基于钙沉积异常探讨原发性骨质疏松症“痰邪”的理论研究

周广文 向楠* 周亚娜 张麟 代轶楠 周慧敏 余欣然

1. 湖北中医药大学，武汉 430065 2. 湖北省中医院，武汉 430061 3. 武汉市中西医结合医院/武汉市第一医院，武汉 430022

2001年美国国立卫生研究院提出骨质疏松症(osteoporosis，OP)是以骨强度下降、骨折风险性增加为特征的骨骼系统疾病[1]。与骨骼强度相关的因素主要包括骨矿密度和骨质量，其中骨矿密度可反映骨强度的70%。骨矿化是骨代谢的重要过程，钙是骨矿化重要的物质基础，而钙的异常沉积是骨矿化异常表现，是骨质疏松症发病及加重的因素之一。中医理论认为血钙当属津液中的精微物质，而血钙的异常当属中医“痰”的范畴。笔者认为，对0P的治疗可以从调节钙沉积异常的角度入手。故本文基于钙沉积异常探讨原发性骨质疏松症“痰邪”的理论。

1 钙的异常沉积与骨质疏松的关系

骨组织由骨基质及数种细胞组成，骨基质的化学成分包括有机基质和无机成分两种，有机基质由胶原蛋白(骨胶纤维)及少量无定形基质组成。无机成分又称骨盐(bone mineral)，主要为羟磷灰石结晶[hydroxyapatite crystal，Ca10(PO4)6(OH)2]，属不溶性中性盐，呈细针状。骨矿化即是以 I 型胶原为支架，钙和磷等无机矿物质形成羟磷灰石并在各种胶原蛋白及相关酶类、脂类协同作用下发生沉积现象[2]。其中，胶原纤维为骨骼提供了支撑和张力，钙磷结晶则为骨骼提供硬度和压力。钙是构成骨矿物质的重要元素，体内的钙99%存在于骨骼和牙齿中。骨骼的代谢包括骨吸收过程中钙盐的溶解和骨形成过程中钙盐在骨中的沉积。正常情况下，钙盐的溶解与沉积在成骨与破骨细胞的交互作用下保持动态平衡。一方面，钙的缺乏是OP发生的一个重要因素。钙摄入量的多少对最佳骨峰值的获得、骨量的丢失均有影响。血钙水平的下降可以导致甲状旁腺激素(parathormone，PTH)的分泌增多，破骨细胞广泛活化，骨吸收增加，骨吸收超过骨形成，骨显微结构遭到破坏，骨小梁变细、变薄、断裂，骨骼的矿物质钙磷减少，骨组织总量减少，骨强度降低，骨脆性增加，进而发生OP。另一方面，正常的生物矿化是钙在骨骼、牙齿、生长板软骨等硬组织的沉积，但在软组织中并不存在[3]。而病理性异位矿化则发生在软组织，包括血管、肾脏、关节软骨和心血管组织。当骨吸收与骨形成失衡，骨吸收增加，骨钙融出入血，钙从骨组织中流失可导致骨质疏松症，而钙沉积在动脉血管壁则会导致血管钙化和动脉硬化等疾病的发生[4]。在OP的病理机制研究中，伴随着骨代谢的异常如速率的下降和增快，都会产生一定的骨丢失，而这部分骨丢失会通过生物体自身的激素调节作用，产生对钙/磷分布的影响，骨代谢异常与骨矿化异常，往往互为因果。因此，正常情况下，钙的吸收与沉积是骨矿化的重要过程，而病理状态下，钙从骨组织流失而异常沉积于其他部位，也是OP发生与加重的原因之一。

2 调节钙的异常沉积治疗骨质疏松症

长期的临床研究观察发现骨质疏松与血管钙化(vascular calcification，VC)往往并存在同一个患者中，而近年来大量研究表明两者之间有共同的病理生理机制[5]。多种与骨形成相关的物质也参与了VC的形成过程。有一些因子可以在钙化形成过程中激活成骨细胞(osteoblast，OB)的成熟，促进VC形成，如骨形成发生蛋白(bone morphogenetic protein，BMP)可诱导非骨组织来源的细胞分化为OB，导致异位成骨，具有启动骨形成的能力[6]，而研究表明BMP-2对VC的诱导作用与Micro RNA、细胞凋亡、氧化应激及高血糖等因素都可能有关[7]。骨钙素(bone g1a Protein，BGP)是OB最终分化的特异性指标，主要由OB及钙化的血管细胞分泌，而正常的血管平滑肌细胞(vascular smooth muscle cell，VSMC)分泌量极少。BGP在VSMC中的出现说明表达成骨细胞表型的细胞在VC的发生过程中起关键作用[8]。另外一些因子则可以抑制VSMC转变为成骨细胞样表型的过程，从而抑制VC的发生。如骨保护素(osteoprotegerin，OPG)是血管代谢和骨代谢之间的一个连接蛋白[9]，是破骨细胞(osteoclast，OC)生成的抑制因子，在动脉及软骨组织中均有表达，研究发现OPG基因缺陷小鼠更容易出现骨质疏松和骨折，并且并发主动脉及肾动脉中膜钙化。OPG也被证实可以抑制心尖瓣膜成肌纤维细胞的钙化[10]。基质 Gla 蛋白(matrix Gla-protein，MGP)是一种骨基质蛋白，在成年期骨中的表达是相对恒定的，在血管中则主要由VSMC合成[11]。MGP成熟需要维生素K依懒性羧化酶的参与，当其Y-赖氨酸羧化成谷氨酸残基之后则具有抑制血管钙化的作用[12]。敲除小鼠的MGP基因(MGP-/-)可导致致命性VC，MGP-/-的小鼠完全不表达MGP，致使骨矿化紊乱[13]。骨桥蛋白(osteopontin，OPN)可与OC表面的整合素αvβ3受体结合，刺激0C活性，促进骨的重吸收，发挥溶骨作用[14-15]。正常人体心脏与血管中OPN的表达很低，但在动脉粥样硬化斑块中由 VSMC 和巨噬细胞表达。OPN分子能够结合于异位矿化组织中的钙磷晶体表面，抑制该晶体的生长钙化过程，抑制血管软骨转化、软骨内矿物质以及胶原的累积[16]，从而抑制VC的进一步发展及加重。

