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骨质疏松的病理基础范文1
[基金项目] 国家自然科学基金面上项目(30873291,81273816)
[通信作者] *李劲平,副教授,硕士生导师,主要从事中药防治老年病研究,Tel:(0731)82650340,E-mail:
[摘要] 该文提出了多维组学新概念,指出多维组学是研究中药复方药效物质基础与机制研究的恰当方法。以壮骨止痛胶囊抗实验性绝经后骨质疏松作用为例,从中药化学组学、基因转录组学、蛋白质组学等三维组学角度,较系统地阐明了壮骨止痛胶囊防治绝经后骨质疏松的药效物质与作用机制,同时,创造性地设计了一个三维表格直观地展现三维组学研究结果。该研究为中药复方药效物质和作用机制研究提供了一种新的思考方式和解决方案。
[关键词] 多维组学;中药复方;物质基础;机制研究;壮骨止痛胶囊
自然科学发展到20世纪末,随着人类基因组计划(HGP)的实施和完成,一种宏观的、系统的研究思维和研究方法涌现出来了,这就是各类组学(omics)技术。它们包括基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢物组学、细胞因子组学等,同时在中药化学与药效学研究中出现了中药化学组学新概念。各类组学技术的出现,对于加速疾病的病理机制和药物作用机制研究进程起了巨大推动作用。
中药的药效物质和作用机制研究是中药现代化的重要研究内容,但是,由于中药固有的多成分、多靶点、多效应、多环节作用特点,使得中药药效物质和作用机制研究面临非常大的挑战。现在大多数学者从中药的某一成分或某一作用的角度进行研究,虽然也取得了一些成果,但离真正阐明中药药效物质和作用机制相距甚远。为探索一种新型的、适用于复方中药药效物质和作用机制研究的新思路,本课题组以多维组学(multidimensional omics)探讨壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松症的药效物质和作用机制,取得了预期的研究成果。
1 多维组学的概念
多维组学(multidimensional omics)是指综合应用多种组学方法,通过分析各类组学研究结果之间的内在关系,从多个维度阐明疾病或药物的作用机制。单个组学是一种小系统思维,而多维组学是一种大系统思维,多维组学比单个组学更适合于中药药效物质和作用机制研究。可用于中药作用机制研究的多维组学包括中药化学组学、基因转录组学、蛋白质组学和代谢物组学等。
2 中药复方研究的基本科学问题
多成分、多途径、多靶点、多效性是中药复方的作用特点,中药复方药理研究必需揭开2个黑箱才能真正阐明了中药的药理作用机制。
第1个黑箱是中药复方的药效成分是什么?长期以来,进行中药复方药理研究时对这方面的研究报道非常少,而大量的文献报道集中在中药复方化学成分研究,而和复方药理几乎没有联系。没有阐明药效物质的中药药理不能成为完整意义上的药理研究。上述现象的出现可能与认识上的误区有关,重视中药对机体的病理生理过程的调节,而轻视产生这种调节作用的物质基础研究,同时也可能与研究者的知识背景有关系。目前存在2种解决方法:①先从中药中分离化学单体,再通过药效实验确认其药效,这种方法在前期分离化学单体方面存在非常大的盲目性;②从化学生物学出发,先筛选复方的有效部位群,然后用高效活性筛选方法筛到一些潜在药效成分,再通过药效实验确认其药效,这种方法的盲目性大大降低,针对性大大提高。通过学者们的努力,目前已初步建立了一些“中药化学组学”研究方法如活性导向分离方法[1]、高通量筛选方法[2]、血清药化学法[3]、肠内菌代谢法[4]、肠吸收法[5]、生物色谱法[6-7]、代谢物组学法[8]等。
第2个黑箱是中药复方中含有众多的效应成分,那么,这些效应成分如何调节相关疾病的病理生理过程发挥疗效?中药复方药效成分的多成分是中药复方多途径、多靶点、多效性药理作用特点的物质基础。中药复方多成分、多途径、多靶点、多效性正好对应疾病的多环节、多靶点病理生理特点发挥作用。中药复方的这种作用特点正是中药复方治疗许多复杂疾病获得良效的奥妙所在,但同时也使研究其药理作用机制时遇到很大困难,面对众多的药理指标不知从何处着手研究。因此,必需寻找一种与中药复方作用特点相适应的研究方法,该类研究方法必需具有前瞻性和高通量等特点。基因转录组学、蛋白质组学和代谢物组学等组学则从系统的角度同时对大量基因、蛋白及代谢物进行检测,属于一种系统的解决方法,疾病或药效的任何变化都会在基因组、蛋白质组和代谢物组3个层面表现出来,这几种组学技术同时具有前瞻性和高通量性质,非常适合用于中药复方药理作用机制研究。
综上所述,中药复方作用机制研究应包含两方面的研究,即中药复方的药效物质研究和中药复方药理作用机制研究。由于中药复方的复杂非线性作用特点,采用常规的一维研究方法在研究中遇到很大困难,而采用非线性的“多维组学”研究方法则相对容易。
3 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松作用的三维组学分析
3.1 壮骨止痛胶囊治疗绝经后骨质疏松症的药效学基础 本课题组在古方补骨脂丸基础上结合多年临床用药经验研制成壮骨止痛胶囊,全方由补骨脂、羊藿、枸杞、骨碎补、牛膝等7味药物组成,功能补益肝肾、壮骨止痛。经过长期的临床应用证实其治疗绝经后骨质疏松症有良好的临床疗效,并已获得国家新药证书(国药证字[Z20050125])。经过一系列动物实验和临床实验表明,壮骨止痛胶囊能显著提高去卵巢模型大鼠的骨密度,逆转骨代谢的高转换状态[9],调节钙磷相关激素和细胞因子[10-11],改善骨的生物力学性能[12],延缓骨质疏松症的病理形态学改变[9,13],对治疗骨质疏松症有良好的疗效。虽然药效学实验充分阐明了壮骨止痛胶囊治疗绝经后骨质疏松症的药效作用,但不清楚壮骨止痛胶囊治疗骨质疏松症的深层次药理作用机制和药效物质基础。
3.2 壮骨止痛胶囊药效物质基础分析 从壮骨止痛胶囊的干浸膏开始,分别用极性由小到大的溶剂石油醚、乙酸乙酯、无水乙醇、水依次进行提取,然后利用去卵巢骨质疏松模型大鼠筛选有效部位,结果表明其石油醚部位和无水乙醇部位为壮骨止痛胶囊的有效部位。然后,通过在体清醒大鼠肠襻吸收实验对无水乙醇部位进行活性成分筛选,通过HPLC比较给药后1,2,3 h不同时点胃肠道中的剩余药量,在HPLC图谱中产生差异的色谱峰即为潜在药效物质峰。再通过萃取、柱色谱分离等技术分离差异峰物质,经药效学筛选后将有效成分经过UV,IR,NMR,MS等鉴定结构。结果从无水乙醇部位分离得到羊藿苷、杯苋甾酮、柚皮苷、朝藿定B等有效成分[14-15]。由于石油醚部位物质的极性太小,很难得到分离度满意的HPLC图谱,因此,石油醚部位采用传统的分离方法进行了艰巨的分离工作,经药效学筛选后,最后得到补骨脂素、异补骨脂素、补骨脂定和齐墩果酸等有效成分[16]。至此,基本研究清楚了壮骨止痛胶囊治疗绝经后骨质疏松的中药化学组学基础。
