于大鵬 孫衛(wèi)強(qiáng)

骨碎補(bǔ)是一種水龍骨科(polypodiaceae)多年生蕨類植物，主要分布于中國長江以南地區(qū)，云南西雙版納地區(qū)和四川的金沙江流域?yàn)楣撬檠a(bǔ)的主要產(chǎn)區(qū)。中醫(yī)認(rèn)為骨碎補(bǔ)性溫，味苦，歸腎、肝經(jīng)，具有續(xù)傷止痛、補(bǔ)腎壯骨的功效，是中醫(yī)骨傷科歷來常用的重要中藥。黃酮類、三萜類、酚酸及其苷類為骨碎補(bǔ)根莖中的主要化學(xué)成分[1-2]，骨碎補(bǔ)可以分離提純四十多種黃酮類化學(xué)物，包括黃酮、黃烷醇、橙酮、查耳酮、二氫黃酮等。黃酮苷類化合物的苷元通常是山奈酚(Ⅰ)與木犀草素(Ⅱ)。二氫黃酮類的主要成分為柚皮素、北美圣草素與苦參黃素等，柚皮苷的苷原柚皮素是骨碎補(bǔ)中的重要活性物質(zhì)。三萜類活性物質(zhì)包括環(huán)阿屯烷型四環(huán)三萜和何伯烷型五環(huán)三萜。還有以兒茶精、阿夫兒茶精為苷元的黃烷醇苷類化合物。骨碎補(bǔ)中其他化合物主要成分為苯甲酸和以肉桂酸、阿魏酸、咖啡酸為苷元的苯丙酸類化合物。骨碎補(bǔ)化學(xué)成分豐富，具有非常顯著的骨科臨床藥用價(jià)值，現(xiàn)將其綜述如下。

1 健骨作用

1.1 促進(jìn)成骨細(xì)胞增殖分化

骨碎補(bǔ)提取物具有多種功效，骨碎補(bǔ)中的柚皮素能有效提高身體內(nèi)堿性磷酸酶和脯氨酰羥化酶活性，提升脫氧核糖核酸的合成，李晉玉等[3]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)骨碎補(bǔ)總黃酮通過激活Wnt/β-catenin信號通路促進(jìn)小鼠胚胎成骨細(xì)胞的增殖分化。成骨細(xì)胞主要由骨髓基質(zhì)細(xì)胞與骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞不斷分化與增殖而形成，骨碎補(bǔ)的類激素樣作用可以引起成骨細(xì)胞的增殖和分化，骨碎補(bǔ)的藥物濃度會(huì)在一定程度上影響骨細(xì)胞的增殖。秧榮昆等[4]研究發(fā)現(xiàn)，1000 mg/L的骨碎補(bǔ)提取液能夠顯著促進(jìn)成骨細(xì)胞的增殖分化，且促進(jìn)作用與濃度成正比，在1500～1600 mg/L濃度時(shí)達(dá)到最大效應(yīng)，其作用機(jī)制是提升成骨細(xì)胞中骨保護(hù)素(osteoprotegerin，OPG)mRNA的表達(dá)水平。骨碎補(bǔ)提取物能夠增加骨小梁的數(shù)量，同時(shí)提高脛骨與總骨量的質(zhì)量比。骨碎補(bǔ)中的柚皮苷提取物可以促進(jìn)骨鈣素的分泌，推進(jìn)成骨細(xì)胞的分化，促進(jìn)骨細(xì)胞不斷鈣化。通過對比實(shí)驗(yàn)研究，宋淵等[5]學(xué)者發(fā)現(xiàn)骨碎補(bǔ)含藥血清可以促進(jìn)成骨細(xì)胞的成骨分化并其增強(qiáng)其抗氧化性，提高成骨細(xì)胞鈣化點(diǎn)、骨鈣分泌量、鈣鹽沉積量與成骨細(xì)胞的增值率等，這表明骨碎補(bǔ)可以對成骨細(xì)胞的礦化與分化起到促進(jìn)作用，因此，骨碎補(bǔ)對骨科疾病具有一定的修復(fù)作用。

