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雌三醇对成骨细胞保护作用的研究
http://www.100md.com 2004年9月9日 《中国中医药报》 第2209期
     随着人口老龄化,作为老年性疾病之一的骨质疏松症引起了人们极大的关注。骨质疏松症是以骨量减少、骨的微观结构改变,致使骨的脆性增加为特征,以致易于发生骨折的一种全身代谢性骨骼疾病。

    雌激素作为卵巢所分泌的性激素之一,具有广泛的药理和生理作用。雌激素替代治疗在世界范围内已得到普遍应用。雌激素除了有改善更年期综合征的作用外,对于骨骼来说,它作为骨基质合成调节剂参与骨形成的过程,可促进微骨折的愈合,并形成新的骨小梁,有利于骨折的愈合和康复,因此常用于防治骨质疏松症。尽管,现有的研究已知道,雌激素不仅对活化的破骨细胞可以产生直接抑制作用;特别是可以直接作用于成骨细胞,激发成骨细胞的活性,抑制骨脱钙和增加骨量,以提高骨骼的质量,降低骨质疏松症和骨折的发生率。但是,人们对于雌激素如何刺激骨形成的机制尚不完全清楚。在诸多疑问中,尤其迫切需要弄清的问题是:雌激素如何在细胞学水平促进成骨细胞功能?什么药物剂量是有效剂量及其效应关系是什么?笔者针对这些问题,通过对人类成骨细胞的体外培养进行了实验研究。笔者在这一实验中:对培养的成骨细胞添加了特定浓度的雌三醇,观察了其对成骨细胞增值和分化的影响。这一实验研究的结果,为回答上述问题提供了一些线索;特别是为临床应用雌激素治疗骨质疏松症提供了一定的客观依据。
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    碱性磷酸酶和骨钙素,是成骨细胞分泌的两种非胶原成分。活性成骨细胞在早期发育的阶段,其内就富含碱性磷酸酶;后期成熟阶段,成骨细胞可产生和分泌骨钙素。因此,碱性磷酸酶和骨钙素,不仅是成骨细胞生长与发育早期和晚期的重要标志,同时也是成骨细胞功能状态的体现,并且是骨形成的指标。笔者的实验研究是通过应用离体人类成骨细胞培养的方法,观察雌三醇对成骨细胞碱性磷酸酶活性及骨钙素产生的影响,同时测定成骨细胞体外细胞培养液中的钙含量,以了解雌三醇对成骨细胞体外成骨能力的影响,从而探讨雌激素对成骨细胞功能表达的影响。

    以往的研究报道已显示,雌激素受体广泛存在于软骨细胞、骨细胞及骨组织中,而骨质疏松症的病理变化主要发生在这些部位。这同时也说明,雌激素对骨细胞和软骨细胞有直接调节作用。以往,国外有研究者发现:雌激素可以通过多种机制对骨组织产生保护作用;卵巢切除可导致骨质疏松症的发生,应用雌激素可逆转这一过程;雌激素不仅对成骨细胞起作用,还对破骨细胞起作用。最近,国外研究者的实验又表明:破骨细胞相关因子护骨素可以抑制甲状旁腺激素、肿瘤坏死因子-α及1,25-二羟胆钙化醇所引起的高血钙和骨量丢失。他们还发现,卵巢早衰的妇女骨质疏松提前出现,与同年龄相匹配的妇女相比,这些妇女体内有较高水平的护骨素。研究者推测,这可能是骨质疏松症的一种代偿表现。另外,国外研究者还发现:雌激素水平低下可导致骨细胞调亡。除了这些直接作用外,研究者们发现:雌激素对血管损伤也有保护作用,它能通过生长因子的作用促进血管生成,改善骨组织的血液循环,这有利于受损骨组织的康复。
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    笔者的实验显示了如下三个方面的结果。

    一是,雌三醇对成骨细胞碱性磷酸酶活性的影响,呈现明显的正相关性,即雌三醇浓度高于10000000mol/L时,可增加成骨细胞碱性磷酸酶活性。这表明,此时成骨细胞活性增大;并且雌三醇随着浓度的增大,所起作用亦增强。

    二是,成骨细胞骨钙素的产生和分泌,与雌三醇的浓度成正相关。这也就是说,随着雌三醇浓度的增加,成骨细胞分泌骨钙素的量成正比性增加。

    三是,雌激素在一定浓度时,可增加细胞间质的含钙量,对成骨细胞体外成骨能力有一定的促进作用。但雌激素高于一定浓度即10000000mol/L

    时,则对细胞间质的含钙量就无明显影响了,对成骨细胞体外成骨能力也无明显作用了。

    分析研究上述实验结果,笔者认为:众所周知,成骨细胞形成骨母质并钙化成为骨细胞,而骨细胞则是骨的基本成分。成骨细胞能合成和释放碱性磷酸酶,而碱性磷酸酶是成骨细胞分化的早期指标之一,其表达随着细胞分化的发展而增强;其作用是水解有机磷酸释放出无机磷而作用于羟磷灰石的形成。因此,碱性磷酸酶是骨形成所必需的酶,它的表达代表着骨形成的状况,并显示细胞分化和骨组织形成的开始。骨钙素是骨矿化不可缺少的物质,被认为是成骨细胞分化的中期指标,其作用为与晶体结合并沉积于胶原纤维。当骨形成和骨吸收偶联时,骨钙素是反映骨转移的指标;当骨形成和骨吸收解偶联时,其是反映骨形成的指标。笔者的实验结果说明,雌三醇能刺激成骨细胞分泌骨钙素,而使得更多的羟磷灰石晶体与之结合并沉积于骨基质。同时通过增加细胞间质的含钙量,加速骨基质的钙化,从而降低骨质疏松症的发病率。, 百拇医药(杨建辉)