3.3 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的转录基因组学分析 在基本研究清楚了壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的化学组学基础上,接着研究了全方、有效部位和部分有效成分抗绝经后骨质疏松的基因转录组学。结果表明,绝经后骨质疏松大鼠股骨有532个基因表达发生了变化,全方对于骨质疏松模型大鼠股骨的126个表达发生改变的基因均有不同程度的调节作用,这些基因中已知功能的有45个基因,其余81个基因的功能尚不清楚[17]。将这45个基因根据其功能分为细胞保护基因、能量代谢基因、无机离子代谢基因、信号传导基因、细胞结构基因、基因表达相关基因、免疫相关基因、脂代谢基因、细胞损伤修复基因、胞外基质代谢基因等10个功能类群(表1)。与无水乙醇部位比较,石油醚部位主要侧重于对能量代谢基因具有调节作用。与石油醚部位相比,无水乙醇部位主要侧重调节控制基因表达的基因、信号传导基因及胞外基质代谢基因。羊藿苷主要对细胞保护基因和能量代谢基因具有调节作用[18-19]。从转录基因组学分析表明随着化学组学的变化,转录组学随之发生相应的变化,并且,壮骨止痛胶囊各化学组对基因转录组的调节各有侧重。
3.4 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的蛋白质组学分析 在研究转录基因组学的同时,课题组研究了壮骨止痛胶囊全方、有效部位和部分有效成分抗绝经后骨质疏松作用的蛋白质组学。结果表明,全方对于骨质疏松模型大鼠股骨的32个蛋白具有调节作用,通过质谱鉴定了其中的21个蛋白[20-21]。这些蛋白分别涉及骨细胞的细胞保护、能量代谢、细胞信号传导、免疫、无机离子代谢、细胞损伤修复、细胞凋亡、细胞迁移等8个方面功能。与无水乙醇部位相比,石油醚部位侧重于对能量代谢相关蛋白的调节。与石油醚部位比较,无水乙醇部位侧重于对细胞信号传导、细胞凋亡、细胞迁移等相关蛋白的调节。羊藿苷调节的蛋白涉及细胞保护、能量代谢、信号传导、细胞凋亡、细胞迁移等方面。蛋白质组学分析结果表明随着化学组学的变化,蛋白质组学也随之发生相应的变化,并且,壮骨止痛胶囊各化学组对蛋白质组学的调节各有侧重。
3.5 壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松的三维组学综合分析 怎样在同一张表格中表现三维及三维以上的组学结果是一个值得探讨的问题,合理的表格设计可以直观地反映各组学研究结果之间的相互关系。本文设计了一种三维表格(表1),各维组学结果集中展现在表格的中间区,中药化学组学作为自变量安排在表格的横列,其他组学作为因变量安排在纵列,在每一个自变量下按一定顺序安排相应因变量,这样便于比较各组学随化学组学而变化的情况。
通过对三维表的分析,发现如下特点:①壮骨止痛胶囊各化学组除了调节共同的基因和蛋白外,每个化学组对基因组和蛋白质组的调节均各有侧重。如石油醚部位侧重对能量代谢基因和蛋白的调节,无水乙醇部位侧重对信胞信号传导相关基因和蛋白的调节,羊藿苷侧重于对能量代谢相关基因和蛋白的调节。②转录基因组学研究结果与蛋白质组学研究结果在功能上具有显著相关,但是,除少数基因与蛋白一一对应外,绝大多数基因和蛋白并非存在一一对应的关系。由于基因组学和蛋白质组学2种组学的灵敏度不一致,以及从基因表达到蛋白翻译过程的影响因素太复杂,因此,出现基因组学结果不能与蛋白质组学结果一一对应的现象。另外,基因组学中有大量基因表达已发生变化,但其变化值尚未超过分析规定的阈值。但是,从功能区划来说,2种组学的研究结果是一致的,这也说明很有必要从多维组学角度进行中药物质基础和作用机制研究。③蛋白质组学显示了一些基因组学没有显示的功能变化,如与细胞迁移相关的Myosin light chain 3蛋白在基因组学中没有反映出变化,而细胞迁移与破骨细胞的溶骨活动和成骨细胞的成骨活动密切相关,这也更进一步表明从多维组学研究中药复方药理作用机制的必要性。
从壮骨止痛胶囊抗绝经后骨质疏松作用的三维组学研究分析可见,对于中药复方的作用机制研究,不能仅仅从单一的复方和单一的组学进行研究,而应从复方、有效部位、有效成分等多层次化学组学,以及基因转录组学、蛋白质组学、代谢物组学等多层次生物组学出发进行研究,才能阐明化学组学与多个生物组学之间的内在变化规律。
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骨质疏松的病理基础范文2
关键词:绝经后骨质疏松症; 中西医结合; 临床体会
绝经后骨质疏松症,主要受累对象是绝经后女性,其患病率为5%~20%,发病高峰年龄在60~70岁。临床治疗上,雌激素、VitD3类、二膦酸盐、降钙素等药物均有较好的临床效果,但由于费用、副作用、保健观念等原因,许多药物未能在临床上得到广泛的应用。中医治疗本病有肯定的疗效,探讨中西医结合防治本病有积极的现实意义。
1 西医学对本病的认识
引起绝经后骨质疏松症的主要原因是雌激素缺乏、VitD3形成不足、继发性甲状旁腺激素不足。骨是处于不断更新之中的活组织,这一过程称为骨重建,骨重建过程受到很多因素的调节,其中激素调控、营养及生活习惯、遗传、免疫机能、运动锻炼等因素对于原发性骨质疏松症的发生起着重要作用。目前尚无一种治疗方法能有效地逆转已丢失的骨量,及早预防显得更为重要。治疗药物分抑制骨吸收及促进骨形成二大类,抑制骨吸收的药物有雌激素、降钙素、双膦酸盐类及选择性雌激素受体调控剂,促进骨形成的药物有氟制剂、雄激素等,临床疗效不肯定,临床常用的是抑制骨吸收的药物。
2 中医对本病的认识
依据骨质疏松的容易疲劳、腰背疼痛和骨折的临床主证,其发病机理当属中医的“肾虚腰痛”“骨痿”“骨痹”等范畴。本病的根本原因是正虚,病位在骨,与肾、肝、脾胃等脏腑有关。根据中医学“肾主骨”的理论,补肾法在治疗原发性骨质疏松症中占有十分重要的地位。绝经期女性,由于肾气衰弱,天癸枯竭,肾精亏少,精不生髓,髓不充骨,骨髓空虚,骨骼失养,除了丧失生殖功能外,脏腑功能亦相对减弱。在治疗上应着重以补肾法为主,兼顾肝、脾等脏,并应根据其病机特点及患者体质特点适当变通[1]。
3 中西医结合防治本病的体会
研究发现,直接应用性激素治疗绝经后骨质疏松方面效果更显著,但补肾中药在改善症状方面疗效也显著且副作用小,并兼有维持骨量的作用。对应用性激素替代治疗有禁忌或顾虑及不能耐受性激素替代治疗副作用的人,是一种有效的治疗途径[2]。骨质疏松症是一种多基因、多因素的复杂病证,将中医整体调整治疗和西医对因治疗相结合,将有助于提高疗效。
3.1 治疗目的 缓解病痛;抑制骨吸收过快;降低骨折率;促进新的生理性骨质形成 ;改善骨质量。
3.2 结合治疗的措施
