作者簡介:鄭永仁(1965~),男,云南楚雄人,實驗師,主要從事實驗動物和動物實驗工作;
通信作者:楊和金(19725~),男,云南省牟定人,高級工程師,主要從事新藥開發(fā),藥理研究,動物疾病模型研究以及物實驗動物管理等方面工作,郵箱:yanghejindayuan@siancom
摘要:目的:研究云南習(xí)用骨碎補老鷹翅膀?qū)φ殉菜麓笫蠊琴|(zhì)疏松的治療作用。方法:雌性SD大鼠,除正??瞻捉M(假手術(shù)組)外、其余大鼠去卵巢造成大鼠骨質(zhì)疏松模型,隨機分為模型組、陽性組(雌二醇組)及老鷹翅膀低、中、高劑量組,每組12只大鼠,觀察給予老鷹翅膀治療60 d后大鼠骨質(zhì)量、骨密度、骨組織形態(tài)計量學(xué)及血漿中磷、鈣、堿性磷酸酶(ALP)及骨生物力學(xué)指標(biāo)的變化。結(jié)果:與空白組比較,模型組的大鼠骨密度、骨質(zhì)量均有不同程度的降低,血漿中ALP顯著升高,Ca含量降低,骨生物力學(xué)指標(biāo)顯著降低,骨小梁數(shù)量減少,骨皮質(zhì)厚度變薄,成骨細(xì)胞數(shù)顯著降低,破骨細(xì)胞數(shù)顯著升高,與模型組比較,陽性藥組及經(jīng)老鷹翅膀治療60d后的三劑量組,摘除卵巢所致骨質(zhì)疏松大鼠的骨密度、骨質(zhì)量均有不同程度的升高,骨組織形態(tài)計量學(xué)參數(shù)變化均有顯著性差異,血漿中ALP顯著降低,Ca、P含量升高,骨生物力學(xué)各指標(biāo)顯著升高,骨小梁數(shù)量增加,骨皮質(zhì)厚度變厚,成骨細(xì)胞數(shù)顯著增加,破骨細(xì)胞數(shù)顯著降低。結(jié)論:老鷹翅膀?qū)φ殉苍斐傻拇笫蠊琴|(zhì)疏松有一定的防治作用。
關(guān)鍵詞:骨質(zhì)疏松;去卵巢大鼠;骨碎補;模型
中圖分類號:R2856
文獻標(biāo)識碼:A
文章編號:1007-2349(2013)07-0057-03
骨質(zhì)疏松(Osteoporosis OP)是一種全身代謝性骨骼疾病,主要特征表現(xiàn)為全身骨量減少和骨組織微細(xì)結(jié)構(gòu)退化,引起骨脆性增加和骨密度降低,骨折危險性增加[1]。隨著中國人口老齡化問題日趨嚴(yán)重,老年性骨質(zhì)疏松癥患者愈來愈多。
祖國的中醫(yī)藥在治療骨病有悠久歷史和有效地方法,中醫(yī)理論認(rèn)為骨質(zhì)疏松癥病機為腎虛精虧,髓虛脈痹,腎主骨,腎水既痼,則諸骨枯,導(dǎo)致腎虛腰脊疼痛、下肢痿弱、耳鳴耳聾等癥。骨質(zhì)疏松癥病位在骨,其本在腎,從腎著手治療是根本大法之一。腎與骨的生理、病理有密切關(guān)系,即“腎主骨”的理論。骨碎補味苦、性溫,入肝、腎經(jīng)。功用補腎活血、止血,始載于《雷公炮炙論》,主治腎虛腰痛,跌打閃挫,骨傷,風(fēng)濕痹痛,臨床多用于各種骨病。按照中醫(yī)理論骨碎補可以治療各種原因?qū)е碌挠捎谀I虛引起的骨質(zhì)疏松。
正品骨碎補:為水龍骨科植物槲蕨Drynaria fortunei(Kunze)JSmith的干燥根莖,性溫,味苦,入肝、腎二經(jīng),具有補腎、活血、止血的功能?,F(xiàn)代研究表明:骨碎補根莖主要含柚皮苷物質(zhì)和總黃酮,總黃酮對骨質(zhì)疏松癥導(dǎo)致的骨密度下降有明顯抑制作用[2]。骨碎補總黃酮可以在抑制破骨細(xì)胞活性的同時,促進成骨細(xì)胞增殖。在近幾年的臨床應(yīng)用中也證明骨碎補總黃酮對骨質(zhì)疏松的治療作用療效確切。本實驗所用老鷹翅膀為云南民間習(xí)用骨碎補,以下代號:LYCB,觀察LYCB對去卵巢骨質(zhì)疏松大鼠模型的響,探究其是否具有正品骨碎補防治骨質(zhì)疏松癥的作用,為其臨床有效性提供實驗依據(jù)。
