烏頭湯抑制骨關(guān)節(jié)炎炎癥反應(yīng)的作用機(jī)制探討

陳達(dá) 陳后煌 邵翔 馬玉環(huán) 鄭文偉 葉蕻芝 李西海

【摘 要】 炎癥是導(dǎo)致骨關(guān)節(jié)炎發(fā)生發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。烏頭湯是治療痹證的常用方劑，具有抑制白細(xì)胞介素-1β、腫瘤壞死因子-α等炎癥因子的作用。通過深入了解骨關(guān)節(jié)炎與炎癥反應(yīng)的關(guān)系，探討烏頭湯治療骨關(guān)節(jié)炎的作用機(jī)制，為烏頭湯治療骨關(guān)節(jié)炎的應(yīng)用研究提供新思路。

【關(guān)鍵詞】 骨關(guān)節(jié)炎；烏頭湯；痹證；炎癥反應(yīng)；作用機(jī)制

骨關(guān)節(jié)炎（osteoarthritis，OA）是由多種生物因素與機(jī)械損傷因素相互作用所致生物力學(xué)紊亂而引起病理改變的結(jié)果[1]，其中炎癥與OA發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)。OA在中醫(yī)學(xué)屬“骨痹”，烏頭湯治療“骨痹”效果確切，但其作用機(jī)制尚不明確。文章以O(shè)A與炎癥的關(guān)系為切入點，探討烏頭湯抑制OA炎癥反應(yīng)的可能作用機(jī)制。

1 OA的“痹”

OA病在筋骨，病位在肝腎，病機(jī)為本痿標(biāo)痹。因肝藏血、主筋，腎藏精、主骨，肝腎虧虛，精血不足，筋骨失養(yǎng)，腠理空虛而感風(fēng)寒濕邪故為痹[2]。OA屬中醫(yī)學(xué)“痹證”范疇。陰陽、氣血及臟腑之虛與本病的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切，陽虛致衛(wèi)陽不固，痰濕之邪易乘虛而入；氣虛致血脈不能正常運(yùn)行，血行不暢而致其瘀滯；脾主運(yùn)化水濕，脾虛而致濕停；肝藏血、主筋，肝血不足，血不養(yǎng)筋而致筋脈拘急，關(guān)節(jié)屈伸不利；腎藏精、主骨，腰為腎之府，腎精虧虛，骨失濡養(yǎng)，可致腰膝酸軟疼痛[3]?！端貑枴け哉摗吩唬骸皹s者，水谷之精氣也，和調(diào)于五藏，灑陳于六府，乃能入于脈也，故循脈上下，貫五藏絡(luò)六府也。衛(wèi)者，水谷之悍氣也，其氣慓疾滑利，不能入于脈也，故循皮膚之中，分肉之間，熏于肓膜，散于胸腹，逆其氣則病，從其氣則愈，不與風(fēng)寒濕氣合，故不為痹?！北砻鳉庋澨?、營衛(wèi)失調(diào)，致筋骨失養(yǎng)，易生痹證。營衛(wèi)失調(diào)，腠理不密，風(fēng)寒濕邪易乘虛而入，致筋脈痹阻、氣血凝澀。痹證日久，內(nèi)損臟腑，傷及真陰，陰傷易致血脈日益凝澀，邪氣日益痼結(jié)，筋脈日益痹阻[4]。

2 炎癥與OA的關(guān)系

2.1 炎癥引起軟骨細(xì)胞凋亡 軟骨細(xì)胞是軟骨組織的唯一細(xì)胞類型，軟骨細(xì)胞的增殖、分化和凋亡對平衡軟骨的負(fù)重及維持軟骨完整性具有重要的意義，其中軟骨細(xì)胞的凋亡與OA的發(fā)生關(guān)系最為密切。軟骨細(xì)胞凋亡與信號通路、細(xì)胞因子、基因等具有相關(guān)性，細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）是引起OA的主要炎癥因子。IL-1β誘使軟骨細(xì)胞產(chǎn)生的活性氧（ROS）可加速軟骨細(xì)胞凋亡，破壞軟骨應(yīng)力結(jié)構(gòu)，最終導(dǎo)致OA的形成。研究證實，IL-1β可促使線粒體形態(tài)、功能退化，引起線粒體呼吸鏈Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ減少及ATP合成減少，同時引起膜電位下降[5-8]。炎癥介質(zhì)的直接效應(yīng)可使軟骨細(xì)胞線粒體電子傳遞發(fā)生紊亂并產(chǎn)生ROS。ROS的量到達(dá)一定值可激活核轉(zhuǎn)錄因子（NF-κB）引發(fā)炎癥反應(yīng)，刺激體外培養(yǎng)的人關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞釋放ROS，可經(jīng)過半胱氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）途徑誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡發(fā)生[8]。IL-1β刺激細(xì)胞后，IκB激酶被激活，引起IκB蛋白磷酸化和泛素化，IκB蛋白降解，激活NF-κB二聚體使之轉(zhuǎn)移到細(xì)胞核，促進(jìn)軟骨細(xì)胞炎癥基因的轉(zhuǎn)錄，誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞炎癥介質(zhì)的表達(dá)[8-10]。TNF-α也參與IL-1β類似的炎癥反應(yīng)，不僅在表層，甚至在中、深層OA軟骨細(xì)胞中均呈過量表達(dá)，TNF-α作為炎性因子不僅導(dǎo)致免疫反應(yīng)的加重，還可以刺激軟骨細(xì)胞產(chǎn)生更多的一氧化氮（NO），促使軟骨細(xì)胞凋亡加劇[10]。

