参与骨折愈合的因素
潘晓伟
(针外2010七 [1**********])
骨折愈合的过程是骨组织、周围组织反应和修复的过程,是一个复杂的生物学过程,受多种因素影响。包括:全身因素、局部因素、治疗的影响、骨折部位、化学因素、手术时机等。随着分子生物学的发展,特别是生长因子及其受体的发现,骨折愈合机制的研究也进入分子水平。研究表明:骨折发生后短期内局部组织即已释放多种生长因子,至修复后期,骨与软骨细胞仍产生多种生长因子,这些生长因子相互作用,共同促进骨折愈合。本文从分子水平影响骨折愈合方面综述如下。
关键词: 骨折愈合 分子水平
1. 骨形态发生蛋白(BMP )
BMP 是诸多因子中唯一能够单独诱导骨组织形成的局部生长因子
[1],具有强大的促成骨活性,其作用于间充质细胞表面受体,诱导血管周围的未分化间充质细胞和骨髓基质细胞转化为软骨和骨细胞,进而合成胶原,形成骨组织。有研究发现其有很强的诱导骨再生修复骨缺损的作用。一般认为,BMP 诱导性骨形成主要是软骨内成骨过程,亦存在膜内成骨过程。BMP 有十几个亚型,现阶段研究最多的是BMP-2、BMP-4及BMP-7,其中以BMP-2促进成骨的能力最强。
2. 神经生长因子(NGF )
NGF是Levi-Montalcini 于1952年发现的第一个神经营养因子,其在神经系统中调节中枢和外周神经元生长、发育、分化以及维持正常存活的作用己得到公认。贝朝涌[2]等人在NGF 对骨折愈合影响的研究中将大鼠,随机分为4组,建立股骨中段小稳定软骨内成骨骨折模型,
A. B. C. D组分别于骨折断端局部使用NGF/生理盐水、BMP-2.
BMP-2/NGF/生理盐水、生理盐水。结果术后各时间点,大体观察A. B. C 组局部新生硬组织大小、硬度,骨折断端骨痴生长依次增加,均高于D 组。X 线片观察A. B. C组骨折线逐渐模糊,钙化而积依次增大,
均快于D 组。组织学观察A. B. C组骨小梁成熟度依次增加,均优于D 组。结论NGF 有促进骨折愈介作用,且具有协同BMP-2诱导成骨的作用。
3. 乙酰肝素酶
乙酰肝素酶(HPSE)是一种促进血管生成的因子,特异地降解广泛存在于细胞表面和细胞外基质中的硫酸乙酰肝素蛋白多糖,参与多种恶性肿瘤转移过程中血管生成。
杨永良等[3]将36只小鼠随机分成两组,HPSE 治疗组和对照组。所有小鼠以右后肢股骨为研究对象,建立小鼠股骨骨折模型。治疗组中将l0ug/mL的HPSE 注射到了骨折部位,对照组中将相同剂量的生理盐水注射到骨折部位。Micro-CT 结果显示术后1周的标本中,治疗组的骨组织的含量(BV/TV)平均为9.24±0.9%,而对照组BV/TV平均为4.64士0.7%,两组之间比较具有显著的统计学意义。证实HPSE 能在早期促进骨折愈合。
4. n-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFAs)
n-3多不饱和脂肪酸在许多疾病中起有益作用,就骨健康而言,n-6 PUFAs(AA)和n-3 PUFAs(EPA, DHA)是最重要的脂肪酸。AA 的代谢产物类前列腺和白三烯作为炎性介质促进或抑制骨与软骨代谢。[4]
n-6/n-3 PUFAs 比率对细胞功能起关键作用,n-3 PUFAs 可能通过改变n-6/n-3 PUFAs比率,通过影响AA 代谢通路及其代谢产物,对骨髓基质细胞、软骨细胞、成骨细胞及破骨细胞等起调节作用。n-3 PUFAs 作为具有抗炎作用,可能通过改变骨折局部微环境,减少炎性细胞因子产生,影响骨折愈合。PGs 和LTs 是n-6 PUFAs(AA)的代谢产物,在骨折愈合中起重要作用,因此,n-3PUFAs 影响骨折愈合。
总结
综上所述,骨折的愈合是一个极其复杂的过程,其中影响因素众多,尚没有一种理论可以完全解释骨折愈合中的所有问题。近年在骨生长因子方面的研究有了很大的进展,分子水平的精细研究有望使骨折采用基因治疗。
参考文献
[1]刘诚. 外源性神经生长因子与骨折愈合的相关性分析[D].长江大学,2012.
[2]贝朝涌, 林卓锋, 杨志, 赵劲民, 苏伟, 沙轲, 韦庆军, 花奇凯, 薄占东. NGF对骨折愈合影响的研究[J]. 中国修复重建外科杂志,2009,05:570-576.
[3]杨永良. 乙酰肝素酶促进骨生成和骨折愈合的实验研究[D].山东大学,2012.
[4]张志平. n-3多不饱和脂肪酸通过AA 代谢通路促进骨折愈合[D].南方医科大学,2012.