1 材料方法
11 材料 LYCB為石蓮姜槲蕨D propinqua(Wall1)J Smith(四川、廣西)中的老鷹翅膀的提取物,提取率為75%,由云南省藥物研究所天然藥物篩選中心化學(xué)組提供;雌性SD大鼠,體質(zhì)量(300 ±20)g,飼料:SPF大鼠繁殖顆粒飼料,由昆明醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供,生產(chǎn)許可證:SCXK(滇)2005-0008,SCXK(滇)2005-0009;動物使用許可證:SYXK(滇)2005-0001;戊巴比妥鈉,sigma公司;雌二醇,上海通用藥業(yè)股份有限公司,批號100801;鈣(Ca)、磷(P)、堿性磷酸酶(ALP)試劑盒,南京建成生物工程研究所,批號20110714。AG285型電子分析天平,METTLERTOLEDO公司;多功能彩色病理圖像分析管理系統(tǒng)—ZKPALS,北京北海公司;DXC600全自動生化分析儀,貝克曼公司;PV-200足趾容積測量儀,成都泰盟科技有限公司;YLS-16A小動物骨骼強度儀,淮北正華生物儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)。
12 方法
121 實驗分組和造模 除12只大鼠留為空白組外,其余大鼠以04%的戊巴比妥鈉麻醉,固定大鼠,在其最末肋骨下與腹正中線交叉處去毛、消毒切開腹部皮膚、肌肉分別摘除雙側(cè)卵巢,縫合切口,抗感染處理;將手術(shù)成功的大鼠隨機分為模型組、雌二醇(陽性藥對照)組和LYCB低、中、高劑量組,每組12只。假手術(shù)組12只,只做手術(shù)切口,不去除卵巢。ig給藥60天,LYCB低、中、高劑量組按01、02、04 g/kg體重劑量給藥,陽性藥組按007 g/kg體重劑量雌二醇給藥,假手術(shù)組和模型組給予陽性組等體積的生理鹽水,每3天稱一次體重。
122 指標(biāo)測定 LYCB治療60 d后,麻醉動物后頸動脈取血,分離血清,用自動生化分析儀測定血清中鈣、磷的含量,堿性磷酸酶(ALP)活性。摘取子宮稱重,計算子宮系數(shù)。
取左側(cè)股骨稱量質(zhì)量,計算骨質(zhì)量系數(shù);將左側(cè)股骨采用Archimedes原理,用玻璃容器法將骨浸入PV-200足趾容積測量儀中,測得骨標(biāo)本的體積V,然后在室溫下,真空干燥至恒重,稱量干重,計算骨密度。將左側(cè)測定骨密度后的股骨置烘箱中烤至恒定質(zhì)量(90 ℃,24 h),測定其質(zhì)量;在干燥至恒重的馬福爐中灰化(800 ℃,6 h),測定灰質(zhì)量。取右股骨用YLS-16A小動物骨骼強度儀測定各組骨標(biāo)本的抗折力。
取右側(cè)橈骨,常規(guī)固定,脫鈣,切片,HE染色,應(yīng)用多功能真彩色病理圖像分析儀于100倍下,在干骺端生長板下1~4 mm近皮質(zhì)處取視野,為測量范圍,進行骨組織形態(tài)計量學(xué)測定,計算骨小梁個數(shù)、平均骨皮質(zhì)厚度,在高倍鏡視野下觀察多核破骨細(xì)胞數(shù)及成骨細(xì)胞數(shù)。
235 數(shù)據(jù)統(tǒng)計 所有數(shù)據(jù)采用Excel-2003軟件處理,正態(tài)分布的進行t檢驗和相關(guān)性分析,所有數(shù)值均以( ±s )表示。P<005認(rèn)為有統(tǒng)計學(xué)意義。偏態(tài)分布資料采用秩和檢驗。
2 結(jié)果
21 子宮指數(shù),Ca、P含量及ALP活性變化:結(jié)果表明與假手術(shù)組比較,模型組子宮指數(shù)明顯降低,P 和ALP濃度明顯升高,說明模型組動物堿性磷酸酶分泌增加;陽性組和LYCB低、中、高劑量組與模型組比較,子宮指數(shù)和Ca升高,p和堿性磷酸酶含量降低,但無顯著差異。結(jié)果見表1
