郭 晛，任艷玲

遼寧中醫(yī)藥大學(xué)，遼寧 沈陽 110847

脂肪組織是參與調(diào)控全身能量代謝的重要器官，骨髓中亦有脂肪組織。既往對(duì)絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥（postmenopausal osteoporosis，PMOP）防治機(jī)制的研究多著眼于成骨細(xì)胞、破骨細(xì)胞及骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（bone mesenchymal stem cells，BMSCs）。而骨髓脂肪組織（bone marrow adipose tissue，MAT）與骨代謝和能量代謝密切相關(guān)。近年來，對(duì)中醫(yī)藥干預(yù)脂肪能量代謝作用機(jī)制的研究在各種內(nèi)分泌疾病中已初步開展，但在PMOP 中較少涉及。故現(xiàn)從MAT 能量代謝出發(fā)探討中醫(yī)藥防治PMOP的機(jī)制，為臨床治療PMOP提供新的思路與方法。

1 脂肪組織、MAT與能量代謝

1.1 脂肪組織與能量代謝人體脂肪組織包括白色脂肪組織（white adipose tissue，WAT）和棕色脂肪組織（brown adipose tissue，BAT），兩者均參與機(jī)體能量代謝。WAT 中含有少量細(xì)胞質(zhì)和線粒體，產(chǎn)熱能力低，主要功能是將多余的能量以脂肪形式貯存起來，脂質(zhì)合成、脂肪酸酯化等過程都依賴于線粒體［1］。而BAT中含有較多線粒體，主要功能是通過非戰(zhàn)栗性產(chǎn)熱來維持體溫恒定［2］。非戰(zhàn)栗性產(chǎn)熱又稱代謝性產(chǎn)熱，是依靠提高代謝率來增加產(chǎn)熱的一種方式。BAT 中線粒體內(nèi)膜表達(dá)解耦聯(lián)蛋白1（uncoupling protein-1，UCP-1），其作用是使線粒體的氧化呼吸鏈解藕聯(lián)，即呼吸作用與氧化磷酸化作用解藕聯(lián)，從而阻礙ATP 生成，使化學(xué)勢(shì)能以熱能的形式釋放［3］。

與此同時(shí)，脂肪組織增多也會(huì)影響能量代謝。例如肥胖，不僅抑制脂肪組織線粒體的生物合成，還能使線粒體自噬增加［4］。過氧化物酶體增殖物激活受體γ輔助活化因子1α（eroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator 1α，PGC-1α）及 核 呼 吸 因 子（nuclear respiratory factors，NRF）是參與線粒體生物合成的重要核基因編碼轉(zhuǎn)錄因子。二者在高脂喂養(yǎng)超重大鼠的脂肪組織中表達(dá)降低［5］。肥胖還可通過下調(diào)白色脂肪細(xì)胞中線粒體DNA數(shù)量和核基因編碼轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)水平來抑制線粒體蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)錄，從而抑制線粒體生物合成［6］。線粒體自噬是一種選擇性清除功能失調(diào)或受損線粒體的自噬過程，在調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)線粒體數(shù)量、保障線粒體功能正常和維持細(xì)胞內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)等方面發(fā)揮作用。肥胖患者白色脂肪細(xì)胞中功能失調(diào)或受損的線粒體增加可明顯增強(qiáng)自噬［7］。有研究發(fā)現(xiàn)，敲除小鼠脂肪細(xì)胞中自噬相關(guān)基因Atg7可抑制白色脂肪細(xì)胞自噬，減少白色脂肪細(xì)胞質(zhì)量，并伴隨棕色脂肪細(xì)胞擴(kuò)張［8］。

1.2 MAT 與能量代謝MAT 由脂肪細(xì)胞在骨髓腔內(nèi)聚集形成，MAT通過分泌相關(guān)因子調(diào)節(jié)成骨細(xì)胞與破骨細(xì)胞的分化及其功能，并參與機(jī)體能量代謝。MAT 與WAT 和BAT 相比，既有相似之處又有一定差別。在發(fā)現(xiàn)初期，MAT被認(rèn)為與BAT相似，因其可表達(dá)與BAT類似的特異性基因標(biāo)志，如PGC-1α，但其表達(dá)水平低于BAT［9］。MAT 亦可表達(dá)與WAT 類似的因子，如脂聯(lián)素、瘦素、脂肪酸結(jié)合蛋白4（fatty acid-binding protein 4，F(xiàn)ABP4）與CCAAT增強(qiáng)子結(jié)合蛋白（CCAAT/enhancer-binding protein，C/EBP）。但與WAT 相比，前三者表達(dá)水平降低，后者表達(dá)水平增高。另外，MAT 中單不飽和脂肪酸含量低于皮下脂肪組織［10］，說明骨髓脂肪細(xì)胞與白色脂肪細(xì)胞在組成成分方面存在差異。

