的一種有效方法[18]。特立帕肽[rh PTH(1-34)]是具有促骨形成機制的治療OP的藥物，能夠明顯升高腰椎、股骨頸及總體的骨密度(bone mineral density，BMD)，降低椎體及非椎體的骨折率，并能夠改善骨的顯微結構。此外，rh PTH(1-34)可以通過調節去卵巢大鼠MGP的活化及轉錄，使得uc-MGP的含量在循環及血管組織中減少，而血管MGP mRNA 增加，從而起到改善VC的作用[19]。近年來，他汀類藥物與骨代謝的相關性得到了多個動物實驗及臨床試驗的支持，其能夠上調骨細胞中BMP-2，并可能通過轉化生長因子β(transforming growth factorβ，TGF-β)/Smad3信號通路抑制OB凋亡，從而增加骨形成[20]，提高BMD，防止骨丟失。此外，他汀類藥物對心血管疾病也有著多方面的益處，阿托伐他汀能夠抑制TGF-β1誘導的VSMC的成骨樣分化，并通過下調β-catenin表達誘導VSMC自噬進而發揮抑制成骨樣分化作用[21]，最終起到防治VC的作用。因此，筆者認為OP的治療可以從調節鈣的沉積入手，通過對骨鈣相關蛋白的調節，促進正常的骨礦化而抑制異位鈣化，從而達到治療OP的目的。

3 鈣的異常沉積與“痰邪”的關系

中醫所言津液是由人體臟腑官竅所化生的富有營養的液態物質，其組成成分除了水分之外，尚包含一些營養物質，主要由水谷精微化生，內涵豐富。正常情況下，分布于血液、細胞間液及軟組織中的鈣當屬于中醫“津液”中的營養物質。

任何能夠導致津液代謝失常的病因皆可生痰。如肺失宣降，則可至痰壅于肺；脾失健運，運化水濕和散精功能減退，則津液環流遲緩，水液不能正常運化和輸布，而生濕釀痰；肝失疏泄，則氣機不暢，氣滯津停而為痰。又如氣虛則濕聚為痰，火旺則灼津為痰。痰邪既成則隨氣流轉，無處不到，內而臟腑，外而筋骨皮肉，形成多種病證。而血漿中游離鈣的異常沉積也會引起多種疾病。

3.1 鈣的異常沉積是動脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病、腎臟疾病等疾病普遍存在的病理基礎

血管鈣化(vascular calcification，VC)是發生于血管中膜和內膜的鈣磷的異常沉積。自20世紀90年代后，大量的研究表明VC的過程是血管的管壁細胞如VSMC、成纖維細胞、巨噬細胞等轉變為成骨細胞樣表型，是與骨發育相似的主動的、高度可調控過程[22]。這個過程中細胞分泌多種骨形成蛋白如OPG、BMP2、OCN等，在細胞內形成鈣化[23]。VC的主要特征是動脈壁彈性降低和血流阻滯，易導致心肌缺血、左心室肥大和心力衰竭，引發血栓形成、斑塊破裂，是動脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病血管病變、血管損傷、慢性腎病和衰老等普遍存在的病理表現，是心腦血管疾病高發病率和高死亡率的重要因素之一[24]。

3.2 “痰邪”是動脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病血管病變、慢性腎病等普遍存在的致病因素

“痰邪”是中醫特有的概念。任何病因只要能夠導致津液代謝失常，皆可生痰。痰為無形之邪，留于體內則隨氣升降而無處不到，或停于胃，或阻于肺，或郁于肝，或蒙心竅，或動于腎，或流竄經絡，或痰阻邪著而不行，故朱丹溪《丹溪心法·痰十三》 提出：“百病多有兼痰者”。動脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病血管病變、慢性腎病等疾病亦與“痰邪”密切相關。

