健脾利濕藥治療骨質(zhì)疏松癥的脂代謝調(diào)控相關(guān)機(jī)制探討

王曉儀 王海酈 劉雨彤 毛洪運(yùn) 華永慶,3*

1.江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過(guò)程協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 南京 210023 2.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,江蘇 南京 210023 3.江蘇省中藥藥效與安全性評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 南京 210023

骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis,OP)是由骨代謝失衡誘發(fā)的一種嚴(yán)重威脅中老年健康的常見(jiàn)病和多發(fā)病,表現(xiàn)為骨量減少、骨微結(jié)構(gòu)退化[1-2]。隨著中國(guó)人口老齡化問(wèn)題不斷加重,預(yù)計(jì)到2050年,OP或骨密度低的患者將達(dá)到2.12億[3]。臨床OP患者在發(fā)病過(guò)程中常伴有肥胖、高脂血癥、動(dòng)脈粥樣硬化等脂代謝異常相關(guān)疾病[4-5]。脂代謝異常相關(guān)疾病通過(guò)改變骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)分化方向、促進(jìn)脂毒性物質(zhì)的產(chǎn)生、惡化骨髓微環(huán)境來(lái)影響OP的發(fā)生。最新研究認(rèn)為,減少機(jī)體脂肪含量、促進(jìn)骨髓中脂質(zhì)降解、抑制BMSCs成脂分化等調(diào)控脂代謝的過(guò)程可能是干預(yù)骨質(zhì)疏松的重要途徑[6-10]。

中醫(yī)藥理論與現(xiàn)代研究表明,脾虛濕困是脂代謝異常相關(guān)疾病的重要病機(jī),中醫(yī)臨床常用健脾利濕藥治療脂代謝異常相關(guān)疾病[11-12]。對(duì)中醫(yī)治療OP的常用藥物的分析發(fā)現(xiàn),健脾利濕藥同樣是治療OP的常用藥[13-14]。這些線索提示,健脾利濕藥調(diào)節(jié)骨代謝治療OP,可能與其對(duì)脂代謝的調(diào)控存在關(guān)聯(lián),而這與OP發(fā)病機(jī)制的最新研究觀點(diǎn)不謀而合。本文試探討健脾利濕藥物通過(guò)調(diào)控脂代謝干預(yù)骨質(zhì)疏松的研究現(xiàn)狀,為闡明健脾利濕治法治療骨質(zhì)疏松的機(jī)制厘清思路。

1 脾虛濕困中醫(yī)藥理論視角下的脂代謝異常與OP

1.1 OP與脂代謝異常中醫(yī)藥認(rèn)識(shí)的內(nèi)在關(guān)聯(lián)

“脂代謝異常”這一概念與中醫(yī)藥理論中“膏脂化生異常”的描述相似[15]。《醫(yī)學(xué)正傳·瘡瘍》中提到:“津液稠黏,為痰為飲,積久滲入脈中,血為之濁。”《丹溪心法·赤白濁四十四》有言:“肥人多痰濕”,表明肥胖與痰濕密不可分。《素問(wèn)·至真要大論》中指出:“諸濕腫滿,皆屬于脾。”將濕病歸屬于脾病的范疇。中醫(yī)現(xiàn)代研究表明,脾虛濕困是肥胖、高脂血癥、動(dòng)脈粥樣硬化等脂代謝異常相關(guān)疾病的重要病機(jī)[16-18]。脾主運(yùn)化,為氣血生化之源、后天之本。脾可以使精微物質(zhì)和水液化氣生血,布散全身,達(dá)到濡養(yǎng)肌肉筋骨的效果。脾虛會(huì)導(dǎo)致運(yùn)化功能受損,水谷精微運(yùn)化受阻,聚濕為痰,由痰致瘀,進(jìn)而濕濁內(nèi)生,誘發(fā)疾病。

