周沁心 ,陳繼鑫 ,牛樸鈺 ,劉愛峰 △
(1.天津中醫(yī)藥大學第一附屬醫(yī)院,天津 300381;2.國家中醫(yī)針灸臨床醫(yī)學研究中心,天津300381)
膝骨關節(jié)炎(knee osteoarthritis,KOA)是骨科常見的退行性疾病,臨床以膝關節(jié)疼痛、活動不利等癥狀為主,嚴重者導致關節(jié)畸形和殘疾[1-2]。該病以關節(jié)軟骨、軟骨下骨以及周圍軟組織進行性破壞為病理特征[3-4]。中醫(yī)學將膝骨關節(jié)炎歸屬于“痹病”范疇,其發(fā)病的內因是患者年老體質衰弱,肝腎虧虛,精血化生失源,筋骨失衡,外因多為關節(jié)長期勞損,或是感受風、寒、濕邪[5-6]。肝腎虧虛,氣滯血瘀是本病的主要病機,臨床使用補腎活血中藥治療KOA已取得較好成效?!氨栽谟诮顒t屈不伸”,筋束骨,骨定筋,KOA的治療不僅僅在“骨”,“筋”亦為關鍵病位[7-8]。本文結合中醫(yī)學“筋柔骨正”理論,探討補腎活血法治療膝骨關節(jié)炎的機制,以期為中西醫(yī)結合非手術治療KOA提供新的理論依據(jù)。
《素問·長刺節(jié)論》曰:“病在骨,骨重不可舉……名曰骨痹。”這是“骨痹”的病名首次被提出?!肮潜浴卑l(fā)病,內因責之肝腎虧虛,筋骨失養(yǎng),外因為風、寒、濕等外邪侵襲人體,血脈運行不暢,氣血生化失司,瘀阻筋骨,正氣不足以御邪,進一步為邪氣侵襲機體創(chuàng)造條件。病邪頑固,瘀血等病理產物停聚關節(jié),膠結日久,引發(fā)膝關節(jié)疼痛和功能受限等癥狀[9]?!端貑枴け哉摗吩唬骸帮L寒濕三氣雜至,合而為痹也……濕氣勝者為著痹也?!彼伢w腎虛,正氣虛衰,外邪襲體,骨痹發(fā)病。腎主一身之骨髓,腎精化髓,精血旺盛,腎精充盈,則筋骨勁強,化生有源。反之,腎不盛則髓不能滿,則骨軟弱無力?!端貑枴ば魑鍤馄吩唬骸案沃鹘睢薄澳I主骨”,肝腎同源于精血,筋骨密切相關,筋束骨,骨定筋,相輔相成,協(xié)同維持人體運動,都與肝血腎精的充盈密切相關。《類證·治裁》曰:“諸痹,風寒濕三氣雜合,而犯其經絡之陰也……因而留滯,氣血凝澀,久而成痹?!毙皻馇忠u人體,邪氣阻遏了正氣在體內的正常運行,正氣失宣,氣滯血瘀,絡脈不通,日久發(fā)為痹病。血行不暢,經脈不通,絡虛脈損,瘀于關節(jié),不通則痛。故本病病性為本虛標實,肝腎虧虛為本,瘀血內阻為標,基本病機為腎虛血瘀,正如《素問·痹論篇》所言:“痹在于骨則重……在于筋則屈不伸”,以及“痹久必有瘀血”,治療當以補益肝腎、活血理氣為主。因此臨床上多用補腎活血法來治療KOA[9-11]。
現(xiàn)代醫(yī)學認為KOA發(fā)病主要原因為關節(jié)軟骨細胞、軟骨下骨進行性合成與降解失衡,此外,軟骨損傷的微環(huán)境和膝關節(jié)力學環(huán)境在發(fā)病過程中的作用日益受到重視[12-14]。KOA的病理進程中,細胞因子可經催化刺激誘導軟骨細胞產生基質金屬蛋白酶(matrix metallo-proteinase,MMP)、一氧化氮(nitric oxide,NO)和前列腺素(prostaglandin,PG)等物質,導致軟骨細胞合成與分解代謝失衡,造成膠原纖維變薄,加速裂解膠原成分,使緊湊的膠原排列松散,同時引起軟骨基質降解,加速軟骨變性和細胞凋亡,從而促使KOA發(fā)生與發(fā)展[15-16]。軟骨細胞以及基質降解,軟骨結構發(fā)生改變,關節(jié)間隙變窄,導致下肢力軸發(fā)生偏移,軟骨區(qū)域所受的機械應力發(fā)生變化,過度負荷,軟骨損傷進行性加重,此為KOA發(fā)病力學環(huán)境的改變。由此可見,軟骨的損傷與下肢力軸的偏移互為因果,是KOA加重的重要因素。
