羅紅梅 崔 燎 吳 鐵 (廣東醫(yī)學院生理科學實驗室，廣東 東莞 523808)

吡拉西坦抗D-半乳糖性骨質(zhì)疏松的作用

羅紅梅 崔 燎1吳 鐵1(廣東醫(yī)學院生理科學實驗室，廣東 東莞 523808)

目的觀察吡拉西坦片的抗D-半乳糖性骨質(zhì)疏松效應(yīng)。方法6月齡SD普通級雄性大鼠30只，按體重隨機分成對照組、D-半乳糖模型組、吡拉西坦低劑量組、吡拉西坦高劑量組、司坦唑醇組5組，對照組皮下注射生理鹽水、模型組和用藥組分別皮下注射D-半乳糖120 mg·kg－1·d－1，對照組和模型組用生理鹽水灌胃，用藥組分別每日用吡拉西坦500mg/kg，1 000mg/kg，司坦唑醇600 mg/kg灌胃。3個月后，心臟取血處死大鼠，獲取血清，取出左側(cè)股骨，測定骨干、濕重，同時取出左側(cè)脛骨和第四腰椎，進行骨組織形態(tài)計量學分析，用放射免疫法測定血清睪酮，化學發(fā)光法測定血糖含量。結(jié)果模型組骨量較對照組明顯降低，而吡拉西坦高劑量組和司坦唑醇組骨量較模型組升高，但無統(tǒng)計學差異。模型組的血清睪酮含量較對照組降低，吡拉西坦組的血清睪酮含量與模型組相比無明顯變化，但司坦唑醇組血清睪酮則明顯上升，各組血糖含量無明顯變化。結(jié)論吡拉西坦可能通過提高腦功能達到抗骨質(zhì)疏松效應(yīng)，而司坦唑醇則通過提高體內(nèi)雄激素水平達到抗骨質(zhì)疏松效應(yīng)。

吡拉西坦;司坦唑醇;抗骨質(zhì)疏松

目前有觀點認為腦老化萎縮是導(dǎo)致老年性骨質(zhì)疏松的原因之一，腦老化使機體的運動功能、內(nèi)分泌功能和胃腸功能降低，骨骼系統(tǒng)得不到足夠的力載荷和激素的刺激，得不到充足的營養(yǎng)支持，促使老年性骨質(zhì)疏松的發(fā)生。通過改善腦功能提高機體的整體健康水平，有預(yù)防骨質(zhì)疏松發(fā)生的作用。吡拉西坦是臨床上廣泛使用的改善腦功能藥物，能提高腦的能量代謝，促進腦內(nèi)蛋白質(zhì)合成，對多種原因?qū)е碌哪X功能障礙有改善作用〔1〕。根據(jù)以上理論，吡拉西坦有可能有抗骨質(zhì)疏松的效應(yīng)，本實驗擬觀察吡拉西坦對D-半乳糖性骨質(zhì)疏松大鼠骨量的影響，以期進一步證明腦功能的改善對機體骨量的影響。

1 材料與方法

1.1 材料 6月齡SD大鼠30只，雄性，體重300～400 g(廣東醫(yī)學院動物中心提供，動物合格證號:2004A028);D-半乳糖(恒信生化試劑有限公司，批號20011127);睪酮放射免疫試劑盒(天津九鼎試劑公司);硬組織切片機(萊卡公司)。