OP又可稱為“骨蝕”,其發(fā)病與脾虛濕困密切相關(guān)[19-20]。李東垣在《脾胃論·脾胃勝衰論》中指出:“脾病則下流乘腎,土克水,則骨乏無(wú)力,是為骨蝕,令人骨髓空虛,足不能履地。”說(shuō)明“骨蝕”病位在骨,脾虛是其重要病機(jī)。《醫(yī)學(xué)綱目·諸萎》指出:“痿屬濕熱。”《醫(yī)經(jīng)原旨·卷六·痹》指出:“風(fēng)寒濕三氣雜至,合而為痹。濕氣勝者為著痹也。”說(shuō)明濕氣是“骨痹”等痹癥的重要病機(jī)。現(xiàn)代中醫(yī)常從補(bǔ)腎角度對(duì)OP進(jìn)行論治,但有學(xué)者認(rèn)為,脾喜燥而惡濕,補(bǔ)腎之品性多“滋膩”,若一味地補(bǔ)腎而忽視了補(bǔ)脾,會(huì)導(dǎo)致脾失健運(yùn)、加重病情,因而健脾利濕治法成為臨床治療骨質(zhì)疏松癥的常用手段[21-22]。

1.2 健脾利濕藥治療脂代謝異常及OP的臨床應(yīng)用分析

對(duì)歷代文獻(xiàn)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),中醫(yī)治療肥胖的主要方法為健脾、利濕祛痰、補(bǔ)氣,用藥主要為健脾利水滲濕類和補(bǔ)氣類,其中大部分是健脾利濕的藥物[12]。對(duì)肥胖病進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),使用健脾祛濕藥膳是治療肥胖病的有效方法[23]。對(duì)非酒精性脂肪肝患者采用健脾利濕化濁法治療后,患者肝臟功能得到修復(fù),肝內(nèi)脂肪蓄積減少[24]。

臨床流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn),原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥(primary osteoporosis,POP)與陰虛、陽(yáng)虛、氣虛、氣滯、濕濁和血瘀有關(guān),病位集中在腎、肝、脾[25]。對(duì)老年骨質(zhì)疏松患者進(jìn)行中醫(yī)證候調(diào)查,發(fā)現(xiàn)脾腎陽(yáng)虛是主要證型[26]。對(duì)秦漢至清代治療POP相關(guān)疾病的古方進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),利水滲濕藥茯苓在各代醫(yī)家治療骨質(zhì)疏松的用藥中出現(xiàn)頻次較高,位居第五[27]。對(duì)近20年P(guān)OP用藥規(guī)律進(jìn)行探討發(fā)現(xiàn),近現(xiàn)代醫(yī)家在治療OP上看重溫補(bǔ)肝腎,健脾活血[13]。其中茯苓、白術(shù)等健脾利濕類藥物使用頻數(shù)大于35,排名前二十,為常用藥物。應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘和網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)對(duì)中醫(yī)藥治療OP的處方進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),以茯苓等健脾利濕藥為組成的組合是治療OP的常用中藥組合[28]。

2 脂代謝參與骨質(zhì)疏松形成的病理機(jī)制

2.1 BMSCs分化失衡是影響骨脂代謝的重要因素

骨髓脂肪細(xì)胞與成骨細(xì)胞均由骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)分化而來(lái)[29]。機(jī)體在健康狀態(tài)下,BMSCs分化處于平衡狀態(tài);在衰老、激素水平下降等因素影響下,BMSCs向成骨細(xì)胞分化的能力降低,更傾向于向脂肪細(xì)胞分化,導(dǎo)致骨量減少并伴隨明顯的脂肪堆積。Runx 2和Osterix是調(diào)控BMSCs成骨分化的重要轉(zhuǎn)錄因子,PPAR-γ和C/EBP-α/β/δ則在脂肪形成的過(guò)程中起到重要的調(diào)節(jié)作用。此外,Wnt、Notch、Hedgehogs等信號(hào)通路也在調(diào)控BMSCs分化方面起著重要作用[30]。BMSCs傾向于成脂分化時(shí)會(huì)導(dǎo)致骨髓脂肪組織的過(guò)度累積,進(jìn)一步惡化骨髓微環(huán)境,影響細(xì)胞正常的生理功能及分化走向,造成惡性循環(huán),加重骨質(zhì)疏松及脂代謝異常的癥狀[31-32]。

