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        滋腎陰方對(duì)去勢(shì)老齡鼠的預(yù)防和治療作用

        2016-04-06 01:24:02杜楚玲黃英紅張榮華暨南大學(xué)藥學(xué)院廣東廣州510632
        中成藥 2016年3期
        關(guān)鍵詞:骨代謝骨質(zhì)疏松

        杜楚玲, 夏 喜, 黃英紅, 張榮華, 楊 麗, 蔡 宇(暨南大學(xué)藥學(xué)院,廣東廣州510632)

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        滋腎陰方對(duì)去勢(shì)老齡鼠的預(yù)防和治療作用

        杜楚玲, 夏 喜, 黃英紅, 張榮華, 楊 麗, 蔡 宇*
        (暨南大學(xué)藥學(xué)院,廣東廣州510632)

        摘要:目的 探索滋腎陰方對(duì)骨質(zhì)疏松癥的預(yù)防和治療作用。方法 將100只老齡鼠按體質(zhì)量隨機(jī)均分為空白組、模型組、陽(yáng)性組(預(yù)防組和治療組)、給藥組(預(yù)防低、中、高劑量組和治療低、中、高劑量組),選擇去勢(shì)雌性大鼠動(dòng)物模型作為大鼠形成骨質(zhì)疏松的模型,預(yù)防組術(shù)后第7天給藥120 d,治療組術(shù)后第90天給藥30 d,給藥結(jié)束后測(cè)定血清生化指標(biāo)。取股骨制作病理切片,觀察骨形態(tài)學(xué)變化和進(jìn)行骨計(jì)量學(xué)分析。結(jié)果 與模型組對(duì)比,給藥組血清鈣(Ca)、抗酒石酸酸性磷酸酶(TIACP)、骨堿性磷酸酶(BALP)、骨保護(hù)素(OPG)含有量顯著升高,血清磷(P)、骨鈣素(OCN)含有量顯著降低,股骨切片骨小梁平均寬度(Tb.Th)和骨小梁面積百分比(Tb.Ar)數(shù)值顯著升高,骨小梁分離度(Tb.Sp)數(shù)值顯著降低,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,P<0.01);給藥組骨小梁變粗、變密,骨髓腔較小。結(jié)論 滋腎陰方可以改變?nèi)?shì)老齡鼠的骨代謝、骨形態(tài)從而達(dá)到預(yù)防和治療的作用。

        關(guān)鍵詞:滋腎陰方;骨質(zhì)疏松;骨代謝;骨形態(tài)

        絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥是一種與年老女性密切相關(guān)的疾病,在女性絕經(jīng)后卵巢功能衰退,雌激素水平下降,體內(nèi)不同生化指標(biāo)發(fā)生改變,骨轉(zhuǎn)換加速,骨吸收大于骨形成,骨重建失衡引起骨量減少所導(dǎo)致,表現(xiàn)為骨顯微結(jié)構(gòu)異常,骨脆性增加且易發(fā)生骨折。從中醫(yī)理論,絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥屬“骨瘓”范疇,據(jù)《黃帝內(nèi)經(jīng)》記載,女子七七,“任脈虛,太沖脈衰少,天癸竭,地道不通”,進(jìn)而“腎臟衰,形體皆極”。腎為先天之本,主骨生髓,腎精虧虛則骨髓生化泛源,骨骼失養(yǎng),骨礦含有量下降,骨密度降低,而發(fā)生骨質(zhì)疏松癥[1]。中醫(yī)藥臨床健骨多從滋陰補(bǔ)腎治療,本實(shí)驗(yàn)通過采用卵巢去勢(shì)手術(shù)誘導(dǎo)大鼠骨質(zhì)疏松模型,探究由熟地、杜仲、黨參、山茱萸、制首烏、枸杞、山藥等中藥制備而成的滋腎陰劑對(duì)骨質(zhì)疏松預(yù)防和治療作用及可能的機(jī)制。

