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基于中医“阴阳自和”理论探讨自噬在骨质疏松症中的作用

2020-01-10吴克亮林晓生吴小绸王宏波张震肖庆华朱建宗

中国骨质疏松杂志 2020年6期
关键词:骨细胞成骨细胞阴阳

吴克亮 林晓生 吴小绸 王宏波 张震 肖庆华 朱建宗

1.广州中医药大学,广东 广州 510405 2.深圳宝安第二人民医院(集团)总医院,广东 深圳 518104 3.广州中医药大学第四临床医学院,广东 深圳 518000

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是以机体骨量减少和骨微结构破坏为特征的全身退行性骨病。据统计,我国50岁以上女性和男性发病率分别为20.7%和14.4%,且呈逐年上升趋势[1]。预计到2050年,中国大陆骨质疏松性骨折发生率将达599万例/年,相应的医疗费用高达约254亿美元[2],给社会带来沉重负担。

自噬是近年研究的热点,属于真核细胞的一种“自食”现象,是细胞特有的自我保护机制。阴阳学说作为中医理论体系的奠基石,是对自然界相互关联的某些事物和现象对立属性的概括,被广泛用于阐释人体的生命活动、疾病的病因和病理变化[3]。中医阴阳理论中的互根互用、对立制约属性与细胞自噬清除和代谢生理过程有着极其相似的内涵。因此,有人提出从自噬角度来探索和拓展中医的微观机制[4-5]。自噬参与调节OP的病理过程,对维持骨代谢稳态具有重要意义;故笔者试从阴阳自和理论探讨细胞自噬与OP之间的关系,为防治OP提供一些新思路。

1 中医阴阳自和理论的源流

《伤寒论》首云:“凡病,若发汗......若亡血,亡津液,阴阳自和者,必自愈”。其实,《内经》早有云:“凡阴阳之要......两者不和,若春无秋,若冬无夏。因而和之,是谓圣度”。阴阳自和,实则阴阳双方维持和协调平衡的能力与趋势。后世医家在此基础上不断探索和总结,认为阴阳双方消长平衡的协调关系是人体生命活动的基础,正如《素问》[6]曰:“阴平阳秘,精神乃治”。阴阳二者平衡协调的能力实为阴阳内在深层规律,是机体防病、愈病的根本始动力。

现今,越来越多的学者从人体微观角度对中医阴阳理论进行拓展和创新,将“阴阳自和”理论运用于维持人体生理状态的内环境中。研究[7-8]发现,自噬过程也蕴含这种阴阳自和属性。

2 细胞自噬与OP的相关性

2.1 基于阴阳理论对OP的认识

OP属于中医“骨痿”的范畴,“肾为先天之本,主骨生髓”。正如《素问·痿论》云:“肾主身之骨髓……骨枯而髓减……发为骨痿”。“肾主骨”理论为后世医家从肾而论OP奠定了基础,中医阴阳理论也主要是从肾阴阳方面对OP进行阐述。肾阴肾阳为阴阳之根本,肾阴具有凉润、抑制的功能,而肾阳具有温煦、促进的作用,两者互根互用、制约平衡。“阳化气,阴成形”,阴阳自和对维持人体生长发育具有重要意义。

肖勇洪等[9]认为OP的根本病机为患者年老,阳化气功能低下,脾肾阳虚,水谷失于腐熟运化,化生清气和精微不足,精血亏虚,继而阴的成形功能低下,有形物质填充骨骼减少,骨失濡养而发为骨痿;另外,阳虚则阴盛,阴成形功能亢进,病理产物痰、瘀堆积,也会加重OP病情。因此,临证应重视温阳补肾,辅以祛瘀化痰为要,调和阴阳,以达温阳化气、助阴成形之功。刘源等[10]提出OP的本质是年老体衰导致机体阴阳失调,治疗重点应当“补其不足”,纠正阴阳偏颇。

