余根秀 劉建宇

(重慶市萬州區(qū)第五人民醫(yī)院，重慶 404000)

絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的治療難度較大，目前應(yīng)用藥物治療較為常見，但由于價格較昂貴，治療周期長而副作用多，使用有一定限制〔1〕。探索相對經(jīng)濟(jì)、方便、安全的治療方式是醫(yī)學(xué)界的一大課題，選用非藥物手段預(yù)防或延緩骨質(zhì)丟失越來越受到重視。本實驗通過運動干預(yù)的方法，觀察中等強(qiáng)度上坡運動對去勢大鼠骨質(zhì)疏松椎體生物力學(xué)性能的影響，驗證運動防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的療效，并進(jìn)一步探討其機(jī)制。

1 材料與方法

1.1實驗動物、藥物和儀器 48只SD大鼠，3月齡，全為雌性，體重(240±20)g，四川大學(xué)實驗動物中心提供。己烯雌酚片，上海信誼藥業(yè)有限公司生產(chǎn)。六跑道小動物電動跑臺，天津運動醫(yī)學(xué)研究所研制。

1.2造模方法和動物分組 全部大鼠按體重隨機(jī)分為Ⅰ、Ⅱ兩組，Ⅰ組12只為假手術(shù)組，Ⅱ組36只為造模組。各組大鼠以1%的硫賁妥鈉溶液按2.4 ml/kg腹腔注射麻醉。造模組大鼠切除雙側(cè)卵巢，假手術(shù)組大鼠僅切除卵巢附近一小部分脂肪。術(shù)后予0.5%強(qiáng)力碘傷口處理，肌肉注射青霉素鈉25萬U/d，共用3 d，以防感染。術(shù)后7 d，將造模組36只大鼠按體重隨機(jī)分為模型組、雌激素組和運動組，每組12只。所有大鼠自由進(jìn)食、飲水。

1.3干預(yù)措施 雌激素組大鼠每日1次灌胃己烯雌酚溶液，濃度2.25 μg/ml，22.5 μg·kg-1·d-1，其余各組按體重灌服生理鹽水。運動組運動方式參照Bedford等〔2〕負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)后第7日起在六跑道小動物跑臺上開始運動，中等強(qiáng)度負(fù)荷，即起始跑速12 m/min，持續(xù)時間20 min，隔日增加強(qiáng)度3 m/min，持續(xù)時間增加10 min，第2周起跑速達(dá)20 m/min，持續(xù)60 min，將跑臺傾斜10，維持此強(qiáng)度，每天運動分早晚2次，5 d/w。休息日各組照常灌藥(水)。

1.4標(biāo)本收集及處理 第12周末股動脈放血方法處死所有大鼠，完整取出各組大鼠L3椎體。剪除椎體棘突、上下椎間盤及附屬組織，用細(xì)砂紙打磨成三棱柱形，高約6.0 mm。各標(biāo)本制作過程中用生理鹽水澆灌，生理鹽水紗布包裹標(biāo)本置于-20℃冰箱保存，測試前夜取出解凍。

1.5指標(biāo)測試 椎體壓縮試驗，將椎體置于萬能材料試驗機(jī)(美國Instron Co. 生產(chǎn))上，加載速度1 mm/min，記錄載荷-變形曲線與應(yīng)力-應(yīng)變曲線；椎體結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)由載荷-變形曲線獲得，材料力學(xué)參數(shù)由應(yīng)力-應(yīng)變曲線獲得。

1.6統(tǒng)計學(xué)方法 應(yīng)用SPSS12.0統(tǒng)計學(xué)軟件行單因素方差分析。

2 結(jié) 果

2.1實驗后各組椎體結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù) 與模型組比較，雌激素組、運動組及假手術(shù)組的結(jié)構(gòu)剛度和能量吸收極其顯著性增高(P<0.01)，最大載荷和破斷載荷顯著增高(P<0.05)；與假手術(shù)組比較，運動組及雌激素組上述指標(biāo)均無顯著性差異 (P>0.05)，但雌激素組數(shù)值上更接近假手術(shù)組；與雌激素組比較，運動組能量吸收數(shù)值下降，但差別不顯著(P>0.05)。見表1。

表1 實驗后各組大鼠椎體結(jié)構(gòu)力學(xué)參數(shù)比較

2.2實驗后各組椎體材料力學(xué)參數(shù) 與模型組比較，運動組、雌激素組及假手術(shù)組椎體材料力學(xué)參數(shù)中彈性模量、極限強(qiáng)度及破斷強(qiáng)度明顯增加，最大應(yīng)變和破斷應(yīng)變明顯減小(P<0.01)；與假手術(shù)組比較，運動組及雌激素組彈性模量、極限強(qiáng)度及破斷強(qiáng)度均降低，最大應(yīng)變和破斷應(yīng)變均增加，但無顯著性差別(P>0.05)；與雌激素組比較，運動組上述其余指標(biāo)差別均不顯著(P>0.05)。見表2。

表2 實驗后各組大鼠椎體材料力學(xué)參數(shù)