        1 材料

        1.1 藥材及試劑 滋腎陰方由熟地(15 g)、黨參(15 g)、山茱萸(15 g)、杜仲(15 g)、山藥(12 g)、制首烏(12 g)、枸杞(12 g)等藥材組成,提取工藝為浸泡1 h,提取2次,時(shí)間為2.5、2 h,料液比為1∶10、1∶8,所得提取液煎煮濃縮水提濃縮制成滋腎陰煎劑,生藥量3 g/mL,經(jīng)廣東省中醫(yī)院黃志海主任藥師鑒定為正品;配置方法為用蒸餾水把滋腎陰煎劑配制為高、中、低劑量,質(zhì)量濃度分別為1、0.5、0.25 g/mL,全部藥材均購(gòu)自廣州市二天堂大藥房;益腎補(bǔ)骨液(修正藥業(yè)集團(tuán)通化市制藥有限公司,批號(hào)130801);血清鈣(Ca)測(cè)定試劑盒、血清磷(P)測(cè)定試劑盒(南京建成生物工程研究所,批號(hào)20141127);大鼠抗酒石酸酸性磷酸酶(TIACP)、骨堿性磷酸酶(BALP)、骨鈣素(OCN)、骨保護(hù)素(OPG)酶聯(lián)免疫檢測(cè)試劑盒(上海拜力生物科技有限公司,批號(hào)201312)。

        1.2 動(dòng)物 24周齡SD雌性大鼠100只(SPF級(jí)),體質(zhì)量(405±32)g,由中山大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供,動(dòng)物許可證號(hào)SYXK(粵)2011-0029。

        1.3 儀器 SIGMA 1-15K冷凍離心機(jī)(德國(guó)Sigma實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)股份有限公司);恒溫CO2培養(yǎng)箱(美國(guó)賽默飛公司);Synergy H4全功能酶標(biāo)儀(美國(guó)伯騰儀器有限公司);紫外分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司);OLYMPUS CKX41倒置相差顯微鏡(日本奧林巴斯株式會(huì)社);OPTPro 3000圖像分析系統(tǒng)(重慶奧特光學(xué)儀器有限責(zé)任公司)。

        2 方法

        2.1 建立模型 選擇24周齡雌性大鼠,用20 g/L戊巴比妥鈉腹腔注射進(jìn)行麻醉,腹部剔除毛發(fā),碘伏消毒,正中切開腹部皮膚,鈍性分離腹肌、腹膜后進(jìn)腹,卵巢于腎臟下方,呈粉紅色、桑椹狀,分別用絲線結(jié)扎將之摘除徹底,縫合切口[2]。術(shù)后注射十萬U青霉素,術(shù)后1周拆線。

        2.2 分組與給藥 將100只SD大鼠按體質(zhì)量隨機(jī)分為10組,即空白組、模型組、陽(yáng)性組(預(yù)防組和治療組)、給藥組(預(yù)防低、中、高劑量組和治療低、中、高劑量組)[3]。其中給藥預(yù)防組術(shù)后第7天灌胃給藥120 d,治療組術(shù)后第90天灌胃給藥30 d??瞻捉M和模型組分別給予1.0 mL/kg體質(zhì)量蒸餾水,陽(yáng)性組給予益腎補(bǔ)骨液4.05 m L/kg,給藥組給予滋腎陰煎劑,低、中、高劑量分別為1.0、2.0、4.0 g/kg,每日灌胃給藥1次。

        2.3 樣本收集與處理 實(shí)驗(yàn)大鼠于給藥期結(jié)束后,20 g/L戊巴比妥鈉麻醉,按0.1 mL/100 g體質(zhì)量進(jìn)行腹腔注射麻醉,腹主動(dòng)脈取血約5 mL,于低溫離心機(jī)中3 000 r/min迅速離心5 min,取上層血清-20℃保存?zhèn)溆?;剝離肌肉,取出股骨,去除軟組織后固定于福爾馬林中,備用。