在OP证型方面,历代主要以脏腑辨证为主,以肾、脾、肝三脏虚损为本,兼瘀血、气滞和痰湿为标。王和群等[11]通过调查发现,OP可分为脾肾阳虚、肝肾阴虚、脾气虚弱三型。万雷等[12]对广东省373名OP患者进行调查,结果显示脾肾阳虚证和肾阴虚证分别为130例(34.85%)和161例(43.16%),气滞血瘀证75例(20.11%)。以上结果表明,脏腑阴阳失调是构成OP的重要分型。

2.2 自噬在OP中的作用

自噬可将代谢后的大分子物质回收利用,是骨细胞存活的重要机制,在维持骨代谢稳态中发挥重要作用[13]。研究[14-15]表明,骨形成和骨吸收两者之间失衡是OP的病理基础。Chen K等[16]研究发现,年龄增长性骨量丢失是老年性OP和脆性骨折的主要原因,在此过程中,骨细胞自噬可能参与了骨质丢失的进程。

自噬抑制能减少破骨前体细胞分化,并造成破骨细胞功能障碍。Chung YH等[17]发现,自噬相关基因Beclin-1是骨髓巨噬细胞向破骨细胞分化的必要条件,当人为敲低Beclin-1后,破骨细胞的生成显著减少。而在破骨细胞发挥功能时,突触结合蛋白Ⅶ和Rab7参与其褶皱边界的形成,自噬基因ATG介导了Rab7的募集,当在小鼠单核细胞中敲除ATG5时,小鼠破骨细胞数量明显减少,骨量显著增加[18]。此外,P62是在自噬过程中的自噬通量标志物,当抑制P62的表达时,与破骨细胞生成相关的基因CatK、TRAP、NFATc1、Fra-2等的表达均明显下降,说明自噬抑制对降低破骨细胞生成具有重要作用。综上,Beclin-1、ATG5、P62等自噬相关基因对维持破骨细胞分化和生理功能均至关重要。

同样,自噬对维持成骨细胞的正常生理功能也发挥重要作用。Darcy A等[19]发现自噬可抑制mTOR通路而促进成骨细胞的活性,调节骨形成。另一项研究表明[20],当抑制自噬ATG5的表达时,成骨细胞的增殖和分化也会受到抑制。此外,敲除成骨细胞ATG7会降低骨自噬水平,并引起内质网应激,减少ALP、Runx2等成骨分化标志物的表达,骨基质的矿化减少,细胞凋亡增加[21],表明自噬有助于维持成骨细胞稳态。另外,自噬参与保持间充质干细胞(BMSCs)的性状,并通过AMPK/Akt/mTOR信号通路调节BMSCs成骨分化[22]。Qi M等[23]通过抑制小鼠BMSCs中ATG5/Beclin-1的表达而降低细胞自噬水平,后发现BMSCs成骨分化显著减少,而脂滴形成增加。Chen K等[16]发现,当抑制骨细胞自噬后,将增加SQSTM1/P62的表达和细胞凋亡;同时,LC3、Beclin-1的表达降低,这表明抑制骨细胞自噬与老年性OP发生有关。

3 从中医阴阳自和理论探讨自噬

从微观层面来说,人体的细胞、组织、DNA等也蕴含阴阳对立统一。自噬的这种“促进生存”和“诱导死亡”转化平衡,包含“阴阳自和”的深刻内涵。细胞通过自噬降解无用的细胞器、蛋白质等代谢产物(阴),化生新的分子元素为细胞提供能量,实现物质和能量的更新(阳),整个过程可归纳为阴阳此消彼长的关系。“阴为体,阳为用”,细胞自噬通过这种阴阳制约互用的关系维持机体微观上的动态平衡,从而保持“阴阳自和”的状态。若自噬太过或不及,将导致阴阳失衡,形成“阴虚阳亢”或“阴盛阳衰”的局面[24]。自噬过度,将导致细胞发生非逆性的损伤,过快过多地分解代谢产物;从中医角度来说,将致肾精亏损,肝血暗耗,肝肾阴虚则骨髓不充,失于濡养,使机体总体呈“阴虚阳亢”的局面;反之,细胞自噬抑制,新陈代谢功能低下,成骨细胞活性降低,破骨细胞增殖,代谢产物积聚,人体循环利用的能量不足,机体易出现“阳虚阴盛”的状态[5]。自噬过犹或不及,均会造成阴阳失和而致病。