“筋柔骨正”理論可溯源至《素問·生氣通天論篇》:“謹和五味,骨正筋柔,氣血以流……謹?shù)廊绶ǎL有天命?!憋嬍澄逦兜钠胶?,骨正筋柔,使全身氣血通行流暢,肌膚腠理致密,如此,機體的骨骼氣血便強勁有力,身體盛壯。“筋”可理解為肌肉、筋膜、肌腱、軟骨等軟組織,“骨”也是機體的重要一部分,和“筋”共同遍布人體,維持人體形態(tài),保護臟腑,主運動[17-18]?!饵S帝內經》中對“筋”的特性進行了定義。《素問·痿論》曰:“宗筋主束骨而利機關也”。這解釋了筋的功能,其一是筋具有“束骨”功能,即維持骨骼的穩(wěn)定,約束骨骼;二是“利機關”,即協(xié)調各個器官組織完成運動功能。筋柔指的是筋柔軟而不強硬,筋不柔則其束骨功能受到影響,筋傷會引起骨縫錯落,即骨不正,而骨不正又會加重筋的損傷,骨與筋相互影響。“筋柔骨正”闡釋了骨與筋的關系,即“骨正則筋柔,筋柔則骨正”[8,19-22]。
“筋柔骨正”理論與KOA的病理生理學研究相符合,膝關節(jié)的正常狀態(tài)是“骨正則筋柔”、“筋柔則骨正”。膝關節(jié)在生理狀態(tài)下,下肢力軸通過整個膝關節(jié)中心,當力軸發(fā)生改變產生偏移時,關節(jié)中內側間室的某些區(qū)域承受過多的載荷,在長時間過負荷應力刺激下,導致下肢力軸的偏移,影響內側間室,導致軟骨應力分布不均,使關節(jié)軟骨部分區(qū)域過度負荷,日久造成損傷,引起關節(jié)軟骨結構發(fā)生改變并進行性加重,此為KOA發(fā)病的力學環(huán)境條件。當關節(jié)完整性破壞或關節(jié)面塌陷時,下肢力軸改變,韌帶易受牽拉損傷,肌肉應力點隨之改變,血流不暢,筋失其柔,即為“骨不正筋不柔”,此為骨病及筋,導致KOA發(fā)病[17,23-24]。在中醫(yī)學中,肌力的變化、軟骨的退變、韌帶的斷裂,皆屬于“筋”的改變,會導致膝關節(jié)受力分布異常從而引發(fā)關節(jié)炎,這是筋失去其柔而不強的正常特性,從而導致骨喪失其正常的力線[25]。膝關節(jié)周圍的韌帶能夠起固定膝關節(jié)的作用,防止其內外翻以及脛骨平面在前后方向的過度移動,而周圍的肌肉則是穩(wěn)定膝關節(jié)的重要基礎。股四頭肌張力改變、力量減弱可造成周圍肌肉對關節(jié)的保護能力下降,發(fā)生關節(jié)失穩(wěn),出現(xiàn)脛股、髕股關節(jié)面之間受力不均及應力增高,此為骨不正導致筋不柔,從而導致KOA發(fā)病[26-27]。韌帶結構發(fā)生斷裂,導致膝關節(jié)內部結構所受負荷紊亂,從而必須重新分配各結構所受應力,使得KOA發(fā)病率增加。