1.2 動物準備 6月齡SD普通級雄性大鼠30只，按體重隨機分成對照組、D-半乳糖模型組、吡拉西坦低劑量(L)組、吡拉西坦高劑量(H)組、司坦唑醇組5組。對照組皮下注射生理鹽水，模型組和用藥組皮下注射 D-半乳糖120 mg·kg－1·d－1〔2〕。對照組和模型組用生理鹽水灌胃，用藥組分別用吡拉西坦低劑量500 mg/kg，吡拉西坦高劑量1 000 mg/kg，司坦唑醇600 mg/kg灌胃。飼養(yǎng)條件:分籠飼養(yǎng)，每籠2只，自由攝水攝食，專室專人飼養(yǎng)，每周稱重1次。連續(xù)給藥3個月后在全麻下處死大鼠，大鼠處死前第13、14天皮下注射25 mg/kg鹽酸四環(huán)素，第3、4天皮下注射5 mg/kg鈣黃綠素做熒光標記。右心室抽血處死大鼠，取出左側(cè)股骨、脛骨和第4腰椎，剔除軟組織備用。抽出的血靜置一段時間后，3 000 r/min離心，吸取上清(即血清)用于生化指標的測定和放射免疫測定睪酮，－20℃保存。

1.3 指標測定

1.3.1 骨干、濕重測定 將取下的股骨剔除軟組織，用電子天平準確稱其濕重后，將股骨放入80℃烤箱中連續(xù)烤72 h后，取出稱其干重。

1.3.2 骨標本制備和骨量測定 將新鮮取出的第4腰椎和左側(cè)脛骨放入4%甲醛溶液中，當天用低速鋸鋸開后用70%、80%、95%、100%酒精進行梯度脫水，每個濃度脫水1 d，然后用二甲苯透明12 h，最后進行塑料包埋。用石膏打磨機將骨塊的切片打磨平整，然后用硬組織切片機切片，厚度為8μm，厚片樹脂封片后直接在圖像分析儀上測量骨的靜態(tài)參數(shù)。靜態(tài)參數(shù)包括骨小梁百分率(%Tb.Ar)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁數(shù)(Tb.N)和小梁分離度(Tb.Sp)，薄片為4μm，用Golden染色法染色后，鏡下觀察結(jié)構(gòu)。

1.3.3 血清睪酮和血糖測定 測量時將血清解凍，用放射免疫法檢測血清中睪酮含量(根據(jù)試劑盒說明書操作)，用化學發(fā)光法測定血清中血糖含量(根據(jù)試劑盒說明書操作)。

2 結(jié)果

2.1 藥物對D-半乳糖雄性大鼠體重(BW)、骨干重(BDW)及睪酮的影響 模型組大鼠體重、骨干重有所下降，但無統(tǒng)計學意義，其他用藥組與模型組相比則無明顯變化。模型組大鼠較對照組血清睪酮含量明顯降低(P＜0.05)，說明D-半乳糖可以導(dǎo)致血清睪酮含量下降。吡拉西坦各組的血清睪酮含量與模型組相當，而司坦唑醇組與模型組相比血清睪酮含量明顯上升。見表1。

2.2 藥物對D-半乳糖雄性大鼠脛骨上段骨組織形態(tài)計量學靜態(tài)參數(shù)的影響 模型組大鼠與對照組相比，脛骨上段的骨小梁面積百分率、骨小梁數(shù)目明顯下降(P＜0.01)，骨小梁分離度明顯上升(P＜0.05)，說明模型建立成功。吡拉西坦高劑量組與模型組相比，骨小量面積百分率，寬度和數(shù)目均較模型組增高，但無統(tǒng)計學意義，司坦唑醇組與模型組相比，大鼠脛骨上段的骨小梁面積百分率、骨小梁數(shù)目與模型組相比升高，骨小梁分離度下降(P＜0.05)，說明司坦唑醇能對抗D-半乳糖導(dǎo)致的脛骨上段骨丟失。見表2。

表1 藥物對D-半乳糖雄性大鼠體重、骨干重和骨重/體重的影響(±s，n=6)

表1 藥物對D-半乳糖雄性大鼠體重、骨干重和骨重/體重的影響(±s，n=6)

