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穴位埋线对生长期小鼠骨密度及骨生物力学性能的影响*

2015-04-11吴隽旎方映慧张玲莉孙忠广陈柄霖

中国中医基础医学杂志 2015年8期
关键词:骨质疏松症骨密度力学性能

吴隽旎,方映慧,刘 科,陈 熙,4,张玲莉,孙忠广,陈柄霖,杨 杰,邹 军

(1.上海体育学院运动科学学院,上海 200438;2.上海浦东新区浦南医院康复科,上海 200125; 3.上海体育学院科研处,上海 200438;4.温州医科大学体育科学学院,浙江温州 325035)

穴位埋线对生长期小鼠骨密度及骨生物力学性能的影响*

吴隽旎1,方映慧1,刘 科2,陈 熙1,4,张玲莉1,孙忠广1,陈柄霖1,杨 杰1,邹 军△

(1.上海体育学院运动科学学院,上海 200438;2.上海浦东新区浦南医院康复科,上海 200125; 3.上海体育学院科研处,上海 200438;4.温州医科大学体育科学学院,浙江温州 325035)

目的:分析穴位埋线对生长期小鼠骨密度和骨生物力学性能的影响,进而探讨此方法对促进青少年骨质健康的效果。方法:选取2月龄雄性C57BL/6小鼠按随机数字表法分为对照组、维生素D组(VD组)、穴位埋线组3组各6只共18只。实验组每15d进行足三里穴位埋线1次共2次;VD组用0.066%的活性维生素D3对小鼠进行灌胃,剂量为5ml/kg体质量,前2周于周二、四、六灌胃,后2周每天进行灌胃,对照组小鼠不做任何干预。结果:足三里穴位埋线对提高生长期小鼠股骨的骨密度有提升趋势,但作用有限,而维生素D的补充对骨密度提升有显著性作用;足三里穴位埋线可以很好地改善生长期小鼠股骨的最大载荷和弹性模量。结论:4周“足三里”穴位埋线对生长期小鼠骨密度提升的作用有限,但可以通过改善其骨生物力学特性来增加骨骼抵抗外力的作用。

穴位埋线;足三里;C57BL6;骨密度;骨生物力学

骨质疏松是一种全身性的代谢性骨骼疾病,中老年人或绝经期妇女多发,临床大多体现为驼背以及骨折的发生等,发病后相对较难治愈。有研究显示,骨质疏松病人发生骨折的概率是正常人的5倍甚至更高,且发生骨折后的并发症和致残率也远远高于正常健康人群[1]。中国的人口众多,而近些年的社会老龄化问题也日益凸显[2],如何能有效地防治骨质疏松症已成为较为重要的社会化问题。

“肾主骨生髓,为先天之本;肝肾同源”是传统针灸疗法的理论基础。因此,较多研究通过对肝肾相关穴位的刺激,证实其具有良好的调节骨代谢作用,如骨密度的增加、内分泌激素水平的提升、疼痛的缓解等。目前关于穴位刺激防治骨质疏松症的研究主要以临床治疗为主,研究对象多为老年人群或骨质疏松动物模型。另有研究表明,成年期达到较高的峰值骨量(PeakBoneMass,PBM),在预防老年期骨量减少、骨质疏松以及应力性骨折方面具有重要作用[3],提示PBM具有保持骨骼健康并预防老年骨质疏松的作用[4]。如何通过穴位刺激在生长期进行更有效的干预从而提高PBM目前未见报道。因此,本研究通过对生长期小鼠进行穴位埋线干预,观察其骨密度以及骨生物力学等指标的变化,进而探讨穴位埋线对促生长期小鼠骨质的影响。

1 材料与方法

1.1 研究对象

本实验以雄性C57BL/6小鼠作为研究对象(购于第二军医大学实验动物中心,许可证号SCXK (沪)2012-0002),饲养至7周龄后,称重后按体质量分层按随机数字表法分为对照组、VD组、穴位埋线组3组,每组各6只共18只小鼠。对照组体质量(19.33±1.22)g,VD组体质量(19.57±0.48)g,穴位埋线组体质量(19.77±1.05)g。