从上述意义上而言,自噬导致的“阴阳失和”与OP的中医病因病机较为相似,存在共通之处。“成骨细胞-破骨细胞”平衡及“RANKL-RANK-OPG”传递轴是OP的基本调节机制[25],与中医阴阳协调和脏腑联动机制十分契合。有学者[26]认为自噬不及导致蛋白质或亚细胞器等的过多沉积,是中医痰瘀在细胞微观层面的体现。自噬失调,无法及时清除受损骨细胞,化湿为痰,堆积成瘀,经络滞涩,则患者全身多处痠痛不适。而自噬能清理代谢“废物(痰瘀)”,这种功能正是中医阳气气化功能、化痰祛瘀的微观体现,有助于促进能量转化,实现阴阳自和。

4 调整阴阳指导OP的治疗

“圣人之治病也,必知天地阴阳”,调整阴阳是中医治病的根本,治病当补虚泻实,调动机体功能,使阴阳调和。目前,OP在分子生物学上的发病机制尚不甚明确,西医单纯靶点调节成骨和破骨细胞活性治疗OP的疗效差强人意,而中医药具有确切的疗效和优势[5,27-28]。

调整机体阴阳,使细胞自噬保持稳定状态,实为防治OP的重要方向。尚奇等[5]认为,当细胞自噬过强,骨代谢旺盛,机体出现阴虚阳亢(肾阴不足)的状态时,可通过壮水之主,培左肾之元阴,以达滋阴降火抑制自噬的功效,方以左归丸为代表;同理,当细胞自噬抑制,骨代谢水平减弱,机体出现阳虚阴盛(肾阳虚衰)的状态时,可采用益火之源,温补肾阳来激活自噬,药用右归丸等。现代医学认为,自噬可通过调控NF-κB、Wnt/β-catenin信号通路促进BMSCs成骨分化[29],左、右归丸对OP模型大鼠BMSCs的凋亡均有抑制作用[27,30]。另有研究[31]表明,左归丸可干预自噬凋亡的途径而调控BMSCs基因表达,减少骨量丢失。调整机体阴阳偏颇使自噬保持于正常水平,对BMSCs成骨和成脂分化平衡有一定的意义。

OP病机复杂多样,机体阴阳动态制约平衡,虚中夹实,实中含虚。从这个意义上来说,应该从中医多靶点、多途径和多角度的整体特色治疗。滋阴降火、温补助阳及化痰祛瘀是防治OP的重要思路,但应在充分考虑患者自身的阴阳状态下辨证论治。除药物治疗之外,很多非药物措施也可以调理阴阳,包括采用针灸、推拿按摩,通调机体经络,改善骨痿酸痛症状。此外,适量的户外体育锻炼,调理老年人阴阳失和,平衡骨代谢;调畅情志,肝疏泻功能正常,达到形神统一,配合饮食调补五脏阴阳虚损。这些也会对OP的治疗起到辅助作用。

综上所述,机体阴阳失衡是导致OP的重要原因之一。自噬现象作为细胞生存的重要机制,其双向调节骨代谢的作用逐渐受到重视。细胞自噬与阴阳自和密切相关,自噬失调与中医太过或不及有异曲同工之处,均可能导致机体阴阳失衡。在阴阳自和理论的指导下,通过调和阴阳来调控自噬水平,实现骨形成和骨吸收动态平衡,是防治OP的新思路。未来,自噬可能成为改善OP的潜在靶点,但如何调控机体阴阳状态,使自噬精确维持骨代谢稳态仍需进一步研究。

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