1.2 遏制骨質(zhì)的吸收及破壞

骨碎補(bǔ)提取物可通過調(diào)節(jié)多種代謝途徑以及影響多種骨調(diào)節(jié)因子的表達(dá)來影響骨的重建與吸收。骨碎補(bǔ)總黃酮能上調(diào)骨質(zhì)疏松模型大鼠骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2 mRNA的表達(dá)，提高大鼠股骨近端骨密度和比目魚肌生長因子相關(guān)蛋白的表達(dá)[6-7]。骨碎補(bǔ)總黃酮能夠提升實(shí)驗(yàn)大鼠的骨形成速率、骨密度、血清骨鈣素含量以及大鼠股骨的骨小梁體積，減少股骨骨質(zhì)的吸收，顯著提高骨質(zhì)疏松小鼠模型的血鈣血磷水平，拮抗股骨和腰椎骨密度降低[8]。骨碎補(bǔ)提取物具有抑制去睪丸大鼠下肢骨密度的下降趨勢，增加下肢骨小梁數(shù)量，促進(jìn)骨保護(hù)因子表達(dá)，降低骨質(zhì)損失，遏制破骨細(xì)胞生成等功效。宋佳等[9]研究發(fā)現(xiàn)，骨碎補(bǔ)還可以明顯抑制大鼠牙槽骨吸收，促進(jìn)大鼠牙骨細(xì)胞的發(fā)育與形成，使大鼠牙槽骨骨密度增加，能有效促進(jìn)牙周膜的改建和牙槽骨重塑，提高豚鼠的牙齒堅(jiān)硬度，對人牙周成骨細(xì)胞計(jì)數(shù)和牙骨質(zhì)層厚度的增加也有很好的作用[10]。骨碎補(bǔ)總黃酮具有和雌激素類似的功效[11]，雌激素是在人體骨代謝平衡中起重要調(diào)節(jié)作用的內(nèi)源性物質(zhì)，可以縮短骨質(zhì)的成熟周期[12]，骨碎補(bǔ)提取物能夠遏制破骨細(xì)胞的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而遏制破骨細(xì)胞的吸收，對激素引起的骨質(zhì)疏松癥具有一定的預(yù)防作用，在輔助治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥方面安全有效[13-14]。曾輝等[15]通過隨機(jī)對照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，骨碎補(bǔ)總黃酮能抑制去卵巢大鼠的下頜骨結(jié)構(gòu)破壞，減緩下頜骨骨量丟失速度。張峻瑋等[16]研究顯示，骨碎補(bǔ)總黃酮通過抑制骨髓內(nèi)脂肪細(xì)胞數(shù)量可以改善去卵巢大鼠的骨質(zhì)疏松，該作用機(jī)制可能與抑制Notch信號通路相關(guān)[17]。上官文姬等[18]認(rèn)為骨碎補(bǔ)總黃酮通過調(diào)節(jié)內(nèi)皮細(xì)胞功能及促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖兩個(gè)方面來治療骨質(zhì)疏松，骨碎補(bǔ)的乙醇提取物還可通過調(diào)節(jié)能量及腸道細(xì)菌代謝和抗氧化損傷來預(yù)防糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松癥的形成。

1.3 促進(jìn)骨損傷修復(fù)

