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唑来磷酸联合运动训练对去势后大鼠骨质密度及血清生化指标的影响*

2014-04-05黄昌林朱履刚陈国立任洪峰郭延岭

实用医药杂志 2014年8期
关键词:去势小梁骨细胞

常 祺,黄昌林,朱履刚,陈国立,任洪峰,郭延岭,周 阳

骨质疏松是一种疾病,其特征是骨密度降低,骨组织的微细结构破坏,因而导致骨脆性增加,容易骨折。绝经后骨质疏松(PMOP)发生于妇女绝经后,主要与雌激素水平下降有关,其代谢特点为骨吸收、骨形成同时亢进的高转换型骨质疏松。如何预防绝经后骨质疏松以及其后伴随出现的骨折,是困扰医疗界的一大难题。唑来磷酸属于双膦酸盐类药物,能全面提升骨密度,抑制破骨细胞的骨吸收,降低骨转换率,降低骨折风险。笔者用雌性大鼠去势后建立绝经后骨质疏松症模型,从组织学观察、血清生化指标以及骨密度几个方面来探讨应用唑来磷酸联合适度运动训练是否能起到有效预防绝经后骨质疏松的作用。

1 材料和方法

1.1 动物分组及模型制备 4月龄未经产雌性二级SD大鼠45只,质量200~250 g,由第四军医大学实验动物中心提供。随机分为3组,每组15只:A组为正常对照组,B组为单纯去势组,C组为治疗组(唑来磷酸+运动训练)。组间大鼠体重无统计学差异。所有大鼠均以3%戊巴比妥钠40 mg/kg腹腔内注射麻醉,在无菌条件下手术,背部切口。B、C组分离出双侧卵巢并结扎,摘除,分层缝合切口。A组大鼠仅行手术进入腹腔,切除少量脂肪组织后关闭腹腔。 所有大鼠均在室温18~20℃,湿度50%~60%的同等条件下饲养,自由摄取水和食物。C组大鼠术后给予唑来磷酸皮下注射 0.5 mg/kg·d(商品 名 “密 固 达 ”,Novartis Pharma Schweiz AG,Switzerland)。同时在术后2周开始进行跑步训练,实验大鼠放置于跑台上行匀速跑步训练,跑道末端有声、光、电刺激装置,跑道速度为15 m/min。每天上下午各训练1 h。各组大鼠于术后第12周处死。实验大鼠处死时采用断头取血法采血,骨骼标本于采血后立即解剖取材。实验过程中B组及C组分别有1只大鼠死亡。

1.2 方法

1.2.1 骨组织形态学光镜观察 大鼠处死后即取第三腰椎剔净软组织,切取大小适宜标本,10%甲醛溶液固定 48 h,常规脱水、透明、浸蜡、包埋、切片。HE染色,脱水,透明,封片,观察皮质骨和骨小梁形态、梁髓比例等。

1.2.2 血清生化指标检测 血液标本 2000 r/min离心10 min,取上清液作血标本,-20℃冷冻保存。血清钙(S-Ca)用甲基百里香酚蓝法测定;血清磷(S-Pi)用硫酸亚铁法测定;血清碱性磷酸酶(AKP)用磷酸苯二钠法测定,骨钙素(BGP)用放免法测定。相关试剂盒及试剂购自武汉博士德公司。

1.2.3 骨密度(BMD)测量 大鼠处死后即取第四腰椎剔净软组织,10%甲醛溶液固定。用DPXIQ7040双能X线骨密度仪(美国LUNAR公司)做大鼠腰椎BMD测定。每只大鼠腰四椎体测定3次,取其平均值。

1.3 统计学分析 所有数据均采用SPSS10.0统计软件包分析,结果以±s表示。组间比较采用非参数 Mann-Whitney U 检验(双侧)。P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 各组骨组织形态的光学显微镜观察结果 与正常对照组相比,单纯去势组的腰椎骨小梁数量明显减少,髓腔扩大,小梁厚度明显变薄,许多骨小梁出现穿孔、断裂现象,治疗组的髓腔与骨小梁的比例与正常对照组相比区别不明显,骨小梁的数目增加,小梁的厚度增加,也可见骨小梁穿孔的现象,但视野下穿孔的数量少于去势组。