骨髓脂肪細(xì)胞主要由BMSCs 分化生成。研究表明，BMSCs 分化時(shí)依賴線粒體氧化磷酸化（oxidative phosphorylation，OXPHOS）獲取能量［11-12］。在BMSCs 成脂分化過程中，線粒體數(shù)量、線粒體轉(zhuǎn)錄因子A（mitochondria transcription factor A，TFAM）、PGC-1α、解偶聯(lián)蛋白1 和2、OXPHOS 復(fù)合物及耗氧率均增加，但ATP 含量下降［13-14］。說明在BMSCs 向脂肪細(xì)胞分化過程中，線粒體氧化代謝增強(qiáng)。在骨髓來源的人間充質(zhì)干細(xì)胞（human mesenchymal stem cells，hMSCs）成脂分化過程中，通過創(chuàng)造低氧環(huán)境、敲減TFAM等方法抑制減弱線粒體氧化代謝，導(dǎo)致hMSCs 成脂分化被抑制［13］。以上結(jié)果表明，線粒體功能增強(qiáng)是MSCs 成脂分化的基本條件。因此，通過干預(yù)MSCs 能量代謝可能改變其向骨髓脂肪細(xì)胞分化。

2 脂肪組織能量代謝與中醫(yī)學(xué)陰陽理論

陰陽學(xué)說是中醫(yī)理論的重要組成部分。張景岳云：“陽動(dòng)而陰散，故化氣；陰靜而凝，故成形”。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為：陽主動(dòng)，具有溫煦、推動(dòng)、發(fā)散的作用，凡物質(zhì)在其作用之下表現(xiàn)為無形的、肉眼不見的彌漫狀態(tài)，皆屬“陽化氣”特性；陰主靜，具有涼潤(rùn)、凝滯、收斂作用，凡物質(zhì)在其作用下表現(xiàn)為有形的、肉眼可見的聚集狀態(tài)，皆屬“陰成形”特性?！瓣柣瘹狻敝赜谌梭w生命活動(dòng)，是物質(zhì)從“有形”向“無形”的轉(zhuǎn)化過程；“陰成形”則突出在人的形體變化，是物質(zhì)從“無形”向“有形”轉(zhuǎn)化過程。

能量代謝包括同化作用和異化作用。同化作用又稱合成代謝，是利用能量形成物質(zhì)過程。在該過程中，ATP 及產(chǎn)熱減少，物質(zhì)儲(chǔ)存增多，血肉筋骨等有形成分增多。在營(yíng)養(yǎng)充足、能量過剩時(shí)，脂肪酸被酯化為甘油三酯（triglyceride，TG）儲(chǔ)存在WAT 中，ATP 也轉(zhuǎn)移到WAT 中。在這個(gè)過程中，線粒體中的丙酮酸羧化酶參與合成3-磷酸甘油，而丙酮酸在線粒體內(nèi)氧化脫羧為乙酰輔酶A，為脂質(zhì)合成提供關(guān)鍵中間產(chǎn)物，促進(jìn)脂肪酸和TG合成［15］。WAT 主要分布于皮下組織和內(nèi)臟周圍，其過度積累形成肥胖。可見，這是一個(gè)從“無形”向“有形”轉(zhuǎn)化的過程。異化作用又稱分解代謝，是消耗物質(zhì)釋放能量過程。在該過程中，ATP 及產(chǎn)熱增加，物質(zhì)儲(chǔ)存減少，血肉筋骨等有形成分減少。在營(yíng)養(yǎng)匱乏、能量不足時(shí)，儲(chǔ)存在WAT中的TG會(huì)進(jìn)行脂肪動(dòng)員，在脂肪酶作用下分解為游離脂肪酸和甘油，進(jìn)而生成乙酰輔酶A 氧化供能，以用作細(xì)胞能量來源。同時(shí)，棕色脂肪細(xì)胞中的線粒體可通過調(diào)節(jié)脂肪酸氧化使脂質(zhì)保持動(dòng)態(tài)平衡，有助于機(jī)體抵抗能量攝入過多引起的脂肪堆積，從而抑制肥胖發(fā)生［2］。但由于肥胖患者棕色脂肪細(xì)胞線粒體功能障礙，導(dǎo)致脂肪酸氧化和能量消耗減少，從而促進(jìn)異位脂質(zhì)積累［16］。可見，這是一個(gè)從“有形”向“無形”轉(zhuǎn)化的過程。