早在宋元時(shí)期，中醫(yī)先賢就利用骨碎補(bǔ)強(qiáng)筋骨補(bǔ)肝腎的作用對骨折進(jìn)行治療，骨碎補(bǔ)在修復(fù)骨損傷、促進(jìn)骨折愈合方面有著非常好的療效，骨組織富含轉(zhuǎn)化生長因子-β(transforming growth factor beta，TGF-β)成分，TGF-β可以通過調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞與間充質(zhì)細(xì)胞之間的活動(dòng)進(jìn)行骨的形成與重建，骨碎補(bǔ)可以增加TGF-β在骨內(nèi)的表達(dá)水平。在骨組織的發(fā)育與形成中重組人骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2(bone morphogenetic protein-2，BMP-2)是一種十分關(guān)鍵的生長因子，骨碎補(bǔ)總黃酮能夠促進(jìn)卵巢切除大鼠 BMP-2 的表達(dá)水平[19-20]。骨碎補(bǔ)總黃酮對骨膜細(xì)胞增殖有促進(jìn)作用，可以促進(jìn)骨膜細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞，誘導(dǎo)骨膜細(xì)胞鈣結(jié)節(jié)形成，這種作用與骨碎補(bǔ)濃度呈正相關(guān)。骨碎補(bǔ)能提高微重力下成骨細(xì)胞增殖與分化能力[21]。骨碎補(bǔ)中的總黃酮對骨折愈合與骨重建有較好的臨床療效，李慧英等[22]研究發(fā)現(xiàn)，骨碎補(bǔ)總黃酮能通過調(diào)節(jié)激素性股骨頭壞死兔模型的血鈣和血磷水平，改善空骨陷窩率，促進(jìn)骨對鈣的吸收。江麗霞等[23]研究發(fā)現(xiàn)，骨碎補(bǔ)總黃酮對骨不連兔模型有明顯的促進(jìn)愈合作用，其作用機(jī)制與骨碎補(bǔ)總黃酮能增強(qiáng)雌激素受體有關(guān)。骨碎補(bǔ)中的柚皮苷是骨組織工程的良好調(diào)節(jié)劑，可以通過骨誘導(dǎo)促進(jìn)骨形成，能顯著促進(jìn)兔子的顱骨修復(fù)再生[24]。姜自偉等[25]研究顯示，骨碎補(bǔ)總黃酮可以提高大鼠牽張成骨區(qū)域的成骨質(zhì)量，骨碎補(bǔ)具有促進(jìn)新骨形成的作用。張志慧等[26]發(fā)現(xiàn)，骨碎補(bǔ)可以提高人下頜骨牽張新骨形成的速度和質(zhì)量，加速骨牽張中新生骨質(zhì)的生成與成熟[27]。陶巍[28]觀察發(fā)現(xiàn)，踝骨骨折患者術(shù)后聯(lián)合內(nèi)服骨碎補(bǔ)煎劑8周，與對照組相比可以有效促進(jìn)骨折愈合，促進(jìn)骨骼生長，明顯縮短成人踝骨骨折病人術(shù)后的踝骨平均愈合時(shí)間，減少骨折的修復(fù)周期，加速患者的康復(fù)。葉靈超等[29]對108例骨延遲愈合患者的隨機(jī)對照研究顯示，骨碎補(bǔ)注射液可以提高提高骨延遲愈合患者血清堿性磷酸酶、血清神經(jīng)生長因子(nerve growth factor，NGF)和BMP-2含量，促進(jìn)患者骨折愈合，提高臨床療效。高焱[30]對69例骨折延遲愈合和骨不連患者采用隨機(jī)對照研究，認(rèn)為骨碎補(bǔ)總黃酮配合治療骨折延遲愈合和骨不連，不僅可以縮短骨折愈合時(shí)間，而且無明顯不良反應(yīng)。

1.4 促進(jìn)腱骨愈合

骨科治療中對于肌腱轉(zhuǎn)移替代和肌腱骨骼附著點(diǎn)的斷裂修復(fù)多采用肌腱經(jīng)骨隧道移植的方法，但是術(shù)后腱骨結(jié)合部分愈合困難一直是一個(gè)棘手的問題，肌腱移植后肌腱干細(xì)胞的有效激活和腱骨結(jié)合部位周圍血管再生是腱骨愈合的生物基礎(chǔ)。有研究發(fā)現(xiàn)，骨碎補(bǔ)總黃酮不但可以有效刺激肌腱干細(xì)胞成骨標(biāo)記物的表達(dá)，促進(jìn)肌腱干細(xì)胞的成骨分化，還可以增加腱骨結(jié)合部位的血管形成，可以明顯促進(jìn)實(shí)驗(yàn)大鼠自體肌腱移植后的腱骨愈合，提高腱骨愈合質(zhì)量[31]，這也給臨床骨科醫(yī)生提供了促進(jìn)腱骨愈合的藥物治療新選擇。

2 活血化瘀作用

2.1 改善骨內(nèi)血管微循環(huán)

研究發(fā)現(xiàn)骨內(nèi)的血管微循環(huán)調(diào)控參與了骨內(nèi)成骨過程，在骨組織重建過程中，骨組織內(nèi)微小血管和骨內(nèi)微環(huán)境的形成在成骨過程發(fā)揮著重要作用[32]。在修復(fù)骨骼與骨骼發(fā)育時(shí)，骨骼與血管會(huì)產(chǎn)生交聯(lián)關(guān)系。一方面，血管給予骨骼提供營養(yǎng)物質(zhì)與氧氣；另一方面血管細(xì)胞、破骨細(xì)胞、骨細(xì)胞等細(xì)胞之間互相作用促進(jìn)骨形成和骨重塑[33]。血液瘀滯會(huì)誘發(fā)骨小梁微循環(huán)障礙，導(dǎo)致血液中的氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)無法通過內(nèi)外骨板的哈佛系統(tǒng)進(jìn)入骨骼，導(dǎo)致骨骼無法進(jìn)行正常的能量代謝，骨碎補(bǔ)有抗血管內(nèi)皮損傷作用，可以明顯改善動(dòng)物的血液流變學(xué)和微循環(huán)狀態(tài)，具有促進(jìn)血液循環(huán)和減壓的作用，提高受損部位的血液流變性，促進(jìn)骨骼的新陳代謝[34]。劉劍剛等[35]研究顯示，大鼠服用骨碎補(bǔ)總黃酮膠囊后其血小板粘附性、紅細(xì)胞聚集指數(shù)與血液黏度均明顯降低。骨碎補(bǔ)總黃酮能有效地減少大鼠模型血液的黏稠度和血小板聚集，顯著改善血液動(dòng)力學(xué)，骨碎補(bǔ)總黃酮可以抑制腎上腺素對大鼠微動(dòng)脈的收縮作用，改善骨骼局部的血液流變性及骨組織的血流狀態(tài)。