        2.4 血清生化指標(biāo)檢測(cè) 依照購(gòu)買試劑盒的實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn),血清Ca含有量采用微板法測(cè)定,血清P含有量采用磷鉬酸法測(cè)定,血清TIACP、BALP、OCN及OPG采用ELISA法進(jìn)行檢測(cè),用酶標(biāo)儀和紫外讀取吸光度(D)值,記錄數(shù)值,根據(jù)試劑盒說明進(jìn)行計(jì)算。

        2.5 骨組織形態(tài)學(xué)及計(jì)量學(xué)觀察 股骨固定于福爾馬林中24 h后拿出,15%乙二胺四乙酸(EDTA)脫鈣處理,石蠟切片,HE染色,制作股骨頭切片,光學(xué)顯微鏡下觀察股骨組織形態(tài)變化,觀察骨小梁結(jié)構(gòu);每張切片隨機(jī)選取3個(gè)視野(×40),取平均值,采用OPTPro 3000圖像分析系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行骨組織計(jì)量學(xué)評(píng)價(jià):骨小梁平均寬度(Tb.Th)、骨小梁面積百分比(Tb.Ar)及骨小梁分離度(Tb.Sp)[4]。

        2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0及EXCEL 2007軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以(±s)表示,采用單因素方差分析對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,P<0.05代表有顯著性差異,P<0.01代表有極顯著性差異。

        3 結(jié)果

        3.1 血清Ca、P水平變化 與模型組對(duì)比,滋腎陰方各劑量組Ca含有量升高,且預(yù)防低和治療低劑量組有顯著性差異(P<0.05),預(yù)防中、高和治療中、高劑量組有極顯著性差異(P<0.01);滋腎陰方各劑量組P含有量降低,且治療低、高有顯著性差異(P<0.05),預(yù)防高和治療中劑量組有極顯著性差異(P<0.01);與模型組含有量有顯著性差異基礎(chǔ)上,與陽(yáng)性組對(duì)比,預(yù)防和治療組Ca含有量無顯著性差異,預(yù)防高劑量組P和治療各劑量組P含有量無顯著性差異(P>0.05),結(jié)果見表1。

        表1 各組大鼠血清Ca、P水平比較(±s,n=10)

        表1 各組大鼠血清Ca、P水平比較(±s,n=10)

        注:與空白組比較,※※P<0.01;與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01

        組別  劑量/ (g·kg-1)Ca/ (mmo1·L-1)P/ (mmo1·L-1)空白組-  1.25±0.18  0.86±0.21模型組 -  1.01±0.34※※1.45±0.68※※預(yù)防陽(yáng)性組 4.5 mL/kg 1.22±0.14**0.92±0.15**預(yù)防低劑量組 1.0  1.16±0.07* 1.29±0.79預(yù)防中劑量組 2.0  1.20±0.04** 1.26±0.30預(yù)防高劑量組 4.0  1.29±0.12** 0.92±0.15**治療陽(yáng)性組 4.5 mL/kg 1.22±0.16**0.98±0.24**治療低劑量組 1.0  1.16±0.05* 1.01±0.34*治療中劑量組 2.0  1.26±0.14** 0.90±0.09**治療高劑量組 4.0  1.29±0.11** 1.02±0.17*

        3.2 血清TIACP、BALP、OCN、OPG水平變化 與模型組對(duì)比,滋腎陰方各劑量組TIACP均升高,且預(yù)防低、中劑量組有顯著性差異(P<0.05),預(yù)防高和治療中、高劑量組有極顯著性差異(P<0.01);滋腎陰方各劑量組BALP均升高,且預(yù)防高、治療中劑量組有極顯著性差異(P<0.01);滋腎陰方各劑量組OCN均降低,且預(yù)防低、高、治療高劑量組有顯著性差異(P<0.05),預(yù)防中、治療低劑量組有極顯著差異(P<0.01);預(yù)防各劑量和治療中、高劑量組OPG均升高,且預(yù)防中、高劑量組有顯著性差異(P<0.05),治療高劑量組有極顯著性差異(P<0.01)。