根據動脈粥樣硬化涉及的部位及臨床表現，可歸于祖國醫學“痰瘀”等范疇，臨床從痰瘀辨治，往往能獲得良好療效[25]。高血壓屬于中醫“眩暈”、“頭痛”等范疇，古代醫家即多主張從痰論治此證，如漢代張仲景從痰飲立論，在《金匱要略》中用澤瀉湯和小半夏湯治療痰飲眩暈，張璐在《張氏醫通》中言：“無痰不作暈。”現代學者也普遍認為高血壓與“痰邪”密切相關，如劉德恒教授[26]認為痰為高血壓病的發病之本，而由其引發的脾虛、痰熱、痰火、瘀血、痰濕、氣滯為發病之標，治療時當求其本而兼顧其標。糖尿病血管病變是糖尿病常見的慢性并發癥，而“痰邪”是其主要病理因素之一。糖尿病以氣陰兩虛為本，氣虛運血無力或陰虧液少，血液瘀滯，郁久生熱或消渴燥熱，煉津為痰；抑或脾虛失運，水濕內生，聚而為痰。痰濁瘀血滯留在脈絡(血管)腔和互結于脈絡(血管)壁，致使管壁增厚，管腔狹窄，血管閉阻[27]。慢性腎臟病(chronic kidney disease，CKD)多屬于中醫“水腫”、“關格”等范疇，痰濕證可見于CKD的早中期，病情遷延[28]。這里的“痰”即指人體津液的異常積留,是病理性的產物，是由于外感水濕或脾腎虛弱等因素導致脾失升清，腎失開闔，水濕內停，濕聚日久而凝結成痰，痰濕中阻，阻礙氣機，繼而又致肺失通調，脾腎愈虛，如此惡性循環。

綜上所述，鈣的異常沉積是動脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病、腎臟疾病等疾病普遍存在的病理基礎，而“痰邪”也是動脈粥樣硬化、高血壓、糖尿病血管病變、慢性腎病等疾病普遍存在的致病因素。根據正常的鈣代謝在人體內環境的調節作用及鈣的異常沉積引起的病理表現，筆者認為鈣的異常沉積應屬于中醫“痰”的范疇。

4 從痰論治骨質疏松

中醫認為OP屬于“骨痿”、“骨痹”等范疇，現代學者大多認為OP的發生與腎精虧損、脾胃虛弱、肝血虧虛、瘀血阻絡瘀血阻絡4個因素有關[29]。此外，對OP的現代研究表明脂代謝紊亂與0P關系密切[30]，而脂質代謝紊亂是“痰濁”的物質基礎[31]，因此向楠教授領導的課題組基于對痰濁在OP發病中作用的認識，并結合“腎主骨，生髓”的中醫基礎理論，提出了“脂代謝異常可能與骨質疏松癥痰濁有關”的假說，并制定了補腎化痰的新治則，從“痰”論治骨質疏松[32]。其前期研究已證實補腎化痰方能夠顯著提高去卵巢骨質疏松癥大鼠的BMD，降低血清脂聯素(adiponectin，ADP)、抗酒石酸酸性磷酸酶5b(tartarte-resistant acid phosphatase5b，TRACP5b)及血清β- I型膠原C-末端肽(C-ter minal telopeptides of type I collagen，β-CTX)水平。化痰中藥能抑制根據骨髓間充質干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCS)向脂肪細胞分化，補腎化痰中藥則具有促進BMSCS向成骨分化的作用。此外，補腎化痰方能降低去勢骨質疏松模型大鼠骨髓過氧化物酶體增殖物活化受體(peroxisom proliferator-activated receptor，PPARγ2)mRNA表達，上調骨髓細胞中骨鈣素(osteocalcin，OC)mRNA、核結合因子α1(core binding factor a1，Cbfa1)mRNA、BMP2和TGF-β1的表達水平，證實了從痰論治骨質疏松的可行性[31-35]。

由于鈣化的異常屬于中醫“痰邪”的范疇，因此筆者認為從“痰”論治骨質疏松還可從調節鈣的沉積的角度入手。血管鈣化往往與骨質疏松同時發生并隨著年齡的增加而增加，兩者病理改變的共同因素即鈣的沉積部位的改變，而已有研究證實作為鈣拮抗劑的復方丹參滴丸，在維生素D誘導的VC和OP模型上可以抑制VC的發生，并將鈣轉移到骨骼上刺激骨形成[36-37]。筆者的前期臨床研究證實，基質gla蛋白(MGP)作為VC的抑制劑，也參與到OP的發病過程中，其表達與BMD呈正相關[38]，而補腎中藥淫羊藿等具有植物雌激素作用，能夠促進血清MGP的表達，從而起到改善OP的作用。因此，筆者認為運用補腎化痰法能夠調節鈣的沉積，從而起到治療原發性骨質疏松癥的目的，這還有待進一步的研究與證實。