随着人口老龄化进程不断加快,年龄相关肌肉骨骼退化已成为全球范围内日益突出的公共卫生问题。其典型特征并非单纯肌肉减少或单纯骨量丢失,而是肌少症与骨质疏松常同时出现,形成所谓骨肌减少症。
与仅存在肌少症或骨质疏松的人群相比,骨肌减少症患者通常年龄更大,握力更低,骨密度T值更差,功能状态更不理想,并伴随更高的跌倒、骨折和死亡风险。流行病学研究估计,骨肌减少症的全球患病率约为18.5%,在女性、高龄和住院人群中更为常见。
当前临床干预仍以抗阻训练和营养支持为基础,药物治疗多针对骨骼或骨骼肌中的单一组织,能够同时改善肌肉和骨代谢的手段仍然有限。因此,从肌肉与骨相互关联的整体视角出发,寻找可同时作用于两种组织的干预策略,具有明确的临床需求和现实意义。
近期,山东第一医科大学在国际期刊 Experimental Gerontology 在线发表题为:Bazi Bushen attenuates musculoskeletal degeneration in Ercc1+/-mice的研究论文,首次发现八子补肾可同时改善骨骼肌萎缩和骨退化,并伴随能量代谢、自发活动及循环肌生成抑制素、雌激素水平的有利改变。
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研究以雌性Ercc1+/-(加速衰老表型,伴随肌肉、骨骼功能下降)小鼠为对象,设置野生型对照、未治疗Ercc1+/-、NMN 300 mg/kg/day(阳性对照)和BZBS 2 g/kg/day四组,从体成分、肌肉功能、骨微结构、骨力学、能量代谢和循环因子等层面进行评价,旨在探讨八子补肾对年龄相关肌肉骨骼退化的整体作用。
在体成分、骨骼肌质量和肌功能方面,研究结果显示,与野生型小鼠相比,Ercc1+/-小鼠体重、瘦体重和瘦体重比例降低,脂肪比例升高,总骨骼肌重量和腓肠肌湿重显著下降,握力降低,呈现明显的肌少症样改变。
八子补肾干预后,小鼠体重和瘦体重增加,脂肪比例下降,总骨骼肌重量和腓肠肌湿重得到改善,握力显著提高。NMN 也改善了部分体成分和肌肉指标,而八子补肾在骨骼肌质量和握力方面的改善程度与NMN大体一致,提示八子补肾能有效提高Ercc1+/-小鼠的体成分、骨骼肌质量和肌肉功能。
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在骨骼肌组织形态和分子标志方面,Ercc1+/-小鼠表现出肌纤维排列紊乱、局灶性纤维破坏、肌纤维大小不均和纤维间隙增宽,同时胶原沉积增加。八子补肾干预后,肌纤维排列更为规则,肌肉组织更加致密,肌纤维大小趋于均匀,肌纤维横截面积增加,胶原沉积减少。
进一步分析显示,Ercc1+/-小鼠骨骼肌中萎缩相关蛋白Atrogin-1和MuRF-1以及衰老标志物p16和p21表达升高,而八子补肾可降低这些蛋白的表达。该结果说明,八子补肾不仅在组织形态上减轻骨骼肌萎缩和纤维化,也在分子水平上抑制肌肉萎缩和细胞衰老相关信号。
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在骨微结构方面,Ercc1+/-小鼠股骨骨小梁出现明显退化,表现为骨体积分数、骨小梁数量和骨小梁厚度降低,骨小梁分离增加,组织学可见骨髓腔扩大、骨小梁稀疏和皮质骨变薄,Goldner染色显示骨小梁表面类骨质沉积增多。
八子补肾治疗后,骨体积分数、骨小梁数量和骨小梁厚度增加,骨小梁分离降低,骨小梁结构更加致密,皮质骨增厚,骨髓腔缩小,类骨质沉积减少。这些结果提示,八子补肾能够改善Ercc1+/-小鼠的骨小梁微结构和骨组织学异常。
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在骨生物力学方面,Ercc1+/-小鼠股骨极限载荷和刚度降低,提示骨机械性能受损。八子补肾干预后,股骨极限载荷和刚度提高,骨折位移未表现出显著差异。NMN对部分骨参数也有一定影响,但八子补肾在改善骨小梁微结构和骨力学性能方面表现更为明确,提示其可能具有更综合的骨保护效应。
在全身能量代谢和自发活动方面,Ercc1+/-小鼠在暗相表现出氧耗、二氧化碳产生、自发活动和能量消耗降低,呼吸交换率的昼夜波动减弱,提示整体能量代谢和活动水平下降。
八子补肾干预后,暗相氧耗、二氧化碳产生、自发活动和能量消耗增加,昼夜呼吸交换率节律部分恢复。该结果表明,八子补肾可改善Ercc1+/-小鼠的全身能量代谢和自发活动。由于骨骼肌活动产生的机械负荷对骨稳态具有重要影响,这种能量代谢和活动水平的改善可能通过增加机械刺激,间接促进骨骼肌和骨的双向适应。
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在循环因子方面,Ercc1+/-小鼠血清肌生成抑制素和促卵泡激素水平升高,雌二醇水平降低。八子补肾治疗后,血清肌生成抑制素和促卵泡激素降低,雌二醇升高。肌生成抑制素是骨骼肌生长的负调控因子,其水平降低有助于减轻肌肉萎缩;雌二醇可抑制破骨细胞活性,而促卵泡激素可促进破骨细胞生成,因此雌二醇升高和促卵泡激素降低可能有利于骨代谢。
综合机制层面分析,八子补肾可能通过相互关联的两条路径发挥肌肉-骨保护作用:其一,改善骨骼肌质量和功能,并增加自发活动与能量代谢,从而增加骨骼所承受的机械负荷;其二,调节循环肌生成抑制素、雌二醇和促卵泡激素水平,进而影响肌肉与骨之间的双向通讯。上述作用共同促进肌肉和骨的同步改善。
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综上所述,文章首次揭示了八子补肾能够通过改善全身能量代谢与自发活动、下调循环肌生成抑制素和促卵泡激素并升高雌二醇,同时减轻骨骼肌萎缩和衰老相关蛋白表达、改善骨小梁微结构与股骨力学性能,从而为年龄相关肌肉-骨共病提供多靶点干预的临床前证据。
参考文献:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0531556526002937
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