2.2 促進(jìn)骨內(nèi)血管再生

骨碎補(bǔ)總黃酮能通過上調(diào)血管新生相關(guān)因子來調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能[18]，骨碎補(bǔ)還可以通過調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)和血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)來促進(jìn)血管生成[36]。研究顯示皮祖細(xì)胞(endothelial progenitor cell，EPC)是新血管形成的源頭物質(zhì)，而骨碎補(bǔ)中的柚皮苷可加速EPC的形成[37]，增加血管網(wǎng)再生面積[38-39]。李定等[40]發(fā)現(xiàn)骨碎補(bǔ)總黃酮可以明顯上調(diào)誘導(dǎo)膜中血管新生相關(guān)因子表達(dá)，對實(shí)驗(yàn)大鼠骨缺損區(qū)域的成骨質(zhì)量和骨膜血管形成具有良好的促進(jìn)作用。蔡群斌等[41]通過大鼠隨機(jī)對照研究發(fā)現(xiàn)，骨碎補(bǔ)總黃酮在誘導(dǎo)膜形成期可促進(jìn)TGF-β1及VEGF的表達(dá)，加速血管化進(jìn)程，骨碎補(bǔ)總黃酮高劑量組誘導(dǎo)膜組織形成的新生血管多于其余各組，且表達(dá)均具有劑量依賴性，這為骨缺血壞死、肢體離斷等缺血性骨科疾病的中藥治療提供了新思路。

3 保護(hù)骨關(guān)節(jié)作用

3.1 抑制骨關(guān)節(jié)炎癥

骨碎補(bǔ)是治療骨關(guān)節(jié)炎的有效中藥選擇。骨碎補(bǔ)能快速減輕骨關(guān)節(jié)患者膝部紅、腫、熱、痛的癥狀，改善膝關(guān)節(jié)功能，劉宇波等[42]研究顯示，骨碎補(bǔ)可通過降低兔模型關(guān)節(jié)滑膜中白介素-1β的表達(dá)，減少關(guān)節(jié)滑膜中炎性細(xì)胞的數(shù)量，來保護(hù)關(guān)節(jié)滑膜損傷以及破壞，對膝骨關(guān)節(jié)炎有比較顯著的防治效果。骨碎補(bǔ)總黃酮對炎癥水腫也有抑制作用，金連峰[43-44]通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給新西蘭兔連續(xù)6周灌服劑量為1.5 g/(kg·d)的骨碎補(bǔ)，能抑制骨性關(guān)節(jié)炎滑膜細(xì)胞的過度凋亡，保護(hù)骨組織改善關(guān)節(jié)功能，其效果優(yōu)于硫酸氨基葡萄糖。何鵬等[45]研究顯示骨碎補(bǔ)可以減低膝關(guān)節(jié)炎性因子白介素-1β與前列腺素E2的水平，減少骨關(guān)節(jié)滑膜組織里面的miR-146a與miR-27a的表達(dá)水平，可以顯著改善動(dòng)物模型關(guān)節(jié)內(nèi)的病理改變，減少關(guān)節(jié)腔滲出液，抑制關(guān)節(jié)滑膜血管的增生，促進(jìn)關(guān)節(jié)內(nèi)滑膜修復(fù)，提高治療骨性關(guān)節(jié)炎的臨床療效。研究表明，骨碎補(bǔ)中的柚皮素可通過調(diào)節(jié)基質(zhì)金屬蛋白酶的產(chǎn)生，減輕膝關(guān)節(jié)水腫及疼痛，并且抑制效果與柚皮素的濃度呈正相關(guān)[46-47]。