参与骨折愈合的因素
潘晓伟
(针外2010七 [1**********])
骨折愈合的过程是骨组织、周围组织反应和修复的过程,是一个复杂的生物学过程,受多种因素影响。包括:全身因素、局部因素、治疗的影响、骨折部位、化学因素、手术时机等。随着分子生物学的发展,特别是生长因子及其受体的发现,骨折愈合机制的研究也进入分子水平。研究表明:骨折发生后短期内局部组织即已释放多种生长因子,至修复后期,骨与软骨细胞仍产生多种生长因子,这些生长因子相互作用,共同促进骨折愈合。本文从分子水平影响骨折愈合方面综述如下。
关键词: 骨折愈合 分子水平
1. 骨形态发生蛋白(BMP )
BMP 是诸多因子中唯一能够单独诱导骨组织形成的局部生长因子
[1],具有强大的促成骨活性,其作用于间充质细胞表面受体,诱导血管周围的未分化间充质细胞和骨髓基质细胞转化为软骨和骨细胞,进而合成胶原,形成骨组织。有研究发现其有很强的诱导骨再生修复骨缺损的作用。一般认为,BMP 诱导性骨形成主要是软骨内成骨过程,亦存在膜内成骨过程。BMP 有十几个亚型,现阶段研究最多的是BMP-2、BMP-4及BMP-7,其中以BMP-2促进成骨的能力最强。
2. 神经生长因子(NGF )
NGF是Levi-Montalcini 于1952年发现的第一个神经营养因子,其在神经系统中调节中枢和外周神经元生长、发育、分化以及维持正常存活的作用己得到公认。贝朝涌[2]等人在NGF 对骨折愈合影响的研究中将大鼠,随机分为4组,建立股骨中段小稳定软骨内成骨骨折模型,
A. B. C. D组分别于骨折断端局部使用NGF/生理盐水、BMP-2.
BMP-2/NGF/生理盐水、生理盐水。结果术后各时间点,大体观察A. B. C 组局部新生硬组织大小、硬度,骨折断端骨痴生长依次增加,均高于D 组。X 线片观察A. B. C组骨折线逐渐模糊,钙化而积依次增大,
均快于D 组。组织学观察A. B. C组骨小梁成熟度依次增加,均优于D 组。结论NGF 有促进骨折愈介作用,且具有协同BMP-2诱导成骨的作用。
3. 乙酰肝素酶
乙酰肝素酶(HPSE)是一种促进血管生成的因子,特异地降解广泛存在于细胞表面和细胞外基质中的硫酸乙酰肝素蛋白多糖,参与多种恶性肿瘤转移过程中血管生成。
杨永良等[3]将36只小鼠随机分成两组,HPSE 治疗组和对照组。所有小鼠以右后肢股骨为研究对象,建立小鼠股骨骨折模型。治疗组中将l0ug/mL的HPSE 注射到了骨折部位,对照组中将相同剂量的生理盐水注射到骨折部位。Micro-CT 结果显示术后1周的标本中,治疗组的骨组织的含量(BV/TV)平均为9.24±0.9%,而对照组BV/TV平均为4.64士0.7%,两组之间比较具有显著的统计学意义。证实HPSE 能在早期促进骨折愈合。
4. n-3多不饱和脂肪酸(n-3 PUFAs)
n-3多不饱和脂肪酸在许多疾病中起有益作用,就骨健康而言,n-6 PUFAs(AA)和n-3 PUFAs(EPA, DHA)是最重要的脂肪酸。AA 的代谢产物类前列腺和白三烯作为炎性介质促进或抑制骨与软骨代谢。[4]
n-6/n-3 PUFAs 比率对细胞功能起关键作用,n-3 PUFAs 可能通过改变n-6/n-3 PUFAs比率,通过影响AA 代谢通路及其代谢产物,对骨髓基质细胞、软骨细胞、成骨细胞及破骨细胞等起调节作用。n-3 PUFAs 作为具有抗炎作用,可能通过改变骨折局部微环境,减少炎性细胞因子产生,影响骨折愈合。PGs 和LTs 是n-6 PUFAs(AA)的代谢产物,在骨折愈合中起重要作用,因此,n-3PUFAs 影响骨折愈合。
总结
综上所述,骨折的愈合是一个极其复杂的过程,其中影响因素众多,尚没有一种理论可以完全解释骨折愈合中的所有问题。近年在骨生长因子方面的研究有了很大的进展,分子水平的精细研究有望使骨折采用基因治疗。
参考文献
[1]刘诚. 外源性神经生长因子与骨折愈合的相关性分析[D].长江大学,2012.
[2]贝朝涌, 林卓锋, 杨志, 赵劲民, 苏伟, 沙轲, 韦庆军, 花奇凯, 薄占东. NGF对骨折愈合影响的研究[J]. 中国修复重建外科杂志,2009,05:570-576.
[3]杨永良. 乙酰肝素酶促进骨生成和骨折愈合的实验研究[D].山东大学,2012.
[4]张志平. n-3多不饱和脂肪酸通过AA 代谢通路促进骨折愈合[D].南方医科大学,2012.