        與模型組含有量有顯著性差異基礎(chǔ)上,與陽(yáng)性組對(duì)比,預(yù)防低、中劑量組TIACP無顯著性差異;預(yù)防高和治療中劑量組BALP無顯著性差異。預(yù)防各劑量組、治療低、高劑量組OCN無顯著性差異;預(yù)防高劑量組OPG無顯著性差異(P>0.05),具體見表2。

        3.3 骨組織計(jì)量學(xué)變化 與模型組對(duì)比,滋腎陰方各劑量組Tb.Th均升高,且預(yù)防低和治療高劑量組有極顯著差異(P<0.01),治療中劑量組有顯著性差異(P<0.05);滋腎陰方各劑量組Tb.Ar均升高,且預(yù)防低、中和治療低、中劑量組有極顯著性差異(P<0.01),預(yù)防高、治療高組有顯著性差異(P<0.05);滋腎陰方各劑量Tb.Sp均降低,且預(yù)防各劑量組和治療中劑量有極顯著性差異(P<0.01),治療低、高劑量組有顯著性差異(P<0.05)。

        表2 各組大鼠血清TRACP、BALP、0 CN、0 PG水平比較(±s,n=10)

        表2 各組大鼠血清TRACP、BALP、0 CN、0 PG水平比較(±s,n=10)

        注:與空白組比較,※P<0.05,※※P<0.01;與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01;與陽(yáng)性組比較,#P<0.05,##P<0.01

        組別  劑量/(g·kg-1) TIACP/(U·L-1) BALP/(ng·mL-1) OCN/(ng·m L-1) OPG/(ng·mL-1)空白組2.53±0.46 25.10±5.78 9.27±0.35 1.17±0.17模型組 - 3.12±0.30※ 19.99±5.02※※ 9.85±0.87 1.53±0.25※※預(yù)防陽(yáng)性組 4.5 mL/kg 3.58±0.70* 23.65±1.99 8.56±1.97 1.86±0.07**預(yù)防低劑量組 1.0 3.84±0.42* 23.03±3.83 8.13±2.35* 1.73±0.23預(yù)防中劑量組 2.0 3.77±0.65* 23.27±0.50 7.60±1.35** 1.73±0.21*#預(yù)防高劑量組 4.0 4.31±0.74**# 25.79±3.75** 8.26±2.35* 1.76±0.16*治療陽(yáng)性組 4.5 m L/kg 3.48±0.55 24.49±3.52* 8.15±1.27* 1.72±0.18治療低劑量組 1.0 3.48±0.75 20.17±2.78 7.14±1.77** 1.40±0.37治療中劑量組 2.0 3.91±0.33**# 27.80±7.33** 8.81±1.66 1.60±0.16治療高劑量組 4.0 4.48±1.13**## 23.54±5.03 7.22±1.34* 1.93±0.34**#-

        表3 各組大鼠骨組織計(jì)量學(xué)比較(±s,n=10)

        表3 各組大鼠骨組織計(jì)量學(xué)比較(±s,n=10)

        注:與空白組比較,※P<0.05;與模型組比較,*P<0.05,**P<0.01;與陽(yáng)性組比較,#P<0.05,##P<0.01

        組別  劑量/(g·kg-1) Tb.Th/μm Tb.Ar/% Tb.Sp/μm空白組88.80±2.72 53.92±2.52 272.57±39.95模型組 - 83.45±3.08※ 48.83±8.23※ 322.04±58.11※預(yù)防陽(yáng)性組 4.5 mL/kg 93.61±4.78** 54.54±6.36* 215.83±134.7*預(yù)防低劑量組 1.0 94.65±8.63** 58.49±5.62** 235.20±38.98**預(yù)防中劑量組 2.0 84.05±4.10 56.51±4.52** 236.73±55.48**預(yù)防高劑量組 4.0 84.89±6.76 55.66±7.16* 255.02±56.31**治療陽(yáng)性組 4.5 mL/kg 94.39±6.70** 54.99±1.04* 197.33±38.50**治療低劑量組 1.0 85.70±13.36 60.75±5.75** 256.48±84.97*##治療中劑量組 2.0 101.19±22.18* 55.09±6.78** 224.44±59.37**#治療高劑量組 4.0 91.62±4.43** 57.20±9.38* 237.29±88.05*#-