2.2 炎癥促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）降解 炎癥因子作為OA發(fā)生過程中的關(guān)鍵性因子，能夠誘導(dǎo)軟骨ECM降解從而導(dǎo)致OA的發(fā)生與發(fā)展[11-13]。IL-1β可誘導(dǎo)基質(zhì)金屬蛋白酶（MMPs）和去整合素金屬蛋白酶（ADAMTS）的表達(dá)，ADAMTS-5的表達(dá)量增加與軟骨基質(zhì)降解成正相關(guān)，在OA的形成過程中發(fā)揮重要作用[14-16]。MMPs是降解ECM的主要酶系，包括MMP-1、MMP-3、MMP-13，幾乎能降解所有的軟骨ECM，破壞軟骨結(jié)構(gòu)[17]；軟骨ECM主要包含蛋白聚糖和Ⅱ型膠原等成分，IL-1β還可通過增強(qiáng)膠原酶和蛋白聚糖酶活性，抑制軟骨細(xì)胞蛋白多糖合成，促進(jìn)膠原和蛋白多糖降解，且可促進(jìn)單核細(xì)胞對軟骨ECM的破壞作

用[18-19]。TNF-α不能直接引起OA軟骨ECM降解，而是通過與靶細(xì)胞表面的特異性受體結(jié)合發(fā)揮生理和病理作用。目前已發(fā)現(xiàn)TNF受體（TNFR）存在兩種形式即P55和P75，通過誘導(dǎo)軟骨細(xì)胞產(chǎn)生MMP-3使軟骨基質(zhì)降解，導(dǎo)致關(guān)節(jié)軟骨生存環(huán)境改變而導(dǎo)致OA發(fā)生[20-21]。

2.3 炎癥引起軟骨下骨改變 OA發(fā)生過程中軟骨下骨病變包括骨吸收和骨形成。在OA形成早期軟骨下骨表現(xiàn)為骨吸收，晚期則表現(xiàn)為骨硬化，骨硬化為OA病理改變的重要標(biāo)志之一[22]。炎癥因子IL-1β、TNF-α等可刺激前列腺素E2（PGE2）、Wnt信號上調(diào)而骨保護(hù)素（OPG）下調(diào)等，可刺激骨重建[23-24]。OA患者中軟骨下骨PGE2過表達(dá)，PGE2在體內(nèi)具有較強(qiáng)的促進(jìn)骨組織生成的作用，并且可促使軟骨下骨礦化結(jié)節(jié)產(chǎn)生及成骨前體細(xì)胞增殖[25-26]。一定濃度的PGE2可提高cAMP的含量來增加成骨細(xì)胞ALP的增殖能力，并且能促進(jìn)干髓端骨形成和骨膜內(nèi)骨形成[27-28]。因此，OA患者中炎癥因子導(dǎo)致的PGE2升高對軟骨下骨的功能狀態(tài)產(chǎn)生重要影響。

3 烏頭湯的立論依據(jù)

烏頭湯組方為麻黃、芍藥、黃芪、甘草、川烏。方中烏頭驅(qū)寒逐濕；麻黃通陽行痹；芍藥、甘草開痹而通血脈，使陰陽宣通，氣血暢行；黃芪實衛(wèi)且防麻黃發(fā)散太過；白蜜甘緩藥力，使寒濕之邪微微汗解且減低烏頭毒性。諸藥合用，共成散寒祛濕、除痹止痛之劑，具有溫補(bǔ)肝腎、健脾調(diào)胃、舒筋活血的功效，切中OA病理機(jī)制?，F(xiàn)代研究表明，烏頭湯還具有鎮(zhèn)痛、抗炎、改善微循環(huán)、調(diào)節(jié)免疫功能、抑制血小板聚集等作用[29]，是中藥治療風(fēng)寒濕痹O(shè)A的常用方。