肝主筋,腎主骨,筋絡骨,骨連筋,二者相互影響并協(xié)同作用,筋柔則骨正,骨正則筋柔。肝腎同源,筋和骨皆來源于精血,腎精充盈,則筋骨勁強,筋與骨共同發(fā)揮著作用[8,17,19-20]。筋骨失調與人體肝腎虧虛密切相關。若肝腎匱乏,精血日益虧虛,筋骨化生失源,筋失去濡養(yǎng),筋不柔,活動漸緩,則膝關節(jié)出現(xiàn)退行性病變,發(fā)生關節(jié)疼痛,活動受限等,久立傷骨,久行傷筋,筋骨失衡,膝關節(jié)內部微環(huán)境和外部力線失去穩(wěn)態(tài),進而導致筋骨的進行性破壞,如骨質增生、滑膜增生、炎癥等,其本質是代償性的病理性平衡。病理性的骨質增生,此為骨不正,在下肢力學環(huán)境下,骨失其正,二者交互,必然會損傷筋,如周圍肌肉、韌帶等軟組織的張力性改變,骨疾則筋痹,無筋骨不得以動,骨不正則筋不柔。臨床治療主張筋骨并重,筋柔骨正。肌肉、韌帶、軟骨等軟組織恢復筋柔,可加強膝周穩(wěn)定性,恢復關節(jié)功能。故治療應注重筋柔骨正,糾正筋骨失衡,以補肝益腎、祛瘀通絡為主,益氣血,利關節(jié),以達“骨正筋柔,氣血以流”[10-11,28-29]。
基于膝骨關節(jié)炎本虛標實之病性,再辨其腎虛血瘀之病機,治療上,當取補腎活血之法。骨正筋柔,則全身氣血以流,骨等結構功能正常,膝關節(jié)中筋受濡養(yǎng),得以維持關節(jié)靈活運動。若因肝腎不足或外邪侵襲等因素,使膝關節(jié)周圍氣血受阻,筋失去濡養(yǎng)而失去其柔之特性,則筋不束骨,骨失其正,膝關節(jié)活動屈伸不利。因此在“筋失其柔”的膝痹病中,對其治療時應當恢復膝關節(jié)“筋柔”狀態(tài),可從增加軟骨細胞數(shù)量,減少其凋亡,抑制軟骨基質的降解,促使間充質干細胞成軟骨分化等方面達到軟骨修復的目的。這有助于矯正下肢力線,恢復軟骨的應力負荷,改善膝關節(jié)周圍軟組織如筋膜、滑膜、韌帶、肌肉等張力特征,進一步改善KOA癥狀。
4.1 對軟骨細胞的作用 補腎活血中藥可通過增加軟骨細胞數(shù)量,減少軟骨細胞凋亡,保護軟骨等軟組織,矯正下肢力線,促使軟骨應力分布平衡。楊帆等對兔KOA模型分別以美洛昔康片和補腎活血中藥治療,發(fā)現(xiàn)補腎活血中藥組通過轉化生長因子(TGF-β)/骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMPs)信號通路,顯著提高BMP-4、BMP-7和TGF-β1的表達水平,且成劑量依賴性,從而減少軟骨細胞的凋亡,起到保護軟骨的作用[30]。衰老相關異染色質聚集(senescence-associated heterochromatic foci,SAHF)與軟骨細胞的增殖、分化、衰老關系密切,SAHF的形成與衰老信號分子HIRA/ASF1a相關,林一峰等研究發(fā)現(xiàn)補腎活血中藥減少了HIRA、ASF1a的表達,這對軟骨細胞的衰老平衡穩(wěn)態(tài)起重塑的作用,讓軟骨細胞衰老速度減緩,從而達到延緩OA發(fā)生的目的[31]。補腎活血代表藥牛膝所含的多糖類化合物、黃酮類化合物是預防治療OA的主要活性成分,Weng等發(fā)現(xiàn)牛膝多糖(achyranthesbidentata polysaccharide sulfate,ABPS) 通 過 激 活Wnt/β-catenin信號通路促進軟骨細胞增殖[32]。Xu等證實了牛膝皂苷(achyanthes-bidentatasaponins,ABS)通過抑制Caspase-3的活化來抑制細胞凋亡[33]。另有研究發(fā)現(xiàn)ABS可提高轉化生長因子TGF-β1及抗凋亡蛋白的的表達,降低促凋亡蛋白的表達,從而減少軟骨細胞的凋亡[34-35]。Zhang等發(fā)現(xiàn)蛻皮甾酮可下調凋亡基因Bax表達、P53磷酸化和促進重組蛋白Bclxl的表達,從而保護軟骨細胞[33]。