研究证实，多种治疗OP的药物也可以影响VC的发生。二膦酸盐类药物作为治疗OP的一线药，体内和体外实验均已证实其有抑制血管及软组织钙化的作用，对VC具有预防作用[17]，如阿仑膦酸钠是治疗肾移植术后骨质疏松和血管钙化的一种有效方法[18]。特立帕肽[rh PTH(1-34)]是具有促骨形成机制的治疗OP的药物，能够明显升高腰椎、股骨颈及总体的骨密度(bone mineral density，BMD)，降低椎体及非椎体的骨折率，并能够改善骨的显微结构。此外，rh PTH(1-34)可以通过调节去卵巢大鼠MGP的活化及转录，使得uc-MGP的含量在循环及血管组织中减少，而血管MGP mRNA 增加，从而起到改善VC的作用[19]。近年来，他汀类药物与骨代谢的相关性得到了多个动物实验及临床试验的支持，其能够上调骨细胞中BMP-2，并可能通过转化生长因子β(transforming growth factorβ，TGF-β)/Smad3信号通路抑制OB凋亡，从而增加骨形成[20]，提高BMD，防止骨丢失。此外，他汀类药物对心血管疾病也有着多方面的益处，阿托伐他汀能够抑制TGF-β1诱导的VSMC的成骨样分化，并通过下调β-catenin表达诱导VSMC自噬进而发挥抑制成骨样分化作用[21]，最终起到防治VC的作用。因此，笔者认为OP的治疗可以从调节钙的沉积入手，通过对骨钙相关蛋白的调节，促进正常的骨矿化而抑制异位钙化，从而达到治疗OP的目的。

3 钙的异常沉积与“痰邪”的关系

中医所言津液是由人体脏腑官窍所化生的富有营养的液态物质，其组成成分除了水分之外，尚包含一些营养物质，主要由水谷精微化生，内涵丰富。正常情况下，分布于血液、细胞间液及软组织中的钙当属于中医“津液”中的营养物质。

任何能够导致津液代谢失常的病因皆可生痰。如肺失宣降，则可至痰壅于肺；脾失健运，运化水湿和散精功能减退，则津液环流迟缓，水液不能正常运化和输布，而生湿酿痰；肝失疏泄，则气机不畅，气滞津停而为痰。又如气虚则湿聚为痰，火旺则灼津为痰。痰邪既成则随气流转，无处不到，内而脏腑，外而筋骨皮肉，形成多种病证。而血浆中游离钙的异常沉积也会引起多种疾病。

3.1 钙的异常沉积是动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、肾脏疾病等疾病普遍存在的病理基础

血管钙化(vascular calcification，VC)是发生于血管中膜和内膜的钙磷的异常沉积。自20世纪90年代后，大量的研究表明VC的过程是血管的管壁细胞如VSMC、成纤维细胞、巨噬细胞等转变为成骨细胞样表型，是与骨发育相似的主动的、高度可调控过程[22]。这个过程中细胞分泌多种骨形成蛋白如OPG、BMP2、OCN等，在细胞内形成钙化[23]。VC的主要特征是动脉壁弹性降低和血流阻滞，易导致心肌缺血、左心室肥大和心力衰竭，引发血栓形成、斑块破裂，是动脉粥样硬化、高血压、糖尿病血管病变、血管损伤、慢性肾病和衰老等普遍存在的病理表现，是心脑血管疾病高发病率和高死亡率的重要因素之一[24]。

3.2 “痰邪”是动脉粥样硬化、高血压、糖尿病血管病变、慢性肾病等普遍存在的致病因素

“痰邪”是中医特有的概念。任何病因只要能够导致津液代谢失常，皆可生痰。痰为无形之邪，留于体内则随气升降而无处不到，或停于胃，或阻于肺，或郁于肝，或蒙心窍，或动于肾，或流窜经络，或痰阻邪着而不行，故朱丹溪《丹溪心法·痰十三》 提出：“百病多有兼痰者”。动脉粥样硬化、高血压、糖尿病血管病变、慢性肾病等疾病亦与“痰邪”密切相关。