22 骨質(zhì)量、骨密度、抗折力及骨灰分變化:模型組結(jié)果表明與假手術(shù)組比較,骨濕重指數(shù)、骨密度抗折力指數(shù)、骨灰分指數(shù)明顯降低,而陽性組和LYCB各劑量組均有不同程度的增高,有的組與模型組比較升高差異顯著,結(jié)果見表2。
23 大鼠骨組織形態(tài)計量學(xué)和骨細(xì)胞變化:模型組結(jié)果表明與假手術(shù)組比較,骨小梁數(shù)、骨皮質(zhì)厚度成骨細(xì)胞數(shù)明顯降低,破骨細(xì)胞數(shù)明顯增加;而陽性組和LYCB各劑量組,骨小梁數(shù)、骨皮質(zhì)厚度成骨細(xì)胞數(shù)均有不同程度升高,破骨細(xì)胞數(shù)明顯減少。
24 結(jié)論:LYCB各劑量組能不同程度升高子宮指數(shù)、Ca、骨濕重指數(shù)、骨密度抗折力指數(shù)、骨灰分指數(shù)、骨小梁數(shù)、骨皮質(zhì)厚度和成骨細(xì)胞數(shù),P和堿性磷酸酶含量降低,破骨細(xì)胞數(shù)明顯減少,說明LYCB能明顯降低切除卵巢大鼠的骨丟失,增加骨生成的作用,具有正品骨碎補的抗骨質(zhì)疏松作用。
3 討論
31 摘除卵巢致大鼠骨質(zhì)疏松模型的建立 骨質(zhì)疏松癥是以骨量降低和骨組織顯微結(jié)構(gòu)破壞為特征,導(dǎo)致骨脆性增加和易于骨折的代謝性骨病[3]。其機制是骨吸收與骨形成作用的失衡,導(dǎo)致骨骼的生理結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,骨的質(zhì)量降低而容易發(fā)生骨折[4]。骨質(zhì)疏松癥在絕經(jīng)后婦女發(fā)病率最高,雌激素缺乏是PMOP的首要病因。雌性大鼠的卵巢被切除以后,松質(zhì)骨的骨量減少,骨代謝活躍,骨強度下降,伴隨骨轉(zhuǎn)換增強出現(xiàn)松質(zhì)骨明顯骨丟失,然后部分部位骨丟失速度減慢。這些松質(zhì)骨骨丟失是伴隨骨轉(zhuǎn)換增強而進行的,這種特性較好地模仿了人正常絕經(jīng)時高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松發(fā)生時的骨丟失狀態(tài)。同時,手術(shù)后雌性大鼠在骨質(zhì)疏松性骨折和骨量減少部位上,也表現(xiàn)出與人類很大的相似性。切除卵巢的大鼠經(jīng)給予合適的雌激素進行替代試驗時并不增加骨轉(zhuǎn)換和骨喪失。這與絕經(jīng)后婦女對雌激素替代法的反應(yīng)相一致[5]。手術(shù)摘除大鼠的雙側(cè)卵巢(OVX)形成骨質(zhì)疏松模型,已被公認(rèn)和采納,經(jīng)7~12周就可造成模型。本實驗采用摘除卵巢大鼠為模型,能較好的模擬絕經(jīng)后婦女骨質(zhì)疏松癥狀。
本實驗采用6月齡雌性大鼠切除卵巢法建立骨質(zhì)疏松模型[6~7],從60 d后模型組與假手術(shù)組的子宮指數(shù)降低,骨密度與骨礦物質(zhì)含量有顯著性差異,抗折力指數(shù)降低,骨灰分指數(shù)降低,同時血清中Ca濃度明顯降低,ALP顯著升高,股骨骨小梁數(shù)量減少,皮質(zhì)變薄,成骨細(xì)胞數(shù)減少,破骨細(xì)胞數(shù)增多證明骨質(zhì)疏松造模成功。