與對照組比較:1)P＜0.05，2)P＜0.01，與模型組比較:3)P＜0.05，4)P＜0.01;下表同

組別 BW(g) BDW(g) 睪酮(nmol/m l)GLU(mg/dl)6.85模型組 361.8±42.1 0.677±0.08 50.4±28.621)101.4±27.30吡拉西坦組(L)377.8±27.35 0.709±0.06 43.67±21.32 121.3±13.93吡拉西坦組(H)383.0±27.54 0.703±0.06 46.51±9.47 112.9±10.27司坦唑醇組 371.75±34.8 0.726±0.05 111.75±78.23)對照組 376.8±31.71 0.746±0.09 171.67±135.3 99.7±1 106.5±10.38

2.3 藥物對D-半乳糖雄性大鼠腰椎骨組織形態(tài)計量學靜態(tài)參數(shù)的影響 模型組雄性大鼠的腰椎骨量明顯降低。從骨小梁面積百分率、骨小梁數(shù)目和骨小梁分離度等指標看，高劑量吡拉西坦組大鼠的腰椎骨量與模型組相比，骨小梁百分率明顯上升(P＜0.01)，骨小梁數(shù)目上升(P＜0.05)，骨小梁厚度也增厚(P＜0.05)，而骨分離度明顯下降(P＜0.05)，說明高劑量吡拉西坦對D-半乳糖引起的腰椎骨丟失有良好的對抗效果，司坦唑醇組與模型組相比也有相同變化，但無統(tǒng)計學意義。見表3。

表2 藥物對D-半乳糖雄性大鼠脛骨上段靜態(tài)參數(shù)的影響(±s，n=6)

表2 藥物對D-半乳糖雄性大鼠脛骨上段靜態(tài)參數(shù)的影響(±s，n=6)

組別 %Tb.Ar(%)Tb.Th(μm) Tb.N(#/mm) Tb.Sp(μm)8.0±3.0 64.97±6.06 1.24±0.54 885.15±511.63模型組 3.7±1.52)61.77±12.26 0.62±0.262)1 879.17±1 004.941)吡拉西坦組(L) 4.2±2.5 61.66±12.59 0.66±0.37 1 770.75±772.16吡拉西坦組(H) 6.3±5.1 71.53±17.45 0.78±0.42 1 510.98±572.74司坦唑醇組 7.7±2.73) 67.07±3.88 1.14±0.373)916.18±406.763)對照組

表3 藥物對D-半乳糖雄性大鼠腰椎靜態(tài)參數(shù)的影響(±s，n=6)

表3 藥物對D-半乳糖雄性大鼠腰椎靜態(tài)參數(shù)的影響(±s，n=6)

組別 %Tb.Ar(%) Tb.Th(um) Tb.N(#/mm) Tb.Sp(um)對照組 23.1±5.0 87.88±15.01 2.62±0.28 296.78±42.48模型組 15.8±4.12)65.74±10.662) 2.38±0.35 362.68±72.621)吡拉西坦組(L) 18.2±6.5 75.47±15.08 2.36±0.48 366.96±115.87吡拉西坦組(H)23.4±4.54)86.82±19.183)2.72±0.293)284.05±36.523)司坦唑醇組19.2±4.9 70.23±8.69 2.70±0.39 305.74±62.25

2.4 各組大鼠脛骨上端Golden染色圖片 見圖1。模型組大鼠骨量明顯減少，吡拉西坦高劑量組和司坦唑醇組骨量有所上升。

圖1 各組雄性大鼠脛骨上段不脫鈣骨切片(Golden法染色，5μm，×100)

圖2 各組雄性大鼠脛骨上段不脫鈣骨切片(Golden法染色，5μm，10×1.7倍)