1.2 方法

1.2.1 饲养与干预 小鼠常规分笼饲养,每笼6只,自由饮食饮水。每天18∶00换水,每周一和周四18∶00换经紫外线消毒过的垫料,周一称重。各组分别进行下列干预方案4周。对照组不做任何干预,VD组以 0.066%的活性维生素 D3(Sigma-Aldrich)溶液对小鼠进行灌胃,每次灌胃剂量为5 ml/kg体质量,前2周于周二、周四、周六灌胃,后2周每天进行灌胃。埋线组按《实验针灸学》动物穴位定位方法选取双侧足三里进行穴位埋线,每15d埋线1次[5]。首先将消毒好的一次性羊肠线(型号4/0)剪成2mm小段,然后取埋置针灸注射器(江苏华宏医疗器械有限公司提供,型号6#)的针芯向外拔出大约1cm,用镊子去掉已剪好的小段羊肠线放入注射器针头处扎入穴位,然后向内推针芯,待羊肠线已植入皮下组织后缓慢将注射器抽出(抽出后再次观察穴位处,以确保羊肠线植入未被带出)。

1.2.2 取材方法 小鼠处死前晚禁食不禁水,处死当天先称重,然后采用颈椎脱臼法处死。用手术剪剔除股骨部位皮肤以及附着肌肉等软组织,取出完整的股骨段,然后用事先在生理盐水中浸泡过的纱布进行包扎后放入-80℃的冰箱保存。

测试前将标本从冰箱中取出,室温放置12h自然解冻,待完全解冻后再进行骨密度以及骨生物力学检测。

1.2.3 检测指标 ①股骨骨密度检测:将小鼠的左侧股骨从冰箱中取出,室温放置自然解冻(室温环境温度为23℃±3℃),待标本完全解冻后放置于骨密度仪(Osteocore3Digital2D,France)下进行扫描;②股骨生物力学性能检测:使用微机控制电子万能试验机(瑞格尔公司,中国)对小鼠股骨进行生物力学性能检测。将股骨放在机器的2个支撑点然后开始测试,启动仪器的工作台,让探头朝着标本方向以2mm/min的加速度缓慢下降,至标本断裂后让钻头继续前行2mm,停止机器。探头通过其连接的压力传感器感知到标本对于探头往下运行时股骨对其的反作用,并将其感知到的信号传输给计算机,计算机根据探头下降的距离与载荷生成的负荷-位移曲线,从而得出最大载荷、弯曲强度、弹性模量等数据。

1.3 统计学方法

采用SPSS17.0软件进行统计分析,所有实验结果以均数±标准差(±s)表示,有差异的情况下用LSD进行组间两两比较,P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 小鼠体质量变化

表1显示,实验过程中各组小鼠体质量增加,但3组之间比较差异无统计学意义。

表1 各组小鼠体质量变化比较(g)

2.2 小鼠股骨密度检测结果

表2显示,VD组股骨骨密度高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);穴位埋线组股骨骨密度高于对照组,但差异有统计学意义(P<0.05)。

表2 小鼠股骨密度比较(g/cm2)

2.3 小鼠股骨生物力学性能的检测结果

2.3.1 小鼠股骨最大载荷 表3显示,VD组股骨最大载荷相比于对照组有增大趋势,分别为12.69N和10.1N,但差异无统计学意义(P>0.05);而穴位埋线组股骨最大载荷为15.19N,高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。

表3 小鼠股骨最大载荷比较(N)

2.3.2 小鼠股骨弯曲(断裂)强度 表4显示,3组间断裂强度比较差异无统计学意义,但VD组和穴位埋线组较对照组有升高趋势。

表4 小鼠股骨弯曲(断裂)强度比较(MPa)

2.3.3 小鼠股骨弹性模量 表5显示,VD组和穴位埋线组股骨弹性模量分别为2.05和1.3 Gpa,均高于对照组的0.9Gpa,差异有统计学意义;而穴位埋线组则低于VD组,差异有统计学意义。