3.2 保護(hù)關(guān)節(jié)軟骨

研究顯示，柚皮素可以減輕模型小鼠的慢性關(guān)節(jié)炎，改善組織病理學(xué)指標(biāo)，減緩關(guān)節(jié)部位軟骨損傷和骨吸收[48]。戈兵等[49]研究人員發(fā)現(xiàn)，灌服骨碎補(bǔ)總黃酮8周可以減輕兔模型的軟骨退變程度，降低軟骨組織基質(zhì)金屬蛋白酶-3表達(dá)，對軟骨細(xì)胞的分化起到促進(jìn)作用，提高細(xì)胞Ⅱ型膠原及葡萄糖氨基聚糖水平，減輕關(guān)節(jié)軟骨退變，減少軟骨基質(zhì)的降解，達(dá)到抑制膝骨關(guān)節(jié)炎的效果。牟明威等[50]研究發(fā)現(xiàn)，骨碎補(bǔ)聯(lián)合細(xì)胞-ADM(細(xì)胞真皮基質(zhì))移植可以顯著修復(fù)實(shí)驗(yàn)兔模型軟骨缺損。骨碎補(bǔ)總黃酮通過抑制NF-κB信號通路激活以及抑制炎癥因子的表達(dá)來保護(hù)椎間盤軟骨細(xì)胞，延緩椎間盤退變的進(jìn)展[51]。

4 抗炎止痛作用

骨碎補(bǔ)有顯著的抗炎消腫療效，而且止痛作用顯著。骨碎補(bǔ)中的柚皮素是一種具有生物活性能抗炎止痛的類黃酮，柚皮素可以通過調(diào)節(jié)溶酶體功能抑制炎性細(xì)胞因子的水平來控制炎癥[52]。柚皮素除具有抗炎鎮(zhèn)痛活性外，還具有傷害感受器調(diào)節(jié)作用，抑制機(jī)械刺激的敏感性，減少機(jī)械性痛覺過敏，抑制炎性疼痛和神經(jīng)源性炎癥[53]。研究發(fā)現(xiàn)，柚皮素既可以抑制實(shí)驗(yàn)小鼠的機(jī)械和熱痛覺過敏[54]，又可以逆轉(zhuǎn)小鼠異常的神經(jīng)性疼痛和術(shù)后疼痛，提高小鼠的抗傷害感受能力[55]。近期有研究顯示，柚皮素被確定為有效的炎癥抑制劑，可以治療腰痛和坐骨神經(jīng)痛[56]。

5 促進(jìn)周圍神經(jīng)再生作用

中醫(yī)一直在尋找具有骨科周圍神經(jīng)損傷保護(hù)作用的中藥，而最新研究發(fā)現(xiàn)，骨碎補(bǔ)中的柚皮素具有良好的神經(jīng)保護(hù)功能，具有抗炎和抗氧化作用，夠增強(qiáng)受損傷的坐骨神經(jīng)再生能力，柚皮素可以提升實(shí)驗(yàn)坐骨神經(jīng)損傷模型小鼠的感覺和運(yùn)動(dòng)參數(shù)，改善痛覺行為和坐骨功能指數(shù)，這給骨科周圍神經(jīng)損傷疾病的中藥治療提供了新思路[57]。

6 結(jié)論

骨碎補(bǔ)是一種具有多種藥理活性，可以治療多種骨科疾病的安全理想的骨傷科中藥。近年來圍繞骨碎補(bǔ)化學(xué)成分和其在骨科疾病治療的藥理作用及臨床應(yīng)用等方面雖然有了諸多研究，但已有研究多集中于骨碎補(bǔ)的骨損傷修復(fù)和抗骨質(zhì)疏松方向，在治療骨科疾病的其他方向，比如促進(jìn)血管和周圍神經(jīng)再生等的研究較少。骨碎補(bǔ)中有效成分復(fù)雜，學(xué)者們研究方向也主要側(cè)重于總黃酮和柚皮素等骨碎補(bǔ)粗提物，而像其單體成分以及活性因子等很多領(lǐng)域也值得學(xué)者進(jìn)一步深入研究。加強(qiáng)對骨碎補(bǔ)有效成分的研究和提取，進(jìn)一步開發(fā)骨碎補(bǔ)在骨科疾病治療方面的藥學(xué)價(jià)值，篩選出提高骨科臨床療效的活性成分入藥是今后科學(xué)開發(fā)利用骨碎補(bǔ)的研究課題，伴隨著骨碎補(bǔ)藥用價(jià)值的不斷挖掘，骨碎補(bǔ)將在骨科臨床發(fā)揮越來越重要的作用，這對于中醫(yī)骨傷科的發(fā)展及中醫(yī)藥現(xiàn)代化均具有重要意義。