4.2 對間充質干細胞的作用 補腎活血中藥可促進間充質干細胞(mesenchymal stem cells,MSCs)成軟骨分化,增加軟骨細胞的數(shù)量,且促進MSCs的歸巢作用,從而促進軟骨修復,改變下肢力線,改善KOA癥狀[36]。研究者在不同類型的骨髓間充質干細胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs) 實驗中,得出了相似的結論。吳剛等人使用補腎活血湯含藥血清體外培養(yǎng)BMSCs,發(fā)現(xiàn)補腎活血湯培養(yǎng)組可有效促進BMSCs成軟骨細胞分化[37]。馬篤軍等研究發(fā)現(xiàn)牛膝醇提物誘導培養(yǎng)兔BMSCs可顯著增加軟骨分化標記基因 Sox9、蛋白聚糖(proteoglycan,PG)、Ⅱ型膠原(collagen,col2)表達,這表明牛膝醇提物可在體外誘導兔BMSCs成軟骨分化[38]。汪建樣等使用生長分化因子-5(GDF-5)聯(lián)合淫羊藿素(icaritin,ICT)誘導培養(yǎng)鼠BMSCs,結果發(fā)現(xiàn)和Wnt/β-catenin信號通路相關的基因β-catenin mRNA表達水平增加,成軟骨分化相關基因以及Ⅱ型膠原蛋白表達量也增加,這說明淫羊藿素可能通過激活Wnt/β-catenin信號通路,促進鼠BMSCs向成軟骨分化[39],并且其不會造成BMSCs的肥大化[40]。此外,有研究通過跨膜遷移實驗發(fā)現(xiàn),淫羊藿苷(icariin,ICA)在體內外通過刺激PI3K/Akt信號通路,促使BMSCs遷移[41]。此外,還有研究發(fā)現(xiàn)淫羊藿苷通過MAPK信號通路誘導肌動蛋白應激纖維的形成,從而促進BMSCs在體內和體外向軟骨缺損區(qū)發(fā)生募集[42]。
4.3 抑制軟骨基質降解 細胞外基質(extracellular matrix,ECM)的代謝失衡,可導致軟骨退變。許多研究表明補腎活血中藥可抑制白細胞介素-1β(interleukin-1β,IL-1β)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor,TNF-α)和MMP等細胞因子的表達,抑制ECM的降解,維持軟骨細胞形態(tài),恢復軟骨應力分布,減緩KOA的進展。李斌等研究表明不同質量分數(shù)補腎活血方對KOA大鼠模型的治療作用,結果發(fā)現(xiàn)補腎活血方可顯著降低KOA大鼠模型膝關節(jié)軟骨Mankin′s評分,提高關節(jié)軟骨內骨保護素的mRNA表達,降低 MMP-3、MMP-13 和核轉錄因子-κB(NF-κB)受體的mRNA表達水平,調節(jié)骨代謝,修復軟骨損傷[43]。李勝等研究發(fā)現(xiàn)不同劑量的補腎活血方均能提高KOA大鼠模型的壓痛以及熱痛的閾值,并且組織病理學顯示軟骨損傷均有改善,且呈藥物劑量依賴性,可能與補腎活血方能減少滑膜細胞分泌IL-1β和TNF-α有關[44]。