        與模型組含有量有顯著性差異基礎(chǔ)上,與陽(yáng)性組對(duì)比,預(yù)防低和治療中、高劑量組Tb.Th無顯著性差異,預(yù)防和治療組Tb.Ar無顯著性差異,預(yù)防組Tb.Sp無顯著性差異(P均>0.05),具體見表3。

        3.4 骨組織形態(tài)學(xué)觀察 在100倍光鏡下拍照觀察大鼠股骨切片組織形態(tài)學(xué)變化,見圖1??瞻捉M骨質(zhì)較厚且骨基質(zhì)沉積均勻,骨小梁排列緊密,表面可見破骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞及骨細(xì)胞。模型組明顯骨小梁變薄、變細(xì)、穿孔甚至斷裂坍塌,骨基質(zhì)沉積明顯減小,髓腔明顯變大,破骨細(xì)胞、成骨細(xì)胞及骨細(xì)胞減少。陽(yáng)性組、預(yù)防組和治療組骨小梁排列都較緊密,明顯增厚,骨小梁變粗、變密,骨基質(zhì)沉積比較均勻,成骨細(xì)胞活躍,骨細(xì)胞密度增大,骨髓腔較小。

        4 討論

        破骨細(xì)胞作用時(shí),Ca和P從骨質(zhì)中釋放出來稱為骨吸收,Ca和P沉著于類骨組織中形成新骨稱為骨形成,舊骨吸收和新骨形成構(gòu)成骨重建[5]。在正常情況下,血Ca和骨Ca處于一個(gè)平衡的狀態(tài),當(dāng)骨吸收大于骨形成時(shí),血Ca含有量降低,骨Ca就會(huì)釋放以維持血Ca含有量,骨Ca減少,出現(xiàn)骨質(zhì)疏松癥[6]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,對(duì)比模型組,給藥組血清Ca含有量較高,這有助于維持血液中血Ca含有量的穩(wěn)定,降低骨Ca向血液中轉(zhuǎn)移,降低骨吸收;給藥組血清P含有量降低,這是因?yàn)镃a吸收主要依賴于Ca、P之間的比例,如果P含有量過高會(huì)與Ca2+形成不溶性磷酸鈣,阻礙Ca2+吸收,加劇骨質(zhì)疏松,在維持基本代謝的基礎(chǔ)上低P更利于Ca的吸收。這提示我們?cè)谥委熀椭委煿琴|(zhì)疏松時(shí),必須增加鈣的攝入,控制磷的攝入。

        破骨細(xì)胞是骨吸收的主要功能細(xì)胞,TIACP由破骨細(xì)胞合成并直接分泌入血,是破骨細(xì)胞的主要標(biāo)志[7]。成骨細(xì)胞是骨形成過程中重要的功能細(xì)胞,BALP由成骨細(xì)胞合成分泌,是成骨細(xì)胞的標(biāo)志,為反映骨形成的主要生化指標(biāo)[8-9]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,大鼠去卵巢后,TIACP升高,BALP明顯降低,表明破骨細(xì)胞活性升高,骨吸收增強(qiáng),成骨細(xì)胞活性下降,骨形成下降,骨吸收大于骨形成,造成骨質(zhì)疏松,骨質(zhì)疏松模型成功。給藥后TIACP出現(xiàn)不同程度升高,BALP也出現(xiàn)不同程度升高,所以猜測(cè)給藥后,由成骨細(xì)胞主導(dǎo)的骨形成和破骨細(xì)胞主導(dǎo)的骨吸收在加快重建,成骨細(xì)胞活性增加,骨形成加強(qiáng),骨質(zhì)代謝加強(qiáng)。OCN由成骨細(xì)胞合成并分泌,OCN可以反映成骨細(xì)胞活性和骨轉(zhuǎn)換水平,絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥屬于高轉(zhuǎn)換型,OCN明顯升高[10]。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,大鼠去卵巢后,OCN有所升高,骨轉(zhuǎn)換率升高,容易造成骨質(zhì)疏松;給藥后,不同劑量組OCN都明顯地降低,骨轉(zhuǎn)換率下降。OPG是一種新發(fā)現(xiàn)腫瘤壞死因子受體超家族成員,不僅可以抑制破骨細(xì)胞生成,還可以抑制破骨細(xì)胞主導(dǎo)的骨吸收。重組的OPG可以逆轉(zhuǎn)嚴(yán)重骨質(zhì)疏松[11-12],表明大鼠去卵巢后OPG升高,其機(jī)制可能是由于雌激素突然降低,使得骨重建加強(qiáng),骨吸收和骨形成增加,OPG過性升高來應(yīng)激調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞的募集和形成,給藥后不同組別OPG升高,推測(cè)是由于藥物的作用,刺激OPG升高,以抑制破骨細(xì)胞生成,抑制抗酒石酸酸性磷酸酶生成,抑制骨吸收,降低骨質(zhì)疏松的水平。