4 烏頭湯抑制OA炎癥反應(yīng)的可能作用機(jī)制

川烏具有明顯的抗炎鎮(zhèn)痛功效，其有效化學(xué)成分包含烏頭堿、次烏頭堿等。研究發(fā)現(xiàn)，川烏總堿能夠抑制多種致炎劑如五羥色胺（5-HT）、組胺、二甲苯、蛋清的致炎作用，以及抑制白細(xì)胞游走、肉芽組織增生，減少炎癥因子滲出，同時對佐劑性關(guān)節(jié)炎大鼠免疫性炎癥也有良好的抑制作用[30-31]。

麻黃具有抗炎、解熱、抗變態(tài)反應(yīng)等作用，有效化學(xué)成分為苯丙胺類生物堿，其中主要為麻黃堿和偽麻黃堿，另一有效成分麻黃唾酮也有抗炎作用，但含量低[32]。研究表明，麻黃-甘草藥對能抑制組織內(nèi)IL-1β、TNF-α含量升高，其可能的機(jī)制是影響了炎癥介質(zhì)的釋放和抗氧化作用[33]。

現(xiàn)代藥理研究表明，白芍具有顯著的抗炎作用[34-35]。其主要有效成分為苷類、黃酮、多糖等化合物。白芍總苷能夠下調(diào)局部組織MMPs，降低關(guān)節(jié)炎大鼠增高的NO和PGE2水平，改善大鼠多發(fā)性關(guān)節(jié)炎的癥狀和足爪部腫脹情況；白芍總苷還可降低環(huán)氧化酶-2（COX-2）表達(dá)及DNA與NF-κB結(jié)合活性，增加巨噬細(xì)胞內(nèi)抑制蛋白IKBA含量從而減少細(xì)胞核中P56蛋白含量，從多個途徑調(diào)控NF-κB的活化從而抑制炎癥因子表達(dá)[36-37]。

黃芪有效化學(xué)成分有皂苷類、黃芪多糖、氨基酸、黃酮類等化合物。現(xiàn)代藥理研究證實，黃芪有提高免疫功能，抗炎鎮(zhèn)痛等作用[38]。黃芪總苷可使角叉菜膠誘導(dǎo)大鼠氣囊炎癥中性白細(xì)胞游出數(shù)、炎癥的滲出液量和蛋白質(zhì)滲出量明顯減少，對引起小鼠血管通透性增加的組氨酸（His）、5-HT數(shù)量有顯著抑制作用，還可減少滲出液中PGE2和NO的含量[39]。此外，也有研究發(fā)現(xiàn)黃芪總苷對IL-1β引起的兔關(guān)節(jié)損傷有保護(hù)作用[40]

甘草化學(xué)成分含有三蔽類、黃酮類、香豆素類、木質(zhì)素、氨基酸、生物堿、雌激素和有機(jī)酸等。現(xiàn)代藥理研究表明，甘草具有抗炎癥作用[41]。甘草通常與其他藥物配伍使用比單用的抗炎效果更好，可能與甘草中的甘草酸具有抑制炎癥關(guān)節(jié)組織PGE2生成有關(guān)[42]。

5 小 結(jié)

OA的發(fā)病機(jī)制尚未完全闡明，一般認(rèn)為OA關(guān)節(jié)中存在非侵蝕性的滑膜炎，炎癥的程度會影響關(guān)節(jié)病理變化的發(fā)生和發(fā)展，同時也是造成患者關(guān)節(jié)疼痛的原因之一。OA的現(xiàn)代藥物治療如解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥、皮質(zhì)類固醇、金屬蛋白酶抑制劑等均有抗炎癥的作用，其副作用也比較明顯。中醫(yī)復(fù)方烏頭湯具有溫經(jīng)散寒、祛風(fēng)除濕的功效，治療OA臨床療效明顯?，F(xiàn)代藥理學(xué)研究表明，本方能抑制血清中IL-1β、TNF-α含量及MMPs表達(dá)水平，同時提高M(jìn)MPs抑制劑的表達(dá)[29，43-44]，從而減輕炎癥反應(yīng)，抑制軟骨基質(zhì)降解，延緩軟骨退變和骨贅的形成。以上可以看出烏頭湯治療OA可能是多靶點、多途徑的綜合結(jié)果，這一特點正是體現(xiàn)了中藥復(fù)方治療OA的獨特優(yōu)勢。但復(fù)方中成分多樣性和復(fù)雜性是限制其靶點研究的關(guān)鍵原因。此外，中醫(yī)學(xué)治療的特色是辨證論治，在治療時，恰當(dāng)?shù)谋孀C論治，再結(jié)合一些專方、驗方，根據(jù)不同的部位適當(dāng)?shù)乃幬都訙p也許能夠取得比較好的療效。

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