因此，在脂質(zhì)代謝范圍內(nèi)，WAT屬陰，BAT屬陽；WAT 的功能屬“陰成形”，BAT 的功能屬“陽化氣”；WAT 形成的過程屬“陰成形”，WAT 分解的過程屬“陽化氣”。故中醫(yī)學(xué)陰陽理論與脂肪組織能量代謝之間有密切聯(lián)系，因此通過調(diào)整陰陽可能會(huì)改變它們的能量代謝。

3 中醫(yī)藥干預(yù)脂肪組織能量代謝的機(jī)制研究

目前可見到中藥或中藥提取物通過干預(yù)能量來調(diào)節(jié)脂肪代謝的研究報(bào)道，但多數(shù)研究是對(duì)非酒精性脂肪肝?。╪onalcoholic fatty liver disease，NAFLD）的防治，且主要集中在PGC-1α信號(hào)通路、PPAR信號(hào)通路和AMPK信號(hào)通路方面。

PGC-1α是機(jī)體能量代謝的關(guān)鍵調(diào)節(jié)因子［17］，主要在骨骼肌、心臟、肝臟、腎臟和BAT 等線粒體分布豐富的組織中表達(dá)。PGC-1α是調(diào)節(jié)線粒體生物合成的關(guān)鍵因子，可增強(qiáng)線粒體的生物活性。PGC-1α在與NRF-1 結(jié)合后能將其轉(zhuǎn)錄激活，同時(shí)轉(zhuǎn)錄激活TFAM表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)線粒體轉(zhuǎn)錄［18］。TFAM是參與線粒體DNA 轉(zhuǎn)錄激活的重要因子，但TFAM的近端啟動(dòng)子高度依賴NRF-1結(jié)合。TFAM表達(dá)水平下降，直接抑制線粒體DNA 的轉(zhuǎn)錄及增殖過程［19］。辛溫通陽中藥蔥白提取物可通過提高PGC-1α表達(dá)，促進(jìn)NRF-1、TFAM 表達(dá)，從而促進(jìn)肝線粒體生物合成，改善NAFLD肝脂肪變性［20］。

過氧化物酶體增殖劑激活受體（peroxisome proliferators-activated receptors，PPAR）是調(diào)節(jié)機(jī)體能量代謝的關(guān)鍵因子，在肝細(xì)胞中大量表達(dá)。PPAR 能增強(qiáng)與脂質(zhì)代謝有關(guān)的酶和蛋白轉(zhuǎn)錄，進(jìn)而提高肝臟氧化脂肪酸能力［21］。同時(shí)，PGC-1α是PPAR 的輔激活因子。在敲除PGC-1α小鼠實(shí)驗(yàn)中可觀察到脂肪酸氧化基因表達(dá)下調(diào)，肝細(xì)胞中脂肪酸氧化速率降低，線粒體呼吸率降低［22］。何首烏、三七提取物可降低非酒精性脂肪性肝炎（nonalcoholic steatohepatitis，NASH）大鼠血清、肝臟脂質(zhì)合成與聚積，與模型組相比，中藥組PPARαmRNA 和PGC-1αmRNA 表達(dá)增多，從而調(diào)節(jié)肝臟脂質(zhì)代謝，使細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)合成減少，達(dá)到防治NASH的目的［23］。

腺苷酸活化蛋白激酶（AMP-activated protein kinase，AMPK）是參與糖脂代謝不可缺少的蛋白激酶［24］，廣泛分布于肝臟、脂肪、骨骼肌等能量代謝旺盛組織，被稱為“細(xì)胞能量平衡的感受器”。真核生物通過AMPK 復(fù)合體可快速有效感受細(xì)胞內(nèi)ATP 水平變化來調(diào)節(jié)能量代謝［25］。AMPK 在促進(jìn)線粒體生物合成和調(diào)節(jié)線粒體自噬中占重要地位。

