2018地鳖虫防治糖尿病肾病骨质疏松症的研究进展

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　　摘要：糖尿病肾病常伴骨质疏松症，给患者带来极大不便，临床运用地鳖虫治疗常取得良好疗效。通过查阅文献，系统总结地鳖虫治疗糖尿病肾病骨质疏松症的理论基础与药理研究进展，其疗效可能与地鳖虫促进骨生成细胞及软骨细胞的活性与数量、促进成骨基因Cbfal的表达和抑制激素诱导下BMSCs成骨分化减少等作用有关，为临床应用提供依据。
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　　关键词：地鳖虫；糖尿病肾病；骨质疏松；研究进展
　　中图分类号：R714.257文献标志码：A文章编号：1007-2349（2017）12-0087-03
　　地鳖虫，原名蛰虫，又称土元、土鳖虫、地乌龟、簸箕虫等，是鳖蠊科昆虫地鳖或冀地鳖的雌虫干燥体。地鳖虫是《中华人民共和国药典》记载的正品药材，属传统的活血化瘀类动物药。古医籍记载其“味咸、性寒、有小毒、归肝经”，有破血逐瘀、消肿散结、续筋接骨、补骨止血等功效[1]。我国第一部药物学专著《神农本草经》，最早记载了地鳖虫的性能功效，“主心腹寒热洗洗，血积?Y瘕，破坚，下血闭。”《神农本草经疏》记载了地鳖虫的药用功效，“治跌打扑损、续筋骨有奇效。”现代药理试验已经证明地鳖虫有溶解静脉血栓、抗凝血、抑制血小板聚集、抗肿瘤抗癌、抗突变、耐缺氧、调节血脂、促进骨折愈合等广泛的作用[2]。
　　糖尿病肾病常可伴发骨质疏松症，地鳖虫治疗本病常有良效。笔者系统总结了糖尿病肾病骨质疏松症的发病机理和地鳖虫的药理作用等，对相关机制进行了深入系统的综述，以期为进一步研究和开发地鳖虫的药用价值提供参考资料，指导地鳖虫治疗糖尿病肾病骨质疏松症的临床实践。
　　1发病机理及中医病机认识
　　1.1发病机理骨质疏松症（osteoporosis，OP）是以骨量减少，骨质量受损及骨强度降低，导致骨脆性增加、易发生骨折为特征的全身性骨病。其临床表现主要有周身疼痛、身高降低、驼背、脆性骨折及呼吸系统受影响等[3]。糖尿病肾病是糖尿病常见的微血管并发症，因其蛋白尿致蛋白质丢失、营养不良、运动减少，更容易导致OP的发生[4]。糖尿病骨质疏松症属继发性糖尿病，缺失胰岛素、高血糖毒性、糖尿病慢性并发症的影响以及性激素减少所致OP更容易发生。
　　人体的骨骼组织不断通过新陈代谢进行骨的重构。成骨细胞负责形成骨，破骨细胞负责吸收骨，两种细胞在骨表面的同一部位相继活动称之为基本多细胞单位（BMU）。在一个BMU的完成过程中，骨重构分3个阶段：破骨细胞吸附于骨表面吸收少量骨质、形成凹陷；成骨细胞进入凹陷形成新骨；骨基质矿化，新形成骨量相当于吸收骨量。若被破骨细胞吸收的骨质所形成凹陷未能被新骨填满，则被吸收的骨量多于形成的新骨量时发生负平衡，导致总骨量丢失，从而引起OP[5]。
　　1.2中医病机认识根据中医病因病机、临床症状等，骨质疏松症归属于“骨痹”、“骨痿”或“腰背痛”等范畴，主要病机乃肾虚为本。《内经》认为“少阴气绝”、“寒气至”和“肾气热”等；《金?T要略》则记载“恐能伤肾，肾伤则痿”[6]。在生理上肾寄真阴、寓元阳，为先天之本，主藏精，精生髓，髓可养骨，故骨为肾所主，“肾主身之骨髓”。肾阴可滋润骨体、充养髓窍，肾阳可宣化精液、防御外邪，而肾精盛衰可影响骨生长、发育、强盛和衰弱的全过程。肾精充足则骨髓生化有源，骨得髓滋养坚固有力，“肾实则骨有生气”[7]。