3 分析与讨论

生长期骨发育不仅要实现骨的纵向生长,还需要实现骨骼的形状和大小的变化[6-7]。而生长期因各种激素如性激素、生长激素、甲状腺激素以及各种因子的剧烈变化也导致该时期骨量以及骨密度的快速增长,成为骨量获得的重要时期[8-10]。

中医“肾主骨生髓”理论认为,骨质疏松症的关键是肾虚,同时兼有肝脾不足。如《素问·痿论》曰:“肾者水藏也,今水不胜火,则骨枯而髓虚,故足不任身,发为骨痿。”《灵枢·经脉》云:“足少阴气绝则骨枯……骨不濡则肉不能著也。骨肉不相亲则肉软却,肉软却故齿长而垢发无泽,发无泽者骨先死。”邵敏等主张骨质疏松症发生的主要原因是肾脾虚,以此入手,通过补肾并在补肾基础上对健脾养胃方法的运用均取得了很好的疗效[11]。因此,临床针灸以补肾为主,调补肝脾,并以活血通络之法补养先天和后天之本,疏通全身经络以达到阴阳调和的效果。

骨密度是衡量骨质量的一个重要指标,它能够反映骨质疏松的程度,是预测骨折危险性的重要依据。临床上通过肾俞穴位埋线和药物治疗原发性骨质疏松患者发现,肾俞穴位埋线有利于骨质疏松症的缓解[12-13]。梁柱等也对120例肝肾不足型绝经后骨质疏松患者进行背俞穴为主埋线结合钙剂的治疗,也得到了同样的结果[14]。而本研究主要观察穴位埋线是否可以使生长期小鼠获得更高的PBM以预防老年骨质疏松,其肾虚的可能性不大,故选用“足阳明胃经”的主要穴位足三里,观察是否可以通过健脾胃的作用而改善生长期小鼠的骨质状况。研究提示,足三里埋线对于生长期小鼠骨密度的提高作用有限,可能与穴位埋线的时间、穴位的选择、样本量大小等有关系,值得进一步的研究和探讨。

有研究指出,骨密度能够评价骨脆性,预测骨折发生危险的可能性,但不是评价骨健康的惟一标准。骨的生物力学性能通过对骨骼加载外力后检测其力学特征以及生物效应,是衡量骨强度的一种方法,也是评价骨质量的另一种直接又可靠的重要方法。李晶等用针刺以及艾灸的方式对去势大鼠进行干预,结果显示2种方式对刺激穴位均可改善去势大鼠的骨生物力学特性[15]。本研究选用弯曲(断裂)强度、最大载荷以及弹性模量这3个指标反映小鼠的骨生物力学性能。与李晶等研究相似。本次研究结果显示,穴位埋线可以提高小鼠股骨的最大载荷和弹性模量,而VD组则只提高了弹性模量。提示4周的足三里埋线对于无肾虚生长期小鼠的骨矿物质的增加作用不大,但可以通过“调理脾胃、补中益气”作用来提高生长期小鼠的骨强度。考虑一方面可能是少量的骨密度变化引起。Heaney等认为体外抗骨折能力与其弹性模量和骨密度的平方成正比,即少量的骨量变化会引起巨大的力学性能改变[16]。另一方面,埋线的持续性穴位刺激可能会引起骨小梁结构的变化,从而使骨具有更高的骨强度以对抗外界应力。如Zhang等研究显示,针刺肾腧穴可以提高SAMP6小鼠的骨小梁容积,并改善其生物力学特性[17]。

综上所述,4周“足三里”穴位埋线对生长期小鼠骨密度提升的作用有限,但可以通过改善其骨生物力学特性来增加骨骼抵抗外力的作用。

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R244.8

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:1006-3250(2015)08-1006-02

2015-01-06

上海体育学院2014年秋季境外访学项目(STFX20140222);国家自然科学基金资助项目-运动对老年性骨质疏松小鼠Wnt信号传导通路的影响(81170323);上海市人类运动能力开发与保障重点实验室资助项目(上海体育学院)(11DZ2261100)

吴隽旎(1984-),女,湖南人,在读硕士,从事运动医学的临床与研究。

△通讯作者:邹 军(1969-),男,教授,Tel:021-51253150,E-mail:zoujun777@126.com。

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