在應(yīng)激情況下，AMPK 可激活PGC-1α，PGC-1α與PPARγ或雌激素相關(guān)受體的相互作用可促進(jìn)線粒體生物合成［25］。當(dāng)線粒體受損、ATP下降時(shí)，AMPK同樣被激活，核心因子線粒體分裂因子（mitochondrial fission factor，MFF）的磷酸化可促進(jìn)受損線粒體分離，并通過線粒體自噬清除受損部分［25］。同時(shí)。AMPK 亦是細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)脂肪代謝的關(guān)鍵分子［26］。有研究表示，AMPK 通過抑制肝臟中脂肪生成、增加肝臟中脂肪酸氧化和促進(jìn)脂肪組織中線粒體功能完整性3種途徑來防治NAFLD［27］。乙酰輔酶A 羧化酶（acetylcoa carboxylase，ACC）是脂肪酸合成過程中的關(guān)鍵酶，也是AMPK 的靶蛋白之一。ACC 是丙二酸單酰輔酶A 合成過程中的限速酶，后者既是脂肪酸合成的前體，可通過抑制肉堿棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶-1 的活性阻止長(zhǎng)鏈脂酰輔酶A 進(jìn)入線粒體，最終抑制線粒體脂肪酸氧化［28］。葛根素能增加AMPK、PPARα表達(dá)，降低脂肪酸合酶轉(zhuǎn)錄活性，從而抑制肝臟脂肪合成［29］。祛濕化瘀方（茵陳、虎杖、田基黃、姜黃、生梔子）可使肝組織TG、游離脂肪酸含量降低，并升高肝組織AMPK、ACC 蛋白磷酸化水平，從而改善高脂飲食誘導(dǎo)的大鼠肝臟脂肪代謝［30］。

4 展望

中醫(yī)學(xué)無PMOP 病名，但根據(jù)其臨床表現(xiàn)，該病屬“骨痿”“骨痹”“骨枯”等范疇。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為“腎主骨，藏精生髓，精傷則骨痿”。女性由于衰老，腎精逐漸虧虛，以致筋骨失養(yǎng)，發(fā)生骨痿?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)認(rèn)為，由于絕經(jīng)后雌激素水平降低，破骨細(xì)胞主導(dǎo)的骨吸收大于成骨細(xì)胞主導(dǎo)的骨形成，造成骨量丟失，是形成PMOP 的主要原因，這與中醫(yī)學(xué)對(duì)本病的認(rèn)識(shí)不謀而合。同時(shí)，中醫(yī)學(xué)認(rèn)為五臟皆有陰陽，故腎精蘊(yùn)含陰精、陽精，即腎陰、腎陽。陰陽失調(diào)是各種疾病的基本病理變化，腎陰、腎陽在生理上相互制約、彼此依存，若某一方出現(xiàn)偏盛或偏衰，就會(huì)發(fā)生病變。因此骨痿發(fā)生的病因以腎精虧虛，陰陽失衡為主，故中醫(yī)學(xué)對(duì)骨痿的治法多從補(bǔ)益腎精、調(diào)整陰陽出發(fā)。

左、右歸丸是目前臨床治療PMOP 的兩個(gè)常用方劑。兩方均有益精填髓功效，其中左歸丸為壯水之劑，右歸丸為益火之劑。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)陰方左歸丸與補(bǔ)陽方右歸丸及其拆方均能抑制BMSCs 的成脂分化，且右歸丸的作用優(yōu)于左歸丸［31］。目前雖無報(bào)道能證實(shí)中醫(yī)藥可通過干預(yù)MAT 的能量代謝，但有研究證實(shí)中藥可干預(yù)骨髓能量代謝防治骨質(zhì)疏松。補(bǔ)腎健脾化瘀方（淫羊藿、鹿角膠、龜板膠、骨碎補(bǔ)、生地黃、山藥、水蛭）可能通過提高骨髓組織中PGC-1α mRNA 表達(dá)，降低雌激素受體相關(guān)受體（estrogen-related receptor，ERR）mRNA 表達(dá)，從而提高去勢(shì)大鼠骨密度［32］。因此，通過應(yīng)用補(bǔ)陽藥或補(bǔ)陰藥干預(yù)MAT的能量代謝，可能是防治PMOP的新靶點(diǎn)。