肾虚则精亏，精亏则髓失所养，致腰痛酸软、痿弱无力等，骨髓空虚导致骨质疏松症，《灵枢》认为：“精伤则骨酸痿厥”。脾主运化，主肌肉，为后天之本，乃气血生化之源，脾虚则化源不足而不能濡养筋骨，肌肉瘦弱、四肢痿废不用，《证治汇补》记载，“胃气一虚，百骸溪谷，皆失所养，故宗筋弛纵，骨节空虚”[8]。肝藏血，在体合筋，主筋，筋附于骨、聚关节，肝失调达、气机不畅等可影响脾、肾。气虚无力，脉络凝滞，故成瘀血，血行不畅，骨髓失于濡养，则易发骨折。或阴虚生内热，血热互结；或因阳虚生内寒，寒凝血瘀；或年老情志失于调控，肝失疏泄，气机不畅，脉道闭阻，气血壅滞，骨失所养，则为此病。
　　总之，OP与肾虚、脾虚、肝郁等密切相关，常为糖尿病肾病的伴发症状，目前在中医临床应用中，应用地鳖虫常起到较好疗效[9]。
　　2药理研究
　　鉴于地鳖虫中包含许多活性成分，体外和体内动物或人体基础研究数据显示，它可能有以下几个潜在的抗糖尿病肾病骨质疏松症的药物作用机制。
　　2.1促进骨生成细胞及软骨细胞的活性与数量罗佩强[10]通过手术使家兔实验性骨折，并饲喂含有地鳖虫的饲料（生药量1.1g/d），持续10～35 d。研究结果显示，地鳖虫可增加骨生成细胞的增殖和功能活性。同时有研究[11]证实，地鳖虫水提物的有效部位，可促进IL-1β诱导的软骨细胞增殖EC50，修复骨细胞活性；骨生成细胞的数量、部位及出现时间均明显增强，致使骨基质形成好，钙盐沉积快，加速骨折愈合。亦有学者指出，骨的修复，完全依赖于成骨细胞、成软骨细胞和成纤维细胞。这些细胞可分泌形成腔原纤丝，是结缔组织特异细胞，可在腔原纤丝内将钙盐沉积结晶为骨组织[12]。骨愈合过程中组织迅速生长，为细胞活动提供必需营养物质，可增加骨生成细胞的活性和数量，加速钙盐沉积，从而升高骨密度，改善骨微结构，增强骨生物力学，修复骨损伤，促进骨形成[13]。这与古籍所载地鳖虫接骨相吻合。
　　2.2上调成骨基因Cbfal的表达水平冯伟等[14]从分子水平上探讨地鳖虫促进骨损伤愈合作用机理：用地鳖虫灌胃雄性SD大鼠采血制备的含药血清，研究地鳖虫对体外培养的成骨细胞中成骨相关基因mRNA表达影响，结果表明地鳖虫有促进体外培养成骨细胞中成骨相关基因Cbfa1的表达作用。骨形成与骨修复是复杂多阶段的，多种成骨相关基因参与该调节过程。BMP-2可诱导成骨细胞的前体细胞Cbfal基因表达，Cbfa1是成骨细胞分化调节因子和成骨细胞特异性转录因子，进一步可调控细胞形成部分的成骨性标志物，如骨桥蛋白、骨碱性磷酸酶、骨钙素等，促进骨损伤的愈合[2]。有研究者对成骨细胞特异性表型之一的骨钙素进行表达调控研究发现[15、16]，转录因子Cbfal可以通过结合OSE2，激活成骨细胞骨钙素的特异基因而转录；并可在发育过程中，定型成骨性细胞呈现ALP阳性，表达可调节成骨细胞分化指挥基因Cbfal，使Cbfal比其他骨髓细胞表型提前出现，完全成熟的成骨细胞由这些细胞形成。   　　2.3抑制激素诱导下BMSCs成骨分化减少李树强等[17]应用大剂量激素（浓度1×10-6mol/L）干预BMSCs后，发现地鳖虫含药血清可逆转激素诱导下BMSCs内碱性磷酸酶的含量，降低骨钙素和Ⅰ型胶原mRNA表达；对抗激素对BMSCs成骨分化的抑制，促进成骨分化，从而得出地鳖虫可抑制激素诱导下BMSCs成骨分化的减少，还可改善股骨头的微循环。BMSCs是骨髓中与造血干细胞不同的成体干细胞，有向骨、软骨、肌肉、脂肪等多种组织细胞的分化能力，可以在体外大量增殖并有克隆形成的能力。在自然条件下，BMSCs大多分化为成骨细胞，很少会分化成脂肪?胞。研究表明成骨细胞和脂肪细胞有相同细胞表型，在一定的条件下可以在不同分化方向之间进行相互转化；成骨和成脂肪之间，似乎是相互牵制与此消彼长的关系[18]。很多学者通过实验证明大剂量的激素可使BMSCs向脂肪细胞进行转化，从而阻碍其向成骨细胞的转化[19]。