3 討 論

診斷骨質(zhì)疏松、評價藥物療效過去多采用骨量、骨密度的變化，但這些只是從“量”的角度進(jìn)行描述，不能準(zhǔn)確反映骨內(nèi)在性能的變化，存在一定偏差。骨質(zhì)量是從“質(zhì)”的角度對骨骼性能進(jìn)行描述，是骨成分、構(gòu)筑狀態(tài)及細(xì)微結(jié)構(gòu)等多方面的綜合概括。骨生物力學(xué)性能是骨質(zhì)量的直接反映〔3,4〕。

雌激素替代療法是臨床上防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的方法之一，雌激素能抑制骨質(zhì)疏松的骨轉(zhuǎn)換率〔5〕，本實驗結(jié)果提示，雌激素能顯著改善去勢大鼠椎體生物力學(xué)性能。楊國敏〔1〕報道雌激素替代治療雖可使去卵巢后大鼠骨生物力學(xué)性能有所改善，但骨脆性較高，而且副作用較多。一般認(rèn)為雌激素能增加乳腺癌、子宮瘤等并發(fā)癥的風(fēng)險〔5〕。本實驗中，亦觀察到雌激素組大鼠體型肥胖、飲食不佳、毛發(fā)光澤度低、易激惹等與絕經(jīng)期及絕經(jīng)后婦女相似的癥狀，說明雌激素的確在治療骨質(zhì)疏松過程中存在副作用。

中等強(qiáng)度運動對骨量、骨密度及骨生物力學(xué)性能的提高都能起到顯著作用〔6～10〕。本實驗結(jié)果說明大鼠去除卵巢后，椎體承受外力的強(qiáng)度降低，導(dǎo)致骨折所需的應(yīng)力減小，臨床上則表現(xiàn)為易于造成骨折；運動防治骨質(zhì)疏松和傳統(tǒng)雌激素治療療效相當(dāng)。Wolff定理認(rèn)為合適方式、運動負(fù)荷及運動強(qiáng)度會誘導(dǎo)骨量增加和骨結(jié)構(gòu)改善；應(yīng)變過大則造成骨組織微損傷和出現(xiàn)疲勞性骨折，應(yīng)變過小或失用則導(dǎo)致骨質(zhì)流失過快〔11〕。多數(shù)人認(rèn)為中等強(qiáng)度的運動強(qiáng)度和負(fù)荷對骨質(zhì)疏松的防治效果較好。而在運動方式的研究方面，目前運動對長骨生物力學(xué)性能改善的相關(guān)報道較多，一般認(rèn)為運動應(yīng)力沿下肢骨向上傳遞，直接對下肢骨產(chǎn)生力學(xué)刺激從而改善其生物力學(xué)性能，而大鼠跑步運動中四肢著地，故椎體骨受到應(yīng)力的影響較股骨小〔12～14〕。本實驗結(jié)果表明，中等強(qiáng)度上坡運動能明顯改善去勢大鼠椎體骨生物力學(xué)性能，這可能與實驗采用的運動干預(yù)跑臺具有一定坡度(較常用的Bedford動物負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)的5加大到10)有較大關(guān)系，此運動形式使大鼠在運動中承受上下方向的應(yīng)力加大，而且大鼠在上坡跑動中，腰部必須作一定程度的彎曲、伸展，這樣進(jìn)一步加大了腰椎的應(yīng)力刺激。這與步斌〔15〕報道的游泳運動改善去勢大鼠腰椎生物力學(xué)性能有一定相似性。魏兆松〔16〕亦報道用跑步運動干預(yù)去勢大鼠，與模型組相比，大鼠腰椎多項生物力學(xué)指標(biāo)明顯改善。骨質(zhì)疏松程度與骨表面積呈正比，松質(zhì)骨(如椎體)骨表面積較密質(zhì)骨(如股骨)大，故臨床上骨質(zhì)疏松的發(fā)生往往開始于脊柱，且椎體的骨質(zhì)疏松程度較股骨重。運用運動方法治療骨質(zhì)疏松得到認(rèn)可，劉開淵〔17〕報道分別應(yīng)用鈣爾奇 D和運動干預(yù)老年女性，治療后兩組患者的 L1～4骨密度均有顯著上升，其中運動療法組骨密度的上升更為明顯，骨痛癥狀明顯緩解，運動療法組的顯效率高于鈣爾奇 D組，其骨折發(fā)生率低于鈣爾奇 D組。臨床上可在實踐中運用四肢攀爬登階梯訓(xùn)練防治下腰部疼痛和椎骨骨質(zhì)疏松。亦有學(xué)者認(rèn)為運動療法和其他療法聯(lián)合運用效果更佳，陳立峰等〔18〕、江大雷等〔19〕報道中藥與運動聯(lián)合應(yīng)用防治去勢大鼠骨質(zhì)疏松方面具有協(xié)同作用。

結(jié)果表明對改善腰椎生物力學(xué)性能有較明顯的效果，但最佳坡度值有待進(jìn)一步研究確定，以便能為實踐中骨質(zhì)疏松癥患者提供更準(zhǔn)確地參考依據(jù)。

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