3.2.1 基础治疗补充钙剂和维生素D3。
3.2.2 止痛临床接诊的病人多有骨痛,以腰背酸痛为主,位置固定,夜间或清晨明显,严重的疼痛常持续数周后,变为慢性疼痛。对严重的疼痛,没有性激素替代治疗禁忌的首选:降钙素+雌激素+消炎止痛药;有性激素替代治疗禁忌的首选:降钙素+双膦酸盐类+消炎止痛药。不能使用这些药物者,可用中药补肾壮骨,养血活血止痛。方用二仙汤合四物汤,可加骨碎补、莪术、鸡血藤等。慢性痛时重用补肾药,如杜仲、续断、桑寄生等。
3.2.3 抑制骨吸收中医治疗和西医治疗之间存在互补性,治疗本病的中西药物可以交替使用,也可以同时使用,还可以先用西药控制症状,继以中药维持,以实现安全、有效、价廉、方便的医疗目的。特别是出现有性激素替代治疗禁忌或不愿接受激素治疗者,补钙出现明显腹胀、便秘,维生素D3引起高钙血症、高钙尿症,甚至有肾功能损害与肾结石,双膦酸盐出现明显胃肠道等副作用时更应考虑结合中医治疗。中医认为“肾”藏精,主生长、发育、主生殖,与西医内分泌系统,如甲状腺、肾上腺、性腺、腺垂体、肾脏的内分泌功能及下丘脑-垂体-靶腺轴不同环节有关。绝经后骨质疏松症是在神经内分泌免疫网络调节紊乱因素参与下的骨代谢疾病。骨代谢的调控与内分泌激素,如性激素、甲状旁腺激素、降钙素等密切相关,整个调控过程以神经内分泌轴的功能形式存在[3]。这可能是中医"肾"主骨的病理生理基础。临床研究已证明,以补肾为主治疗骨质疏松症具有肯定的疗效,通过对机体的整体调节,作用于多个环节、多个层面,改善神经内分泌功能,提高体内雌激素水平,从而抑制破骨,加强成骨,具有延缓和治疗骨质疏松的作用。往往病人在骨指标尚无明显改善前,临床的腰腿疼痛、腰膝酸软等骨质疏松症状已明显改善或消失[4]。但中药制剂多较粗造,有效成分尚未提取,不利于病人长期服用,需要进一步研究改进。常用补肾的方剂有:二仙汤、左归饮、右归饮等。常用药物有:(1)补肾填精类:黄精、熟地、何首乌、山茱萸、女贞子、枸杞子;(2)温补肾阳类:紫河车、仙茅、仙灵脾、菟丝子、续断、骨碎补、杜仲、肉桂、狗脊;(3)活血化淤类:当归、川芎、赤芍、丹参、三七、鸡血藤、莪术、土鳖虫、全蝎、乳香、没药、牛膝[5]。
3.3 结合中医特色用药中医认为本病是以“虚”为本,以“淤”为标,“多虚多淤”为主要病机。临床治疗以补肾为主,健脾为辅,佐以活血。
3.3.1 健脾补气 肾为先天之本,脾为后天之本。脾之健运,化生精微,需借助肾阳温煦,而肾中精气亦有赖于水谷精微的培育和充养。中医脾胃包括了西医消化系统的主要功能,消化系统的衰老不利于钙和维生素D3等的吸收,健脾补气改善消化功能是中医治疗的特色之一。
3.3.2 活血化淤中医认为“久病多淤”,肾虚血淤是本病的重要病理机制,临床研究证实补肾活血法是有效治疗方法[5]。这可能与骨质疏松症的病理性改变为骨小梁变细,数目减少,常发生显微骨折,导致骨内瘀血,以及衰老时血液流变学改变有关。
3.4 结合中药药理学用药用中药时根据现代中药药理学的相关研究,有目的地选择一些能够影响骨代谢的药物,可以使治疗更具有针对性。如二仙汤有类似性激素作用。巴戟天能增强下丘脑-垂体-卵巢促黄体功能,有利于维持和提高本病患者的雌激素水平,从而有利于纠正过高的骨转换率。黄芪、白术、甘草益气健脾,能改善胃肠道的功能,有利于钙的吸收。羊藿能够抑制破骨细胞功能,同时又促进成骨细胞功能,特别是使钙化骨形成增加。骨碎补能提高血钙、血磷水平,改善软骨细胞的功能,推迟骨细胞的退行性变。牡蛎含钙率为38.98%,与胃酸作用后能生成可溶性钙盐,促进血钙水平的提高[6]。
4 确定合理评价方法
总之,绝经后骨质疏松症是一种常见病、难治病,确定对中西医结合方法防治骨质疏松症疗效的合理评价方法非常必要,进一步开展多中心、前瞻性及临床远期疗效的研究观察,才有希望筛选出防治骨质疏松症更加安全有效、价廉、方便、疗程短的中西医结合方法。
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骨质疏松的病理基础范文3
关键词:骨质疏松症;中医药治疗进展;综述
中图分类号:R68文献标志码:A文章编号:1007-2349(2017)05-0090-03
[WT5HZ][JZ]Study on Status and Development of Traditional Chinese Medicine in the Treatment of Osteoporosis
[WT5BZ][JZ]CHEN Zi-yi, ZHAO Zhong-wen
[WT5"BX][JZ](1.School of Postgraduate, Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350122, Fujian;[JZ]2.The Second People’s Hospital of Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350001, Fujian)
[WTHZ]【Abstract】[WTBZ]The high incidence of osteoporosis in the world is an important risk factor for fractures, which seriously affects the quality of life of patients. Traditional Chinese medicine in the prevention and treatment of osteoporosis has a unique advantage. A series of clinical and experimental research has been conducted, making a significant progress. The literatures of traditional Chinese medicine treatment of osteoporosis in recent years have been summarized and discussed from single Chinese medicine, compound Chinese medicine and other treatment in the paper, in which the progress of the traditional Chinese medicine in the treatment of various common osteoporosis are specifically discussed so as to give readers an inspiration and new ideas for further research.