　　实验中在激素诱导时加入地鳖虫含药血清，结果显示成骨标志物：ALP、BGP与Ⅰ型胶原mRNA的表达均明显升高，说明地鳖虫可阻止激素诱导下的BMSCs成骨分化减少，促进成骨分化。这种阻止作用或因地鳖虫含药血清在BMSCs分化成脂肪细胞的某个或某些过程中起作用，其具体的作用机制有待进一步讨论。
　　2.4其他另有研究证明，地鳖虫可促进血管形成、增强破骨细胞活性、促进动物骨骼再生、调节体内微量元素平衡、促进矿物质在骨中沉积等作用。这些作用机制尚不清楚，但对OP的治疗及临床症状的缓解，可能起着重要作用。
　　冯伟等[14]研究发现，使用含地鳖虫成分血清可提前毛细血管扩充的时间，促进血管形成，血管形成速度快，且数量高于对照组，提前骨局部良好血供的时间，促进局部血液循环，为骨愈合提供条件。杨耀芳等[20]对血虚小鼠应用地鳖虫后，破骨细胞出现的时间、数量与功能活动均明显强于对照组，认为破骨细胞发挥功能作用，与地鳖虫的活血化瘀通络功效相关，骨的局部血供良好，骨愈合仅靠成骨作用，断端无法充分恢复正常，应同时将多余骨质吸收，改建方可顺利进行，再通髓腔。地鳖虫提取物可显著延长大鼠的游泳力竭时间，提高抗氧化酶活性，上调3种抗氧化酶编码基因表达水平，有学者推测其可能机理之一是：地鳖虫提取物上调运动大鼠肌肉中的抗氧化酶编码基因表达水平，显著提高了试验动物骨骼肌中SOD、CAT、GST活性，有效对抗了肌肉细胞内过氧化反应，延缓运动疲劳发生[21]。有学者研究通过小鼠热板法与扭体法研究地鳖虫的镇痛作用，证实地鳖虫可延长小鼠痛的反应潜伏期，并提高小鼠痛阈，明显减少小鼠20min内的扭体次数，说明地鳖虫有较强的镇痛功效；并且在醋酸致小鼠扭体反应实验中证实，地鳖虫短效镇痛作用较好[22]。地鳖虫中，正己烷、正丁醇萃取物均有一定的镇痛作用[23]。
　　3小结
　　糖尿病肾病常可伴发OP。有报道称，OP已经成为第三大老年病[24]。现阶段最常用的治疗方法是药物治疗，但补骨药物存在副作用，增加患冠心病等疾病的几率等。基于最近的临床试验结果，地鳖虫以其安全、有效、低毒的优势，在治疗糖尿病肾病骨质疏松症很有前途[2]。目前国外对地鳖虫的研究几乎空白，国内对地鳖虫鉴定得到的有效活性成分不多，药理作用及作用机制尚未非常明确；药用地鳖虫主要就是全虫，加工产品单一；以地鳖虫为主要成分的中成药，开发研制速度缓慢、水平偏低[9]；实验研究的检测指标较少，多数为动力学参数、骨静力学和抗弯力等，从分子生物水平反映骨代谢与机体平衡的研究较少，缺乏一定的说服力[25]。同时针对地鳖虫干预糖尿病肾病骨质疏松症的临床研究有限，且主要集中于含地鳖虫成分的复方中药。因此探明地鳖虫对成骨细胞的药物靶点、作用机制，可阐释中药配伍机理，为临床处方用药提供依据，是深入开发应用该昆虫药物的前提和基础[14]。在将地鳖虫大规模推荐治疗糖尿病肾病骨质疏松症及其他疾病前，尚需更多的有效性、安全性和作用机制数据支持。
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　　（收稿日期：2017-10-30）