鐘義蘭等發(fā)現(xiàn)在塞來昔布膠囊治療基礎上再予補腎活血方治療的KOA患者,Toll樣受體(Toll-like receptors,TLR),NF-κB mRNA 表達水平和IL-6、IL-1β及TNF-α含量明顯降低,說明補腎活血方可能通過抑制TLR/NF-κB信號通路從而減輕炎性反應[45]。肖志峰等通過構建人滑膜細胞與軟骨細胞共培養(yǎng)體系,發(fā)現(xiàn)補腎活血方可以抑制滑膜細胞Wnt/β-catenin信號通路,下調MMP-7,人Ⅱ型膠原交聯(lián)羧基端肽(CTX-Ⅱ),軟骨寡聚基質蛋白(COMP)的表達,抑制細胞外基質的降解,維持軟骨細胞表態(tài),促其筋柔,維其骨正。
4.4 改善膝關節(jié)周圍血供 補腎活血中藥可改善膝關節(jié)周圍微循環(huán)障礙,緩解韌帶、肌肉等軟組織的高張力狀態(tài)(筋不柔),減輕肌肉及附著點的過度牽拉,矯正下肢力線,從而達到筋柔骨正的狀態(tài)?,F(xiàn)代藥理研究表明,骨內靜脈回流不暢或發(fā)生阻塞時,骨內毛細血管血流處于微循環(huán)障礙時,血行不暢,常導致膝關節(jié)退行性病變。補腎活血中藥能降低自由基表達水平,改善局部微循環(huán),加速軟骨細胞新陳代謝,降低骨內壓,達到軟骨修復的目的。網(wǎng)絡藥理學顯示如杜仲、淫羊藿、牛膝、當歸等補腎活血中藥中,槲皮素、淫羊藿苷等黃酮化合物含量較高。有研究表明槲皮素可拮抗平滑肌中的Ca2+轉運,從而起到擴張血管的作用[46-48]。補腎活血藥多有改善微循環(huán)障礙、降低血管緊張素的作用,增加有效循環(huán)灌注量,改善膝周的血供情況,濡養(yǎng)膝關節(jié)的軟組織,使其筋柔,加速炎癥物質的代謝,減輕KOA的疼痛癥狀[28-29]。洪定鋼等人對于35例腎虛血瘀型KOA患者進行補腎活血湯治療,CT和B超結果顯示治療2周后,脛前、后動脈的內徑及流速均較前有顯著增加,說明補腎活血湯可改善膝關節(jié)周圍的血供情況,恢復膝關節(jié)“筋柔”狀態(tài),緩解KOA患者的疼痛[49]。楊旭歡等人通過肌骨超聲發(fā)現(xiàn),經補腎活血中藥治療后,KOA患者膝關節(jié)積液范圍明顯減少,滑膜厚度明顯減小,膝關節(jié)周徑顯著縮小,疼痛指數(shù)下降[50]。鐘義蘭等人使用補腎活血湯加減對60例KOA患者治療后,患者膝關節(jié)疼痛、腫脹、腰膝酸軟、屈伸不利及關節(jié)僵硬等證候積分明顯低于治療前,血液高凝狀態(tài)明顯減輕,患者癥狀明顯改善[45]。
由此可見,補腎活血中藥可抑制軟骨細胞凋亡和ECM的降解,促進軟骨細胞增殖和MSCs成軟骨分化和歸巢,改善膝周血供情況,濡養(yǎng)筋骨,恢復膝關節(jié)經筋系統(tǒng)的正常功能。筋為骨用,以矯正下肢力線,改善軟骨的應力分布,達到“筋柔”與“骨正”的整體平衡,二者缺一不可。因此臨床治療KOA可從“筋柔骨正”理論考慮,采取補益肝腎,活血通絡之法,使腎精充足而骨髓化生有源,骨骼勁強,即“骨正”;肝氣充沛而藏血,筋得濡養(yǎng),氣血暢通,運動靈活,肌肉、韌帶、關節(jié)囊高張力狀態(tài)緩解,即“筋柔”。補腎活血中藥促進氣血運行,筋脈得以濡養(yǎng),筋柔軟而不強硬,骨正而不曲,達到“筋柔骨正”的平衡狀態(tài),為臨床防治KOA提供新的理論依據(jù)。