[WTHZ]【Key words】[WTBZ]osteoporosis, progress of traditional Chinese medicine treatment, summarization
骨|疏松症(OP)是指低骨量和骨组织微细结构退化破坏的一种全身性骨骼疾病,骨的脆性增加从而容易发生骨折。骨质疏松症包括原发性和继发性两大类。原发性骨质疏松症又分为绝经后骨质疏松症(Ⅰ型)、老年性骨质疏松症(Ⅱ型)和特发性骨质疏松(包括青少年型)3种。继发性骨质疏松症指继发于其他疾病或者某种药物治疗导致的骨质疏松。骨质疏松症最典型的临床表现为疼痛、脊柱变形和发生脆性骨折。中医根据其临床症状体征,与“痹症”、“腰痛”相类似,将其归于“骨痿”、“骨枯”、“骨痹”范畴。近年来中医药治疗骨质疏松症取得很大进展,现综述如下。
1单味中药药理分析
单味中药治疗骨质疏松症疗效确切,药理机制得到证实,近年来不断开展的药物研究为此提供了更为有力的证据。临床常用防治骨质疏松症的中药有补骨脂、羊藿、杜仲、骨碎补、菟丝子、续断、鹿茸、阿胶、黄芪、人参、枸杞、龟甲、葛根、牛膝、狗脊等。补骨脂作为临床治疗OP的常用药,近年研究层出不穷,药物有效成分被不断挖掘。邵航等[1]在其药理研究实验中发现补骨脂含有香豆素类、黄酮类和单萜酚类等多种活性成分,而其中主要的抗骨质疏松的活性物质为香豆素类成分。张乐其等[2]从提取方法、诱导成骨机制、调节骨代谢通路、应用前景等方面研究其中药单体柚皮苷,证实柚皮苷在临床上修复骨缺损具有重要地位。黄酮类物质被称为“植物雌激素”,能够同时作用于成骨细胞与破骨细胞,具有改善骨代谢,促进成骨细胞生成,抑制破骨细胞分化的作用。刘舵等[3]从宁夏枸杞中粗筛出枸杞子乙酸乙酯提取物,具有较高的黄酮类物质,且通过急性毒性实验证实其毒性极小,能缓解切除卵巢大鼠的骨结构的退化,对防治骨质疏松有一定作用。赖青海等[4]实验发现肉苁蓉能通过提高性激素水平,抗氧化作用,调节钙磷代谢平衡,补充矿物质元素等方面影响成骨细胞、破骨细胞活性,从而起到预防和治疗骨质疏松的作用。对单味中药的研究也逐步深入细胞分子深成面水平,研究其对成骨与破骨细胞的影响、调节体内激素及微量元素、诱导干细胞成骨分化等预见其治疗骨质疏松症的效果。贝家欣等[5]总结近年研究指出人参皂苷可通过调节护骨素(OPG)、核因子κB受体活化因子配体(RANKL)以及基因p2和p27的mRNA的表达来促进成骨细胞的分化和增殖,且可抑制破骨细胞的形成,对骨髓间充质干细胞增殖有积极的促进作用。任辉等[6]通过动物实验得出龟板可能通过降低骨转换有效改善激素性骨质疏松,其中CTSK可能是其作用靶点之一。[HJ1.8mm]李淑惠等[7]研究表明以丹参酚酸B和丹参素为代表的丹参水溶性酚酸类成分在调节骨代谢方面起作用,涉及Wnt/β-cate-nin、ERK、BMP、OPG/RANKL/RANK以及 FoxO介导的氧化应激等多种信号通路调节机制。
2中药复方制剂
21中药复方制剂治疗原发性骨质疏松症
211绝经后骨质疏松症PMOP在临床中最为常见,故对PMOP中医药治疗的各方面机制研究也最为广泛。吴海洋等[8]在单味中药方面,从骨测量指标、细胞因子变化、基因水平等方面进行评估,重点探讨了羊藿、杜仲、骨碎补对PMOP的疗效;在复方中药方面,以普遍认为的肾虚病机为主线,总结了补肾法在临床中应用。王剑等[9]通过对去卵巢骨质疏松症大鼠采用自拟方补肾壮骨中药复方(羊藿、牡蛎、鹿茸)治疗观察得出,补肾壮骨中药复方可能通过上调骨组织Dlx5 mRNA及蛋白表达而有效防治绝经后骨质疏松症。展磊等[10]对110例绝经后骨质疏松症患者进行钙尔奇D联合补肾活血中药治疗,实验发现补肾活血中药可缓解绝经后骨质疏松症患者疼痛症状,其机制可能是通过降低血清OPN、PINP和β-CTX浓度,提高25-(OH)D水平实现的。高璐等[11]研究补肾中药复方(鹿茸、牡蛎、羊藿),通过对血生化指标测定、骨密度检测及RT-Real Time PCR分析,得出补肾中药复方具有防治去卵巢大鼠骨质疏松的作用,其机制与调控 MEK1、ERK2 基因表达有关。为试验新的实验模型,模拟出与临床更加接近的病理过程,刘梅洁等[12]将去卵巢和灌胃给予大黄2种方法合用,造成大鼠脾肾两虚型骨质疏松症,其病理过程与人类绝经后骨质疏松症相似,能反映绝经后骨质疏松患者的发病特点,为临床实验建模打开了新的思路。
212老年性骨质疏松症老龄化趋势催生了老年性骨质疏松症群体。老年性骨质疏松症的病因病机特点除了着眼于肾虚和脾虚外,还应考虑其气血虚弱特点,复方中当归、黄芪等益气养血中药被广泛运用。俞延军等[13]拟益肾活血汤(当归10 g,熟地、杜仲、槲寄生、牛膝、羊藿各20 g,红花、桃仁各6 g,续断15 g,延胡索30 g)治疗老年性骨质疏松症,经治疗测定患者骨密度增加,四肢疼痛得到基本缓解。刘玉红等[14]将骨康方(补骨脂30 g,肉苁蓉、羊藿、菟丝子、熟地黄、白芍,丹参各15 g,黄芪20 g,当归10 g,大枣5枚)进行辨证加减,细分阴阳,对老年性骨质疏松症起到了更好的疗效。张翔等[15]在常规口服西药的基础上联合接骨汤(当归、黄芪、炒白芍、续断、申姜、威灵仙、天花粉、熟地、木瓜、土鳖虫、自然铜),以补肾壮骨为主,健肝脾化瘀血为辅,提高了骨密度,有效地减轻了老年骨质疏松症患者骨痛。蒋玲玲等[16]采用中药复方益肾健骨汤(黄芪30 g,鸡血藤30 g,补骨脂15 g,骨碎补12 g,菟丝子12 g,狗脊12 g,川续断12 g,川芎12 g,葛根12 g)对老年骨质疏松症患者进行治疗后,显效率和有效率都相对高于采用单纯西药治疗。
22中药复方制剂治疗继发性骨质疏松症
221糖尿病性骨质疏松症DOP的中医病机认为与“瘀”和“虚”关系最为密切。马如风等[17]探讨DOP的主要病因病机在于机体肝脾肾亏虚和气虚血瘀,补肾滋阴、益气活血的中药复方在预防和治疗DOP时有一定的作用,常用的中药有黄芪、丹参、地黄、羊藿等。李环宇等[18]分析了糖尿病骨|疏松的中医病机,认为与脾肾亏虚和血瘀关系最为密切。同时总结得出,在防治DOP近10余年的研究中,较为重视对补肾健脾类中药的使用,而对活血化瘀药的研究尚为少见。加味青娥丸化裁自古方青娥丸,方含补骨脂、胡桃仁、鹿角胶、杜仲、丹参、黄芪、山药、牡蛎、龙骨,能改善治疗DOP患者的糖化血红蛋白、血清钙磷含量、空腹尿 Ca /Cr 比值,整体调节机体的骨代谢平衡[19]。吕维名等[20]采用中西医结合治疗,以阿法骨化醇胶丸及碳酸钙咀嚼片加用口服复方地龙片(黄芪、川芎、地龙、牛膝),在缓解2型糖尿病合并骨质疏松症患者的骨痛及神经肌肉疼痛方面有显著效果。