2.2 骨髓脂肪組織影響骨質(zhì)疏松發(fā)生的病理機(jī)制

骨髓脂肪組織釋放游離脂肪酸(free fat acids,FFAs)及分泌不同的細(xì)胞因子造成骨髓脂毒性微環(huán)境,影響細(xì)胞活性及成骨分化,這是骨質(zhì)疏松形成的重要病理過(guò)程[32-35]。棕櫚酸作為最常見(jiàn)的FFAs,已被證實(shí)能夠抑制成骨細(xì)胞的增殖和功能,并抑制BMSCs成骨分化[36-37]。脂肪細(xì)胞因子是由脂肪細(xì)胞等分泌的一類小分子多肽的總稱,可以直接或間接地影響機(jī)體內(nèi)的骨代謝,常見(jiàn)的有瘦素、脂聯(lián)素、抵抗素等。研究表明,瘦素能通過(guò)外周和中樞調(diào)節(jié)骨量[38]。脂聯(lián)素可通過(guò)激活A(yù)MPK信號(hào)通路發(fā)揮抑制破骨細(xì)胞形成和骨吸收的作用,脂聯(lián)素受體激活具有促成骨、抗成脂和抗破骨作用[39-40]。通過(guò)Meta分析對(duì)脂肪細(xì)胞因子與絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(postmenopausal osteoporosis,PMOP)發(fā)生率的相關(guān)性進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià),結(jié)果顯示瘦素低含量、脂聯(lián)素和抵抗素高含量的人群存在PMOP的可能性更高[41]。上述研究表明骨髓脂肪組織與骨質(zhì)疏松的發(fā)病過(guò)程密切相關(guān),從脂代謝的角度入手探討OP的防治方案已成為當(dāng)前熱點(diǎn)問(wèn)題。

2.3 脂質(zhì)分解代謝為細(xì)胞成骨分化提供能量

隨著成骨細(xì)胞分化成熟,脂肪酸氧化急劇增加,成骨分化末期的分解代謝水平比增殖期高3倍[42]。在成骨分化過(guò)程中,基質(zhì)產(chǎn)生和礦化需要消耗大量能量,脂質(zhì)分解代謝是機(jī)體調(diào)動(dòng)儲(chǔ)存能量應(yīng)對(duì)能量不足的重要途徑,提供的能量成為影響成骨分化過(guò)程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[43-44]。血清中脂質(zhì)缺乏會(huì)顯著抑制BMSCs的成骨分化,且這種抑制可通過(guò)劑量依賴性地補(bǔ)充脂肪酸來(lái)改善[45]。對(duì)Wnt-Lrp5信號(hào)通路進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),抑制脂肪酸β-氧化會(huì)抑制成骨細(xì)胞分化[46]。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí),成骨細(xì)胞缺乏脂肪酸分解代謝專有酶肉堿脂酰轉(zhuǎn)移酶2基因的小鼠,骨形成受抑制[47]。近年研究發(fā)現(xiàn),成骨細(xì)胞與軟骨細(xì)胞相比有較高的脂肪酸氧化率,脂肪酸的利用影響骨骼干細(xì)胞向成骨細(xì)胞的分化[48]。上述研究表明,細(xì)胞成骨分化過(guò)程離不開(kāi)脂肪分解代謝提供的能量,促進(jìn)成骨分化過(guò)程能量的利用可能有助于骨質(zhì)疏松癥狀的改善。

3 健脾利濕藥物治療OP的研究進(jìn)展

從中醫(yī)角度來(lái)看,脾虛濕困是脂代謝異常和OP相關(guān)疾病的重要病機(jī)。健脾利濕藥能夠促進(jìn)脾臟運(yùn)化、升清降濁,既具有調(diào)節(jié)脂代謝的作用,同時(shí)也具有治療OP的作用,被廣泛用于脂代謝相關(guān)疾病和OP的治療。四君子湯、參苓白術(shù)散、六味地黃丸等對(duì)骨質(zhì)疏松具有改善作用的中藥復(fù)方,均包含健脾利濕藥[49]。白術(shù)、茯苓、澤瀉、蒼術(shù)、薏苡仁等常見(jiàn)的健脾利濕藥及其單體成分在治療脂代謝異常和OP方面的療效及機(jī)制也被逐漸證實(shí)。因此,健脾利濕藥防治OP的作用及該過(guò)程與脂代謝的關(guān)聯(lián)性值得深入探討,與當(dāng)前骨脂代謝最為前沿問(wèn)題高度契合,可能為發(fā)現(xiàn)OP治療藥物提供新的視角。