2.2 血清生化指标测定 见表1。

2.3 骨密度测定 各组大鼠腰椎骨密度测定值对照组(0.2601±0.0211)g/cm2;单纯去势组(0.2004±0.0408) g/cm2;治疗组(0.2553±0.0418) g/cm2。

3 讨 论

绝经后骨质疏松症是目前发病率较高的骨代谢性疾病,它是由于绝经后卵巢功能明显减退,雌激素分泌水平下降所致。近年研究发现,人类成骨细胞上有雌激素受体[1]。骨是雌激素靶组织,雌激素可通过多种途径影响骨代谢。因此,雌激素对骨代谢有直接和间接作用。绝经后,雌激素水平迅速下降,一方面,不能抑制破骨细胞活性,反而影响成骨细胞活性,使骨基质分泌减少,骨转换加速,骨吸收大于骨形成,骨代谢出现负平衡。另一方面,影响钙调节激素。雌激素减少,拮抗甲状旁腺激素(PTH)的骨吸收作用减弱,使骨对甲状旁腺素的敏感性增加,破骨细胞增殖,活动加强,从而骨吸收加重;同时使降钙素(CT)分泌降低,破骨细胞活性增强,骨的形成减少,骨吸收量和骨形成量之间平衡失调,致使骨质变薄,骨量减少,骨密度、骨强度、骨钙含量均下降。

在骨代谢生化指标中,钙磷本身为骨组成无机盐成分,其血清内水平反映骨代谢水平。AKP[2]和BGP[3,4]主要由成骨细胞合成,反映成骨细胞活动程度以及成骨过程,为骨转换的特异性指标。骨密度反映单位体积骨的骨矿含量,是评估骨量的一个重要指标。测量骨量可以较客观而且准确地评价骨质疏松程度[5]。本文实验选取第四腰椎椎体为测量部位,是因为该部位是骨质疏松易发部位。

骨质疏松的治疗方法包括:选择抑制骨吸收药,以防止骨质进一步丢失;另一方面选用促进骨形成药,以提高骨量降低,抑制骨折发生率。双膦酸盐类药物与含钙晶体有高度亲和力,可以抑制骨吸收,选择性吸附骨矿物质表面,被破骨细胞吸收后干扰破骨细胞的多个生化过程[6],具有抑制溶解钙结晶的作用,因此这类药物已成为目前用于防治以破骨细胞为主的各种代谢性骨病及高转化型骨质疏松症的药物之一。

表1 各组大鼠血清 Ca、P、ALP、BGP 测定结果(±s)

注:与对照组相比,△P<0.01;与单纯去势组相比,▲P<0.01;与治疗组相比,★P<0.01;与对照组相比,*P<0.05;与治疗组相比,#P<0.05

组别 n Ca(mmol/L) P(mmol/L) ALP(U/L) BGP(ng/ml)对照组 15 2.240±0.202▲# 1.433±0.166▲★ 112.25±11.99▲ 20.35±3.09▲#单纯去势组 14 3.053±0.172△★ 1.611±0.097△ 140.96±11.70△★ 27.86±4.43△★治疗组 14 2.670±0.455*▲ 1.732±0.204△ 115.11±9.47▲ 22.13±4.46*▲

本文结果显示,术后12周治疗组大鼠血清钙、AKP及骨钙素水平明显低于单纯去势组,而且骨密度增高,这说明经过适量运动训练以及唑来磷酸治疗,大鼠去卵巢后体内骨改建的高转换状态得到缓解,在抑制骨吸收的同时,骨吸收进程相对得到加强。骨密度提高但未达到正常标准,考虑可能是观察时间较短所致,具体效果还有待于进一步观察。

本文结果还显示,使用唑来磷酸可以显著拮抗大鼠的骨质疏松,充分发挥其抑制骨吸收的作用,减少过度骨代谢,维持正常骨量与强度。还有,适度负重运动对于绝经后骨骼的保持是必不可少的。那些将重点放在增加肌肉力量的运动可能也有益处,尤其对于非负重骨。而且,为了保持由于运动所增加的骨密度,还应该在相当一段时间内保持适量运动习惯[7]。绝经后女性的最佳运动计划应该包括能够改善力量、柔韧性和协调性素质的活动,这些活动可以间接地、有效地降低骨质疏松性骨折的发生。

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