222激素性骨质疏松症随着糖皮质激素在临床中的广泛运用,GIOP人数逐渐上涨,已成为继绝经后骨质疏松症和老年性骨质疏松症后OP的第三大人群。中药抗 GIOP 的作用机制多从调节骨组织中的蛋白表达,促进 OB 的增殖与分化,抑制 OC 活性及数量,促进骨基质合成,提高性激素水平,调节钙磷代谢等方面展开。补肾中药方(鹿茸、羊藿、牡蛎)可明显上调 GIOP 大鼠骨组织成骨转录因子Osterix、Runx2 mRNA 及蛋白表达,促进 OB 分化、成熟和骨形成[21~22]。徐晓东等[23~24]从分子水平研究了骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein,BMP)及 PPARγ2 的 mRNA 和蛋白表达,创新使用纳米钙补肾中药,使其上调大鼠骨组织中 BMP6 / BMP7 mRNA 和蛋白表达,下调骨组织中 PPARγ2 的 mRNA 和蛋白表达以达到抑制骨吸收,促进骨形成的效果,对糖皮质激素性骨质疏松症有一定的防治作用。朱辉等[25]指出糖皮质激素性骨质疏松症为肾精亏虚、脾虚不运、血行瘀滞所致,设计实验组进行对比,发现补肾中药能抑制骨吸收,与健脾、活血法相比具有一定的优势。朱冰等[26]建立GIOP大鼠股骨闭合骨折模型,采用中药复骨方(骨碎补、杜仲、续断、千年健、红花、归尾、川芎)进行治疗,实验发现GIOP骨折大鼠经复骨方治疗后,最大载荷、最大应力等均有增高,股骨密度提高,骨形态参数改善。
3其他治疗
中医药疗法博大精深,针灸推拿、中药涂擦、熏蒸、足疗等非口服疗法展现了其多样性,既与中药相辅相成促进疗效,又发挥其特长,为患者提供多种治疗选择,量身定做专属的诊疗方案。牛国平等[27]进行随机对照试验,对照组采用利塞膦酸钠治疗,治疗组采用中医针灸推拿治疗。发现针灸推拿法治疗原发性骨质疏松症效果显著,可有效改善患者的疼痛度及日常活动功能,有利于骨密度的补充。崔沐群[28]针对骨质疏松患者腰背痛这一症状,将抗骨质疏松药物结合针灸、蜡疗进行治疗,发现结合针灸与蜡疗可以提高患者的骨质密度,极大地改善骨质疏松患者的疼痛状况。唐旭丽等[29]对80例老年骨质疏松症患者采用随机对照研究方法,对照组给予肌肉注射鲑鱼降钙素加口服凯思立D治疗,观察组在其基础上加用十一方药酒及药渣进行涂擦联合烫疗。实验结果表明中药涂擦联合烫疗能更好地改善老年骨质疏松。李文华等[30]依据中医辨证论治原则、经络传导学说以及藏象学说,以现代足部反射区理论为指导,发现中药足疗在治疗骨质疏松症比口服阿仑膦酸钠片更能减轻骨痛症状和提高骨密度值,疗效更确切。梅群超等[31]采用理疗之薰蒸疗法,利用温经通络、活血行气中药煮沸后产生的蒸气薰蒸腰背疼痛部位,在药物和热力的共同作用下达到活血祛瘀、消肿止痛的目的。
4小结
近年来的临床和实验研究为中医药治疗骨质疏松症提供了很好的借鉴。中医药作用的多靶点性与临床骨质疏松症多病因诱发的复杂性相契合,具有很大的优势,且针灸、推拿、理疗等方法又弥补了单纯中药应用的不足,效果均较好。但也还存在着不足:由于骨质疏松症患者多为老年人,多合并有其他慢性疾病等,每个人的体质不尽相同,因此应该强调中医辨证论治的个体化治疗,在经验方、有效方的基础上加减运用。另外,动物实验的造模也可多加探讨,以期为后期得到更好的实验结果铺好基石。我国风湿病专业起步较晚,对骨质疏松症的认识、研究及诊治均存在诸多不足,加强风湿病相关骨质疏松症的中西医认识和研究对今后的治疗将有重要启发。
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骨质疏松的病理基础范文4
据中华医学会骨质疏松和骨矿盐疾病学会调查报告,我国骨质疏松患者已达6千多万,约1.2亿中老年人需要采取措施预防和治疗。我们曾对武汉地区50岁以上中老年人群进行调查,约25%中老年人患骨质疏松。随着人口老年化的加剧,骨质疏松的发病率还将增加。
按照世界卫生组织的定义:骨质疏松是一种以骨量减少、骨组织微结构破坏,骨脆性增加、易发骨折为特点的代谢性骨病。骨量减少是指骨矿物质和骨胶原、蛋白质都减少,而不仅仅是缺钙。
从目前主要用于治疗骨质疏松的药物看,钙剂是基础用药,但它并不针对骨质疏松的病因;雌激素可以防治绝经后骨质疏松;密钙息、邦特林、福善美等可以治疗各类老年性骨质疏松,但长期服用有不同程度的副作用。近年来,国内不少专家根据中医“肾主骨”的理论,采用补肾中药治疗骨质疏松取得较好效果。该治疗有一个显著特点,即对患者出现的软弱无力、腰腿疼痛、腰膝酸软等骨质疏松症状改善明显、迅速,许多患者在骨质疏松检测指标尚未出现明显改善前,临床症状就已缓解或消失,且很少发生副作用。
补肾中药为什么能够防治骨质疏松?学者们利用各种先进实验仪器和实验方法对中医补肾填精的名方“六味地黄丸"(组方:干地黄、山萸肉、淮山药、茯苓、泽泻、丹皮)等防治骨质疏松的作用机制进行了多方位的探讨,发现该方治疗骨质疏松的作用机制既不同于西医临床上常用的单纯抑制骨吸收的药物(如雌激素类),也不同于单纯促进骨生成的药物(如氟制剂类),而是“标本同治”。具体地说,补肾中药防治骨治疏松是通过以下几种途径发挥作用的:
(1)促进血中性激素和钙调节激素水平回升,兴奋垂体―肾上腺轴或垂体―性腺轴的功能,提高体内(尤其是骨组织)雌激素受体数量及敏感性。
(2)直接促进骨细胞的增生分化,使骨形成增加。
(3)直接抑制破骨细胞的活性,使骨吸收减弱。
(4)改善肠道对钙离子的吸收状态,使机体对钙离子的吸收和利用增加。
因此,在专业医师的处方下服用六味地黄丸等补肾中药,能有效治疗骨质疏松。
虽说骨质疏松是老年人都要面对的问题,但它并不是一种可治可不治的疾病,也不能等到症状出现、骨折发生时才治疗。进入中年后,人们就要绷起“预防骨质疏松”这根弦。按照世界卫生组织的建议,最佳预防和治疗应从40岁开始。若从这时起,适当服用一些补肾药物是可行的,但需要在专业医师的指导下进行。以六味地黄丸为例,每次服用4~6克,一日一次,空腹温开水送服。不过,老年阳虚者不宜服用本品。此外,平时生活中还应注意调养精神、合理饮食、增加光照、戒除烟酒、慎用药物、体育锻炼等方面的问题,将对骨质疏松的预防裨益匪浅。