根据动脉粥样硬化涉及的部位及临床表现，可归于祖国医学“痰瘀”等范畴，临床从痰瘀辨治，往往能获得良好疗效[25]。高血压属于中医“眩晕”、“头痛”等范畴，古代医家即多主张从痰论治此证，如汉代张仲景从痰饮立论，在《金匮要略》中用泽泻汤和小半夏汤治疗痰饮眩晕，张璐在《张氏医通》中言：“无痰不作晕。”现代学者也普遍认为高血压与“痰邪”密切相关，如刘德恒教授[26]认为痰为高血压病的发病之本，而由其引发的脾虚、痰热、痰火、瘀血、痰湿、气滞为发病之标，治疗时当求其本而兼顾其标。糖尿病血管病变是糖尿病常见的慢性并发症，而“痰邪”是其主要病理因素之一。糖尿病以气阴两虚为本，气虚运血无力或阴亏液少，血液瘀滞，郁久生热或消渴燥热，炼津为痰；抑或脾虚失运，水湿内生，聚而为痰。痰浊瘀血滞留在脉络(血管)腔和互结于脉络(血管)壁，致使管壁增厚，管腔狭窄，血管闭阻[27]。慢性肾脏病(chronic kidney disease，CKD)多属于中医“水肿”、“关格”等范畴，痰湿证可见于CKD的早中期，病情迁延[28]。这里的“痰”即指人体津液的异常积留,是病理性的产物，是由于外感水湿或脾肾虚弱等因素导致脾失升清，肾失开阖，水湿内停，湿聚日久而凝结成痰，痰湿中阻，阻碍气机，继而又致肺失通调，脾肾愈虚，如此恶性循环。

综上所述，钙的异常沉积是动脉粥样硬化、高血压、糖尿病、肾脏疾病等疾病普遍存在的病理基础，而“痰邪”也是动脉粥样硬化、高血压、糖尿病血管病变、慢性肾病等疾病普遍存在的致病因素。根据正常的钙代谢在人体内环境的调节作用及钙的异常沉积引起的病理表现，笔者认为钙的异常沉积应属于中医“痰”的范畴。

4 从痰论治骨质疏松

中医认为OP属于“骨痿”、“骨痹”等范畴，现代学者大多认为OP的发生与肾精亏损、脾胃虚弱、肝血亏虚、瘀血阻络瘀血阻络4个因素有关[29]。此外，对OP的现代研究表明脂代谢紊乱与0P关系密切[30]，而脂质代谢紊乱是“痰浊”的物质基础[31]，因此向楠教授领导的课题组基于对痰浊在OP发病中作用的认识，并结合“肾主骨，生髓”的中医基础理论，提出了“脂代谢异常可能与骨质疏松症痰浊有关”的假说，并制定了补肾化痰的新治则，从“痰”论治骨质疏松[32]。其前期研究已证实补肾化痰方能够显著提高去卵巢骨质疏松症大鼠的BMD，降低血清脂联素(adiponectin，ADP)、抗酒石酸酸性磷酸酶5b(tartarte-resistant acid phosphatase5b，TRACP5b)及血清β- I型胶原C-末端肽(C-ter minal telopeptides of type I collagen，β-CTX)水平。化痰中药能抑制根据骨髓间充质干细胞(bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCS)向脂肪细胞分化，补肾化痰中药则具有促进BMSCS向成骨分化的作用。此外，补肾化痰方能降低去势骨质疏松模型大鼠骨髓过氧化物酶体增殖物活化受体(peroxisom proliferator-activated receptor，PPARγ2)mRNA表达，上调骨髓细胞中骨钙素(osteocalcin，OC)mRNA、核结合因子α1(core binding factor a1，Cbfa1)mRNA、BMP2和TGF-β1的表达水平，证实了从痰论治骨质疏松的可行性[31-35]。

由于钙化的异常属于中医“痰邪”的范畴，因此笔者认为从“痰”论治骨质疏松还可从调节钙的沉积的角度入手。血管钙化往往与骨质疏松同时发生并随着年龄的增加而增加，两者病理改变的共同因素即钙的沉积部位的改变，而已有研究证实作为钙拮抗剂的复方丹参滴丸，在维生素D诱导的VC和OP模型上可以抑制VC的发生，并将钙转移到骨骼上刺激骨形成[36-37]。笔者的前期临床研究证实，基质gla蛋白(MGP)作为VC的抑制剂，也参与到OP的发病过程中，其表达与BMD呈正相关[38]，而补肾中药淫羊藿等具有植物雌激素作用，能够促进血清MGP的表达，从而起到改善OP的作用。因此，笔者认为运用补肾化痰法能够调节钙的沉积，从而起到治疗原发性骨质疏松症的目的，这还有待进一步的研究与证实。