        圖1 大鼠股骨切片組織形態(tài)學(xué)變化(×100)

        骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)是近年來研究骨質(zhì)疏松的一門體視學(xué)技術(shù),可以直觀定量觀察和研究骨組織形態(tài)及結(jié)構(gòu),對(duì)骨組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行定量分析的重要手段[13]。從組織學(xué)上,對(duì)骨微細(xì)結(jié)構(gòu)、骨質(zhì)特征等方面進(jìn)行研究。參考文獻(xiàn)研究表明骨質(zhì)疏松表現(xiàn)為骨小梁數(shù)量減少,骨體積分?jǐn)?shù)百分比降低,間距增加等現(xiàn)象[14]。本實(shí)驗(yàn)切片形態(tài)和計(jì)量數(shù)據(jù)顯示:空白組骨質(zhì)較厚、骨基質(zhì)沉積均勻,模型組明顯骨小梁變薄、變細(xì)、穿孔甚至斷裂坍塌,骨體積分?jǐn)?shù)百分比降低,骨基質(zhì)沉積明顯減小,髓腔明顯變大。陽(yáng)性組、預(yù)防組和治療組骨小梁排列都較緊密,明顯增厚,骨小梁變粗、變密,骨體積分?jǐn)?shù)百分比升高,骨基質(zhì)沉積比較均勻,骨髓腔較小。從形態(tài)學(xué)上,可以清楚地看出給藥骨質(zhì)增多、增厚,表明滋腎陰方能使骨骼健全、粗壯,對(duì)于預(yù)防和治療骨質(zhì)疏松有非常顯著的效果。

        中醫(yī)理論認(rèn)為,骨骼依賴于骨髓的滋養(yǎng),骨髓又為腎精氣化所生,腎精的的盛衰決定骨骼生長(zhǎng)發(fā)育的強(qiáng)弱[15]。本方由熟地、黨參、山茱萸、杜仲、山藥、制首烏、枸杞等藥材組成,具有滋陰補(bǔ)腎的功效,通過對(duì)去勢(shì)老齡鼠骨代謝及骨形態(tài)影響的研究,發(fā)現(xiàn)其預(yù)防骨質(zhì)疏松和治療骨質(zhì)疏松作用顯著,這為進(jìn)一步臨床應(yīng)用提供了基礎(chǔ),但其具體作用機(jī)制尚不完全明確,有待進(jìn)一步研究。

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        *通信作者:蔡 宇(1972—),男,教授,中藥制劑新工藝及新藥開發(fā)研究。Te1:18826237541,E-mai1:caiyu8@sohu.com

        作者簡(jiǎn)介:杜楚玲(1990—),女,碩士,從事中藥制劑研究。Te1:13713322395,E-mai1:382169183@qq.com

        收稿日期:2015-04-24

        doi:10.3969/j.issn.1001-1528.2016.03.043

        中圖分類號(hào):I 285.5

        文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B

        文章編號(hào):1001-1528(2016)03-0676-05

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