防治骨质疏松,需要全方位:
一、调养精神
人体的精神活动与机体的生理病理变化有着密切的关系,而调养精神的关键是尽量保持“恬淡虚无,真气从之,精神内守”;因为精神因素的改变,将影响内分泌功能,而内分泌失调又是形成骨质疏松的主要原因之一,所以精神调养是预防骨质疏松的重要环节。
二、饮食合理
饮食调养对提高骨骼质量十分重要,可将骨质疏松的影响减少一半。维生素是维持身体健康所必需的重要营养物质,而维生素D和钙在骨质疏松的预防上起着重要的作用。平时需要适当吃些猪肝、蛋黄等含维生素D的食物。胡萝卜烧排骨可提供胡萝卜素与钙磷,能使骨髓生产细胞的能力加强,建议作为常备佳肴。牛奶和乳制品是钙最丰富的来源,它在人类食品中的含钙量首屈一指。平时还应多吃些肉类、豆类及其制品、虾、海带、紫菜、芝麻酱、黑木耳、红枣、瓜子、花生等含钙较丰富的食物。核桃仁含有蛋白质、脂肪、碳水化合物,以及维生素、钙,磷、铁、镁、锰等,是食补中的佳品。近代名医张锡纯说:“胡桃为滋补肝肾、强健筋骨之要药,故善治腰腿疼、一切筋骨疼痛。”有条件可常服之。
三、增加光照
多晒太阳以增加自身的维生素D。因为阳光可以将皮肤中的非活性维生素D转变为活性维生素D,有利于钙的吸收,共助骨质生成。
四、戒除烟酒
吸烟增加骨质融解,尼古丁使神经释放儿茶酚胺致低氧血症,助长骨质疏松。酒精对肾有一定的损害,使肾对钙、磷的重吸收功能降低。
五、慎用药物
慎用、少用或不用导致骨质疏松的药物,如长期应用抗癫痫药物(苯妥因钠、打痫酮等)及镇静药(眠尔通、安定);必须应用时,也要在医师的指导下,正确合理用药。此外,咖啡因、致瘾、肾上腺皮质糖类激素等滥用,均可促使骨量丢失。
骨质疏松的病理基础范文5
【关键词】补肾活血方;老年性骨质疏松症;临床
【中图分类号】R242 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949(2014)08-0185-02
近些年来我国经济在不断发展的同时也面临着严峻的人口问题,老龄化成为人们不能忽视的问题。随着老年人口不断增加,老年性骨质疏松症发病率处于不断上升的趋势,骨折、疼痛、畸形等并发症给老年患者造成身体上的严重影响,大大降低了老年人的生活质量,给其家庭带来严重的经济负担,在一定程度上也给社会造成了不利影响。骨质疏松属于慢性全身性骨代谢性疾病,在老年人及绝经期后妇女中较为常见。骨量逐渐减少是患者发病后的显著特征,从而患者的骨微结构慢慢发生改变,骨脆性增加的可能性大大提高,同时还出现身高缩短和腰背疼痛等症状。骨折及其他全身骨骼疾病在患者身上极易发生,对于患者的生存质量造成了很严重的影响。
1资料与方法
1.1 一般资料:选取我院2012年9月到2013年9月期间收治的60例老年性骨质疏松症患者,将60例骨质疏松症患者随机分为观察组和对照组两组,每组各30例患者。其中观察组男性为20例,女性10例,年龄在50―75之间,平均年龄(62.5±2.1)。对照组男性17例,女性13例,年龄在45―85之间,平均年龄(65±2.3)。两组患者在年龄、性别、临床表现等一般资料对比上均无显著性差异(P>0.05);具有可比性。
1.2 治疗方法:给对照组患者服用骨化三醇片,每日服用2次,碳酸钙D3片口服,每日2次,一次服用1片。观察组在对照组基础上给予补肾活血方进行治疗, 服中药补肾健脾活血方:羊藿、熟地黄、鹿角霜、生姜、肉苁蓉、龟板、生黄芪、鹿衔草、鸡血藤、当归、杜仲、三七、陈皮等,水煎服,早晚2次。
1.3 疗效判断标准:治愈:指疼痛消失,骨密度检查发现骨密度增加。有效:疼痛得到明显的缓解,且对骨密度检查发现骨密度没有下降。无效:治疗前后比较疼痛未消失,骨密度检测无变化。
1.4 统计学方法:对上述两组患者各项记录数据进行分类和汇总处理,采取统计学软件SPSS19.0对上述汇总数据进行分析和处理,计数资料采取率(%)表示,组间率对比采取x2检验;对比以P
2结果
两组骨质疏松症患者的临床效果比较,观察组患者30例,治愈患者25例,有效4例,无效1例,总有效率96.6%。对照组患者治愈15例,有效7例,无效8例,总有效率73.3%。观察组临床治疗效果明显优于对照组,两组间上述两项指标对比差异有统计学意义(P
3 讨论
老年性骨质疏松症是老年人群常见疾病之一,在最近几年内患上老年性骨质疏松症的人数呈上升趋势,所以对老年性骨质疏松症要予以重视,要将研究老年性骨质疏松症这个课题作为重要工作来抓。老年性骨质疏松症产生的主要原因是因为老年人身体机能和免疫力处于逐渐减弱状态,会产生骨量下降的现象,从而导致骨质疏松症的发病诱因更加复杂化。骨量下降的原因有很多,包括遗传因素、不良饮食营养、生活环境以及生活方式都会导致骨量下降,同时伴随着骨强度降低。体内缺乏激素及钙和维生素也会产生骨吸收障碍,最终导致骨量降低。在我国传统中医学上认为骨质疏松症属于“骨痹”、“骨痿”等范畴,患者主要病机为肾精虚少、骨髓化源不足、血运无力而成血瘀、经脉不畅等。因此,中医治疗的主要原则就是以补肾壮骨和活血通络为主,要想改善这些症状,就必须将肾中精气充盈。后经现代医学证明,骨质疏松症的主要病理原因为肾精不足导致的骨髓、脑髓失养和淤血。骨髓、脑髓失养导致患者下丘脑-垂体- 靶腺轴调控发生异常,因信号传导通路不畅而导致细胞因子不能顺利通过。淤血使得患者骨小梁内微不能正常循环,从而影响细胞物质之间的交换,血液中钙及营养物质不能正常进入骨骼被其吸收,最终引发骨骼失养的现象。骨质疏松的基本病机为肾虚血瘀,肾虚为本,血瘀为标。在本文临床实验中使用的补肾活血方在补肾的基础上有活血化瘀的功效。方中的鹿角胶和羊藿具有温肾壮阳、散寒止痛温通经脉的作用,可以减轻患者的症状,白术和山药有健脾益胃的作用,从人体内部开始进行调节,有利于人体健康。水蛭、莪术和三棱有活血祛瘀的功效。这些药合用可明显提高骨密度和骨矿含量,减少老年人骨折发生率和骨折次数
参考文献
骨质疏松的病理基础范文6
骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种以低骨量和骨组织微细结构破坏为特征,导致骨脆性增大而易于发生骨折的全身性骨骼疾病。目前我国已正式步入老龄化社会,老年人口又是骨质疏松发病的高发人群,骨质疏松的诊断治疗需求随之大幅度增加。由于骨质疏松症可以预防,并可以推迟其发生、发展,故其早期诊断和预测就显得尤为重要。诊断骨质疏松症的方法多种多样,可通过病人的体征、骨生化指标及骨密度测量等方法来评估骨强度的改变。近年来人们认识到骨密度只能从骨矿含量的角度,部分反映骨强度。骨强度还取决于骨的质量和骨的更新代谢。而骨质量的好坏主要取决于骨组织结构,骨组织结构主要包括皮质骨厚度及其内孔隙的密度,松质骨的形状、厚度、连接性及各向异性程度即骨微结构。其中以骨微结构最为重要,它似乎是骨脆性的决定因素,独立于骨密度而起作用〔1〕。因此在诊断骨质疏松时,不仅要衡量骨密度有无降低,也要观察骨组织结构,同时兼顾对骨更新代谢的评估,才能全面评价骨折的危险性〔2〕。
1 骨矿含量(BMC)或骨密度(BMD)测定方法
1.1 X线片测量
常用摄片部位是脊椎侧位和手正位片。肉眼X线片评估骨质疏松症时,多选用脊椎侧位X线片。在评估骨矿含量时,也对骨结构进行了初步的判定。虽在骨质疏松症时可见椎体的透过度增加、椎体内水平横向的骨小梁消失、垂直纵向的骨小梁代偿增粗及椎体的骨皮质变薄等征象,但这些征象常受X线投照条件的不同和观察者判定的主观因素影响,以致评估的差异较大。另外,出现上述阳性骨质疏松的X线征象时,其骨矿含量的丢失已达30%以上,因此不适于早期骨质疏松症的评估,且不宜用于随访骨质疏松治疗过程中骨矿含量的变化。
手部X线片测量主要是用圆规或计算机辅助测量掌骨的皮质厚度,所测骨丢失情况均与年龄增长呈负相关。最简易方法是测第2掌骨双侧皮质厚度。Meema等认为掌骨的X线片测量在诊断绝经后妇女的脊椎骨折能力方面优于腰椎双光子吸收测量。
1.2 X线片光吸收法(RA)
RA通过扫描放一铝梯的手X线平片,电脑软件计算BMD。此法可反映老龄性骨质丢失情况。RA只能测量前臂、手掌指骨,且主要是反映骨皮质和骨小梁的共同变化。目前一种类似RA的技术不需要铝梯,测量结果是尺桡骨远端和2~4掌骨的平均密度。由于这种测量方法是以正常人骨皮质厚度等数据作为参照信息,所以正常人骨皮质厚度等数据库的建立和确认对该方法的测量结果至关重要。苏楠等〔3〕总结国内外对RA研究成果认为:RA对第3指骨BMD的测定与DXA检查结果一样准确,对骨折风险的预测也类似,其相关性高达87%,而费用为DXA费用的1/5。
1.3 单光子(SPA)和单能X线吸收(SXA)测量法
SPA通过放射性同位素125I放出的光子对前臂骨主要是桡骨远端1/3进行扫描,该方法是皮质和骨小梁BMD的总和,故不能反映代谢较快的小梁骨的变化,因此对骨代谢改变早期的监测尚有局限性;也不能测量软组织不恒定的骨骼部位,如躯干及髋部SXA主要以X线为放射源取代SPA的同位素光子放射源,使测量结果的精确性明显改善。SPA和SXA为消除软组织影响,检查时都要求被测量部位放在水中。随着DPA和DXA的出现,SPA和SXA已经很少应用。
1.4 双能光子(DPA)和双能X线吸收(DXA)测量法
DPA基本原理与SPA相同,通过高、低2种不同能量的放射性核素同时扫描被测部位以校正软组织因素的影响。所测结果是皮质骨和小梁骨的BMD总和。但DPA结果受放射性同位素衰变等因素的影响,且扫描时间长,故目前已被DXA所取代。DXA是通过2种X线源来模拟产生双光子能量,该方法速度快,精度、准确度比DPA、QCT高,接受剂量低于DPA、QCT。理论上全身DXA可作全身任何部位的扫描,但目前应用最广的是前后位腰椎(PADXA)、髋部精确度可优于1%。也可扫描其他部位如手、尺桡骨等。不论测量哪个部位,如何确定感兴趣区(region of interest,ROI)和病人的是至关重要的,这是除机器本身以外的精密度误差的两个重要因素。
1.5 定量CT(QCT)
上面几种方法测量的结果几乎均为松质骨和皮质骨的总和,且不是真正的体积密度。CT技术能提供被扫描层面内密度分布的客观的定量信息,并具有良好的密度分辨率,因此可广泛地应用于骨密度的测量。QCT的测量方法可分为两种:即专用体模测量法和无专用体模测量法。专用体模测量法使用常规CT加上体模;无专用体模的方法需采用特定的扫描和扫描参数。现在QCT的软件可自动选择感兴趣区测量,还可以测量皮质骨和综合BMD。也有学者用常规腹部CT扫描和增强扫描方法同时作QCT的测量,而无需作专门的QCT扫描测量〔4〕。目前QCT是唯一可以分别测量松质骨和皮质骨密度值的方法。松质骨的表面积和体积比值高,故其代谢转化率比皮质骨高8倍。因而选择性地测量松质骨的BMD可较早地反应体内骨矿含量变化。在早期的骨质疏松的发现及监测治疗疗效时,有其独特的贡献。
BMD反映的是骨矿含量的整体数值,因而不能体现出骨的几何学、骨结构上的差异以及骨密度测量结果的不均一性对于骨强度的影响。虽然骨密度减低意味着骨强度的减弱,骨折风险性的增高。但骨组织数量方面变化的研究在骨质疏松症的诊疗中只是一个方面,尚须探讨骨质量的相关特征,包括骨组织微结构、骨基质的矿化、骨组织的力学特性以及微骨折的发生和修复能力等方面。一些研究显示,由DXA检查得出的BMD数值推测骨强度变化的准确度只有60%~70%。BMD不能单独作为评价骨强度的替代物,因而对骨折的预测能力是有限度的,所以要结合骨矿含量与骨结构两方面进行分析观察。
2 骨密度(BMD)与骨结构(bone structure)的测定
2.1 容积定量CT(VQCT)
VQCT是在三维空间分布上衡量骨强度的方法,对扫描后的兴趣区进行表面体积相关方程的数据分析,并自动定位重建图像,可了解该区域的骨强度及骨几何学排列状况。近年来,随着CT技术的改进提高了QCT测量的精确度并降低了放射剂量,在螺旋CT基础上的三维影像处理技术,如多平面重组(multiplanar reconstruction,MPR)等更是获得了长足的发展,VQCT技术已推广应用于具复杂结构的椎体和股骨近端部位的骨强度评判。它能进行区域性小梁骨和皮质骨的测量,特别是它对骨微结构和骨形态学的评估能力,了解股骨近端各部位的骨强度具有重要作用,并可提供骨几何学排列状况方面的信息〔5~7〕。
2.2 外周骨QCT(PQCT)