32 LYCB對模型大鼠血清ALP、Ca、P含量的影響 血清ALP是常用的評價骨形成和骨轉(zhuǎn)換的指標(biāo)。血清中ALP有50%來自于破骨細(xì)胞分泌,而另一半絕大部分來源于肝臟。血清ALP活性可反映破骨細(xì)胞活躍情況。本實驗結(jié)果顯示:LYCB組與模型組比較,血清中ALP有降低趨勢,表明LYCB具有抑制骨吸收,降低骨吸收,提高骨質(zhì)量的作用。
鈣和磷是人體不可缺少的物質(zhì),他們以無機鹽的形式存在于骨組織中。鈣攝入不足是導(dǎo)致骨質(zhì)疏松的一個重要因素,特別是女性對鈣的攝入量一般要低于男性,而隨年齡增長腸道的鈣吸收能力又明顯減低[8]。本實驗結(jié)果顯示:與模型組比較,LYCB高劑量組血清Ca含量顯著升高,而P含量有升高趨勢,表明LYCB能抑制血漿中Ca、P含量的丟失。
33 LYCB對模型大鼠骨密度和骨組織形態(tài)學(xué)的影響 骨組織強度與骨量有關(guān),還與骨組織結(jié)構(gòu)關(guān)系密切[9]。骨量減少是骨質(zhì)疏松癥的主要病理變化之一,亦是引起骨質(zhì)疏松骨折的一個主要原因,在臨床及研究中常用骨密度(BMD)表示骨量。本實驗結(jié)果顯示:LYCB組與模型組比較,大鼠骨密度有顯著提高,骨灰分指數(shù)增高。大鼠骨小梁數(shù)目增多,骨皮質(zhì)厚度增加,表明LYCB能有效抑制摘除卵巢導(dǎo)致的骨礦物質(zhì)丟失和骨組織顯微結(jié)構(gòu)的改變,抑制骨密度和骨質(zhì)量的降低,增加機體骨的機械強度。
34 LYCB對模型大鼠骨力學(xué)的影響 骨質(zhì)疏松后,骨的結(jié)構(gòu)和材料力學(xué)性能參數(shù)均有不同程度的下降,骨抵抗外力的能力降低[10]。而一種藥物對骨質(zhì)疏松的治療效果也可通過用藥前后骨的力學(xué)性能變化情況,最直觀的表現(xiàn)出來,即力學(xué)性能參數(shù)是反映和評價骨質(zhì)量的最直接的指標(biāo)。本實驗結(jié)果顯示:空白組與模型組比較,模型組骨生物力學(xué)參數(shù)顯著降低,這與臨床骨質(zhì)疏松容易導(dǎo)致骨折的情況吻合,而LYCB組骨生物力學(xué)參數(shù)顯著提高,表明LYCB能防止骨韌性、降低骨脆性增加,從而減少大鼠骨折的發(fā)生率,增強抵抗外力沖擊能力。
35 LYCB對模型大鼠骨細(xì)胞的影響 成骨細(xì)胞是參與骨代謝的重要細(xì)胞,它與破骨細(xì)胞共同維持著骨代謝重建的平衡。在骨代謝的過程中,破骨細(xì)胞在骨吸收過程中起著主要的作用,舊骨被吸收的速度和持續(xù)時間取決于破骨細(xì)胞的骨吸收活性和破骨細(xì)胞的數(shù)量。如果破骨細(xì)胞的骨吸收活性降低,則骨吸收的范圍減少;反之,則吸收的范圍增大。骨質(zhì)疏松發(fā)生的機理是骨吸收大于骨形成,在骨的重建過程中無法完全修復(fù)被吸收的骨質(zhì),使其骨量不斷減少,骨質(zhì)下降。因此,治療骨質(zhì)疏松的關(guān)鍵是促進成骨細(xì)胞的成骨過程,緩解破骨細(xì)胞的破骨過程[11]。本實驗結(jié)果顯示:LYCB組與模型組比較,模型組成骨細(xì)胞數(shù)顯著減少,破骨細(xì)胞數(shù)顯著增多,而LYCB組成骨細(xì)胞數(shù)顯著增多,破骨細(xì)胞數(shù)顯著減少,表明LYCB能促進成骨細(xì)胞的增多,抑制破骨細(xì)胞的增加,從而促進骨形成,抑制骨吸收。
綜上所述,LYCB能有效抑制摘除卵巢所致骨質(zhì)疏松模型大鼠的骨質(zhì)丟失,抑制骨吸收,促進骨形成,改善骨代謝的負(fù)平衡狀態(tài),與正品骨碎補一樣對摘除卵巢導(dǎo)致的骨質(zhì)疏松癥具有良好的防治作用,但對于減少骨質(zhì)丟失的作用機理還不明確,有待進一步研究。
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