3.1 單味藥及單體

3.1.1茯苓:味甘、淡,性平。歸心、肺、脾、腎經(jīng)。具有利水滲濕,健脾,寧心之效[50]。作為臨床常用的健脾利濕藥,其化學(xué)成分主要有多糖類、三萜類、甾醇類等,具有促進(jìn)水液代謝、調(diào)節(jié)脾胃功能、鎮(zhèn)靜等藥理作用[51]。研究發(fā)現(xiàn),茯苓醇提物能夠抑制C3H10T1/2成脂分化,促進(jìn)其成骨分化[52]。此外,還能夠顯著抑制破骨細(xì)胞生成,改善去卵巢小鼠的骨丟失癥狀并減少脂質(zhì)在骨髓中的積累[53]。

3.1.2白術(shù):味苦、性甘,溫。歸脾、胃經(jīng)。具有健脾益氣,燥濕利水,止汗,安胎之效[50]。白術(shù)根莖水提物通過(guò)減少磷酸化Akt而抑制脂肪形成,減少高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖動(dòng)物體重增加[54]。白術(shù)醇提物抑制破骨細(xì)胞分化并減弱 RANKL 誘導(dǎo)的小鼠骨質(zhì)流失,其中白術(shù)內(nèi)酯I和白術(shù)內(nèi)酯Ⅱ是其中的重要有效成分[55]。白術(shù)多糖能夠改善尾吊大鼠的免疫功能,預(yù)防大鼠的失重性骨丟失[56]。進(jìn)一步研究表明,白術(shù)多糖中的AMP1-1可以通過(guò)促進(jìn)原代成骨細(xì)胞骨形成并抑制RAW264.7細(xì)胞系的骨吸收來(lái)改善大鼠失重性骨丟失[57]。此外,還有研究發(fā)現(xiàn)白術(shù)中的重要有效成分白術(shù)內(nèi)酯Ⅲ能夠抑制過(guò)氧化氫誘導(dǎo)的BMSCs成脂分化[58]。

3.1.3澤瀉:味甘、淡,性寒。歸腎、膀胱經(jīng)。有利水滲濕,泄熱,化濁降脂的功效[50]。作為化濁祛濕要藥,澤瀉中的多種成分已被證明可以改善骨丟失癥狀。研究表明,澤瀉中的23-乙酰澤瀉醇C通過(guò)抑制RANK配體誘導(dǎo)的TRAP、c-FOS、MMP9、NFATc1和CTK,發(fā)揮抑制大鼠共培養(yǎng)系統(tǒng)中破骨細(xì)胞形成的作用[59]。澤瀉醇 A 24-醋酸酯改善血清雌二醇、骨堿性磷酸酶水平,顯著改善去卵巢小鼠的骨流失癥狀[60]。澤瀉醇B也能夠抑制RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞形成,進(jìn)一步防止小鼠骨質(zhì)流失[61]。

3.1.4蒼術(shù):味辛、苦,性溫。歸脾、胃、肝經(jīng)。具有燥濕健脾,祛風(fēng)散寒,明目之效[50]。蒼術(shù)水煎液及蒼術(shù)醇提物促進(jìn)MG-63細(xì)胞、成骨細(xì)胞的增殖及堿性磷酸酶的活性[62]。蒼術(shù)油也具有骨保護(hù)作用,其促進(jìn)成骨樣細(xì)胞UMR-106 的增殖、促進(jìn)MG-63細(xì)胞、成骨細(xì)胞的增殖及堿性磷酸酶的活性,顯著改善不同原因?qū)е碌拇笫蠊莵G失癥狀,增加去卵巢大鼠的骨鈣含量,改善骨質(zhì)疏松癥狀[62-64]。