3 討論

D-半乳糖是目前國內(nèi)建立急性衰老模型的常用方法，在一定時間內(nèi)連續(xù)給動物皮下注射一定劑量D-半乳糖，使機體細胞內(nèi)半乳糖濃度升高，D-半乳糖在醛糖還原酶的作用下生成半乳糖醇，這種物質(zhì)因不能進一步被代謝而堆積在細胞內(nèi)影響細胞正常滲透壓，導(dǎo)致細胞腫脹和功能障礙，促進細胞凋亡，加速組織老化。近年本課題組研究發(fā)現(xiàn)D-半乳糖會導(dǎo)致骨丟失，其機制可能與D-半乳糖導(dǎo)致腦-垂體-性腺軸功能紊亂，降低血清性激素水平有關(guān)〔3〕。吡拉西坦是γ-氨基丁酸的環(huán)化衍生物，能刺激大腦核糖核酸和蛋白質(zhì)合成，刺激二磷酸腺苷向三磷酸腺苷轉(zhuǎn)化，提高腦內(nèi)ATP水平，增強大腦皮層和皮層下神經(jīng)結(jié)構(gòu)間的信息傳遞，強化記憶，恢復(fù)腦功能。同時，吡拉西坦還能降低腦血管阻力，增強腦血流量，增強大腦皮層對缺氧的耐受力，阻止繼發(fā)病變發(fā)生。對老年性癡呆、酒精中毒、兒童智力低下和腦外傷等引起的意識障礙均有改善作用，增強患者的記憶功能，改善患者的生活質(zhì)量〔4〕。吡拉西坦也能對抗D-半乳糖所致腦老化作用，能明顯減少D-半乳糖所致腦老化物質(zhì)生成〔5〕。

本實驗結(jié)果顯示吡拉西坦有對抗D-半乳糖性骨質(zhì)疏松的作用。吡拉西坦高劑量組和司坦唑醇組大鼠脛骨上端和第4腰椎骨的骨量比模型組均明顯升高，同時司坦唑醇組的血清睪酮水平明顯升高。司坦唑醇是同化類激素，能增加蛋白質(zhì)合成，促進骨膠原形成，具有明顯的促成骨作用〔6〕，但吡拉西坦低、高劑量組的血清睪酮水平?jīng)]有升高，吡拉西坦是通過什么途徑提高骨量的呢?作者認為它的作用機制應(yīng)該是多方面、多環(huán)節(jié)的，在激素水平恒定的情況下，骨量與運動系統(tǒng)和消化系統(tǒng)功能密切相關(guān)，吡拉西坦可能通過改善腦功能，改善機體整體健康水平，從而提高機體運動系統(tǒng)和消化系統(tǒng)功能，促進骨形成。肌肉數(shù)量和肌力維持需要神經(jīng)營養(yǎng)作用，老年人因腦衰老出現(xiàn)肌肉萎縮，腦損傷患者因患肢缺乏神經(jīng)營養(yǎng)出現(xiàn)肌肉萎縮，腦功能如果得到恢復(fù)，肌力和運動功能也能逐漸得到恢復(fù)。腦癱患者患肢肌肉發(fā)達程度與力量強弱是影響患肢骨量的重要因素，癱瘓后8個月內(nèi)的運動功能狀態(tài)是預(yù)測1年后骨量的重要因素，因為肌力和運動提供的力載荷是促進骨形成的有效刺激〔7〕。許建文等〔8〕報道吡拉西坦能改善腦性癱瘓患者的肌力和生活自理能力，因此吡拉西坦有可能通過增強肌力和機體運動功能促進骨形成。另外，消化系統(tǒng)功能增強，保證鈣、維生素和蛋白質(zhì)的有效吸收，也是保證成骨作用的重要因素。在老年性骨質(zhì)疏松治療中，保證鈣、維生素和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)的攝入和吸收是治療的首要任務(wù)，消化系統(tǒng)功能改善了，預(yù)防老年性骨質(zhì)疏松就是必然的。

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8 許建文，張光軍，陳正躍.吡拉西坦治療腦性癱瘓〔J〕.實用兒科臨床雜志，2002;17(4):356-7.

R33

A

1005-9202(2011)18-3564-03

1 廣東醫(yī)學院藥理教研室

羅紅梅(1977-)，女，碩士，講師，主要從事生理學研究。

〔2010-06-03收稿 2011-03-25修回〕

(編輯 徐 杰)