PQCT是特殊设计的衡量末梢骨状况的仪器,具有高分辨率图像的三维重建功能。常测部位为近桡骨远端处(相当于桡骨全长的4%),新型的PQCT仪改变了以往的单层面扫描,可对较大容积的骨作多层面数据采集。研究表明,PQCT测量周围骨的桡骨皮质成分有较高敏感性,它不受周围软组织重叠影响的容积密度值,且可分开对皮质骨及小梁骨进行精确的体密度定位。且适用于末梢骨和对小动物的骨骼进行测量,对于观察小动物骨骼对药物治疗的反应较DXA更敏感,有利于了解各种类型的药物干预后不同类型骨骼成分的反应〔8〕。有研究认为PQCT能同时提供骨量和骨强度的有用信息。Rico等研究表明,桡骨皮质骨的BMD与总BMD(即皮质骨和松质骨)的相关性明显高于小梁骨和总BMD的相关性。也有研究表明,PQCT所示的年龄性骨量丢失以桡骨皮质的丢失最为显著,这可能提示该部位的骨皮质BMD比小梁骨BMD更具有代表意义。在PQCT提供的断面影像上还可计算桡骨横截面积以及皮质骨惯性力矩等几何学参数值。桡骨皮质面积是区分非创伤性脊椎骨折者与正常绝经后妇女骨结构特征的敏感指标。桡骨骨密度值和其他几何学参数值相结合可预测股骨颈骨折及腰椎骨折发生的危险度,这些优势使这一技术可能成为SPA/SXA或骨组织形态计量学的替代测量法。但也有人认为PQCT测量的周围骨,对该部骨的变化能否准确反映骨质疏松这一周身性代谢疾病仍待探讨。
3 骨结构(bone structure)的测定
3.1 显微CT技术(mCT)
mCT可直接计算骨体积和总体积之比(BV/TV)和其他一些参数如骨小梁厚度、间隔和数目。能辅以按CT密度调色的特殊显微CT染色技术,显微CT的图像将会和常规病理切片的显色趋于一致〔9〕。这对于观测松质骨三维的空间构建,早期发现骨小梁及骨结构的病变,对骨质疏松症做出早期、明确的病理诊断有了突破性的促进作用。有研究〔10〕显示,mCT上测得的骨微结构参数结果与骨组织计量学上的数值具有较高的相关性,甚至在制动诱导的骨质疏松模型中,由三维mCT测出的骨丢失程度和骨微结构指标(如骨容积、骨小梁数目)上的变化早于骨组织计量学上的相应指标。因而,mCT检测小梁骨结构变化在评价骨质疏松时具有很大潜力。因为显微CT能在病理诊断中发挥作用,也有学者用此来观察人工材料替代损伤的骨组织时的骨生物力学效应〔11〕。
3.2 定量MR(QMR)
QMR是研究骨小梁与骨髓交界面的磁场梯度以评价骨小梁空间排列的新方法。其梯度回波图像上测得的骨髓T2值可反映小梁骨网状结构的密度及其空间几何形态的特点。活体研究显示,在富含小梁骨区域,T2值与PQCT所测的BMD值高度相关;T2值也是反映小梁骨结构随年龄变化的最敏感参数,在骨质疏松患者,T2驰豫时间明显增加。Selby用小梁骨模型发现T2变化与小梁骨自身的弹性模数结构等因素有关〔12〕。目前用T2值来诊断骨质疏松或者确定T2值的有效域值,尚无标准。
3.3 显微磁共振(μMR)
主要用于小梁骨微细结构的观察,Wehrli等的活体研究表明,高分辨率MR能区分桡骨DXA测量值较高的骨质疏松患者,并可预测骨质疏松性脊椎变形的发生。MR从视觉的角度清晰地描绘了正常和异常组病人在小梁骨结构上的差异,有学者采用了20种形态学结构参数,如表观骨容量/总容量(apparent bone volume/total volume,App.BV/TV),表观小梁间隔(apparent trabecular separation,App.Tb.Sp)、欧拉数E(连通性的小梁骨的数目n于封闭的骨髓腔数目m的差值)、骨髓间隙的星形容积等。也有学者采用纹理参数如粗糙度、对比度、复杂度等参数。在形态结构方面进行进一步的探讨,发现这些参数对骨质疏松骨折有显著的预测作用。但是,各种参数指标的可重复性尚需反复研究论证。MRI在评价骨微结构的优势在于无放射性,但因操作时间长、成本高等因素的制约,目前尚不能对大批量的人群进行研究〔13~18〕。
3.4 定量超声(QUS)
QUS利用声波反射和穿透衰减评价骨的力学特性,主要参数为超声传播声速(SOS)和振幅衰减(BUA)值,前者主要受骨密度及骨弹性的影响,后者主要由骨密度及骨微结构决定。其测量结果不仅与BMD有不同程度的相关,更主要的是提供了可反映骨应力方面的信息。研究显示,用QUS鉴别骨质疏松性骨折与非骨折人群能力是肯定的。骨质疏松中骨皮质也受累,且疏松的骨骼最终是否骨折由皮质骨决定,而QUS能对皮质骨的多孔和空隙程度进行准确判断。QUS价廉、便携、无辐射、仪器价格较低而且可获得除BMD外影响骨折危险因素的其他信息,颇具研究潜力,但目前QUS重要误差较大,精确性略低,且采用QUS诊断骨质疏松性骨折标准有可能与DXA不同,这一点还有待于更充分的数据证明,还不能取代已有的BMD测量方法。
4 骨代谢(bone metabolism)的评估
PETCT是将PET提供的组织细胞代谢显像及在大分子、蛋白质、核酸基础上进行的分子影像和CT提供的反映组织解剖结构、血流灌注的显像有机地结合在一起的最先进的影像设备。由于新型正电子放射性药物(分子探针)不断被推向临床应用,目前PETCT已经从传统的代谢显像进入到分子显像的全新时代,对疾病的研究已经从简单的解剖、血流灌注和代谢研究发展到特征性变化的研究阶段。李钦宗等〔19〕利用PETCT设备和18FNaF骨骼中的摄取程度与骨骼的骨血流和成骨细胞的活性成比例的特性,对骨质疏松动物模型骨质中钙、磷等物质代谢的变化对骨质疏松症进行诊断,以此为骨质疏松症的诊断提供新的思路。
5 有限元分析方法的应用
有限元分析(finite element analysis,FEA)是借鉴工程学上评价物体结构强度的公式,包括其形态结构、物体性质及所受负荷等方面的因素而衍生的模拟测量骨生物力学参数的应用数学方法。FEA可以在力学上综合几何学和骨矿含量特性上的所有数据,可能会提高对椎体强度的预测能力。在对椎体的研究中,可将这种技术用以评价椎体成形术、椎间盘退变以及椎体骨强度对骨折危险度的影响。这种可称为体素法的FEA模型(即可将QCT中的体素直接转换为有限元)目前在相关领域中的应用是最引人注目的。因而可通过FEA方法了解骨质疏松病人脊椎骨可能对骨强度产生重要影响的皮质壳及某些区域海绵骨骨密度和骨形态结构的变化情况。有学者应用MSCT设备及容积性QCT技术上建立的骨质疏松老年妇女椎体的三维PE模型,分析了在生理性载荷(2倍于正常站立位时腰椎的承载)条件下骨质疏松性腰椎椎体的应力分布情况,骨质疏松性椎体骨折老年妇女FEA分析中椎体内具骨折危险性小梁骨体积占骨小梁总体积的比率高于无椎体骨折老年妇女。有限元分析法可成为评价骨质疏松的骨“数量”和“质量”变化的有效手段,将随着生物力学和工程学的发展而可能在对骨质疏松患者骨强度变化的临床检测中发挥重要作用〔20〕。
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