3.1.5其他:薏苡仁是常用的具有健脾利濕功效的藥食兩用藥物,其所含的薏苡仁油能通過(guò)抑制破骨細(xì)胞活性發(fā)揮骨保護(hù)作用,其水提物能夠改變TRAP和ALP活性,改善去卵巢大鼠的骨質(zhì)疏松癥狀[65-66]。桃葉珊瑚苷作為健脾利濕藥車前草中的有效成分,已被證明能夠升高去卵巢大鼠骨密度值,減緩骨丟失,并且能夠改善氧化應(yīng)激條件對(duì)MG-63細(xì)胞的損傷,促進(jìn)骨組織和血清中與成骨細(xì)胞分化相關(guān)的細(xì)胞因子的表達(dá)[67-68]。荷葉有清暑化濕之效,其中的荷葉多糖具有下調(diào)c-Fos/NFATc1,抑制破骨細(xì)胞分化的作用,在化濁除濕的同時(shí)顯著改善去卵巢小鼠的骨丟失癥狀[50,69]。

3.2 中藥復(fù)方

六味地黃丸為治療PMOP經(jīng)典方,療效確切,方中包含“三補(bǔ)”藥物熟地、山茱萸、山藥,以及“三瀉”藥丹皮、茯苓、澤瀉[70]。研究表明,六味地黃丸可顯著增加去卵巢大鼠骨密度、改善骨形態(tài)、減緩骨質(zhì)疏松癥狀[71]。拆方研究發(fā)現(xiàn),六味地黃丸(湯)對(duì)皮質(zhì)酮所致的下丘腦-垂體-卵巢軸功能紊亂具有改善作用,而單獨(dú)使用三補(bǔ)藥物或三瀉藥物存在產(chǎn)生不良反應(yīng)的可能性,并且其補(bǔ)、瀉組分通過(guò)不同途徑提高機(jī)體抗衰老能力[72]。金匱腎氣丸為治療骨質(zhì)疏松常用藥,方中茯苓、澤瀉發(fā)揮利水滲濕之效。研究表明,金匱腎氣丸可增加去卵巢小鼠成骨細(xì)胞數(shù)、改善其骨微結(jié)構(gòu),減少脂肪細(xì)胞數(shù)目和面積、抑制成脂基因表達(dá)[73]。強(qiáng)骨健脾湯由經(jīng)驗(yàn)方“骨松方”與補(bǔ)脾益氣經(jīng)典方參苓白術(shù)散為基礎(chǔ)進(jìn)行配伍組成,具有健脾補(bǔ)腎之效,研究表明其能增加老年性骨質(zhì)疏松癥大鼠骨密度,改善骨微結(jié)構(gòu)[74]。上述中藥復(fù)方中均使用了健脾利濕藥物組合,提示利水滲濕藥可能在臨床中藥復(fù)方治療骨質(zhì)疏松中發(fā)揮重要作用,其配伍機(jī)制仍有待進(jìn)一步研究。

4 討論與展望

目前臨床治療OP的藥物多著重于抑制破骨、促進(jìn)成骨或鈣吸收方面,從脂代謝角度尋找治療方法有待進(jìn)一步探索。研究表明,通過(guò)調(diào)控脂肪因子、調(diào)節(jié)膽固醇水平、下調(diào)肥胖相關(guān)蛋白等環(huán)節(jié)干預(yù)脂代謝可以顯著改善骨質(zhì)疏松的癥狀[75-77]。實(shí)驗(yàn)證實(shí),臨床常用的調(diào)血脂藥他汀類藥物可抑制低氧誘導(dǎo)的成骨細(xì)胞線粒體功能失調(diào)、自噬和凋亡并誘導(dǎo)BMSCs成骨分化,在治療骨質(zhì)疏松癥方面有巨大潛力[78-79]。在調(diào)控脂代謝方面具有突出作用的健脾利濕藥,其骨保護(hù)作用也越來(lái)越受到關(guān)注。健脾利濕藥治療骨質(zhì)疏松的作用可能與其影響不同的脂代謝環(huán)節(jié)、改善骨髓脂肪組織對(duì)骨組織的諸多不利影響、抑制成脂分化、促進(jìn)成骨分化有關(guān),其詳細(xì)機(jī)制仍有待探索。

本文從傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)和現(xiàn)代研究的角度深入探討了健脾利濕藥調(diào)節(jié)脂代謝,進(jìn)而改善骨質(zhì)疏松的途徑,為OP的防治研究提供了新思路。健脾利濕藥物通過(guò)調(diào)控脂代謝干預(yù)OP方面有巨大研究?jī)r(jià)值和潛力,可能成為中藥防治OP領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。