蔣健 繆律* 陳簡妮

1. 上海體育學(xué)院，上海 200438 2. 上海財(cái)經(jīng)大學(xué)體育教學(xué)部，上海 200438

1 前言

糖皮質(zhì)激素被廣泛應(yīng)用于慢性炎癥和自身免疫疾病的治療。但是長期使用糖皮質(zhì)激素會(huì)導(dǎo)致骨形成下降并提高骨折發(fā)生的概率[1]。糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)產(chǎn)生的骨質(zhì)疏松癥是骨質(zhì)疏松癥的第二位原因[2]。硬化蛋白作為糖蛋白的分泌蛋白，是成骨細(xì)胞分化和骨形成的負(fù)向調(diào)節(jié)[3]。硬化蛋白是通過結(jié)合Wnt信號(hào)通路受體相關(guān)蛋白LRP5和LRP6，從而可以阻斷Wnt信號(hào)通路，減少骨形成[4]，所以硬化蛋白被看做一種抑制骨形成的生理制劑[5]。除了藥物治療，體育活動(dòng)可以增加骨密度和骨強(qiáng)度，當(dāng)負(fù)重運(yùn)動(dòng)或其它機(jī)械負(fù)荷運(yùn)動(dòng)達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，骨架會(huì)對(duì)其產(chǎn)生適應(yīng)性[6]。國際骨質(zhì)疏松基金會(huì)和歐洲鈣化組織學(xué)會(huì)指南推薦，應(yīng)該鼓勵(lì)人進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)來提高骨骼健康。

硬化蛋白抗體和運(yùn)動(dòng)鍛煉對(duì)骨形成具有促進(jìn)作用，與糖皮質(zhì)激素對(duì)骨量造成的有害影響是互補(bǔ)的。因此本實(shí)驗(yàn)旨在對(duì)糖皮質(zhì)激素性骨質(zhì)疏松癥大鼠模型指標(biāo)進(jìn)行硬化蛋白抗體和跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)的干預(yù)，研究硬化蛋白抗體和跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠代謝的影響。

2 材料與方法

2.1 動(dòng)物分組及處理

雄性Wistar大鼠75只，購于上海斯萊克動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心，飼養(yǎng)期間，大鼠自由攝食、飲水，動(dòng)物房溫度控制在(22.0±1.0)℃，相對(duì)濕度(50%±10%)，明暗周期12∶12。飼養(yǎng)到19周后，按體重分層隨機(jī)分為以下5組：(1)C組：正常對(duì)照組(n=15)；(2)M組：注射甲強(qiáng)龍組(n=15)；(3)M+E組：在M組基礎(chǔ)上實(shí)施運(yùn)動(dòng)干預(yù)組(n=15)；(4)M+S組：M組基礎(chǔ)上注射硬化蛋白組(n=15)；(5)M+E+S組：在M+S組基礎(chǔ)上實(shí)施運(yùn)動(dòng)干預(yù)(n=15)。

實(shí)驗(yàn)干預(yù)9周后，實(shí)驗(yàn)期滿后用氯氨酮(100 mg/kg)腹腔注射麻醉，左心室放血。血液離心分離后儲(chǔ)存在-80℃超低溫冰箱保持待用。股骨和脛骨解剖游離結(jié)締組織及脂肪組織分別儲(chǔ)存在-20℃和-4℃條件下。

2.2 甲基龍和硬化蛋白抗體注射方案

注射甲強(qiáng)龍5 mg/(kg·d)，每周5次；注射硬化蛋白抗體25 mg/(kg·d)，每周2次；正常對(duì)照組沒有運(yùn)動(dòng)干預(yù)，用注射生理鹽水。

2.3 運(yùn)動(dòng)方案

在M+E組和M+E+S組，每天運(yùn)動(dòng)1 h，每周5次，為期9周。在第1周和第9周，大鼠進(jìn)行遞增負(fù)荷實(shí)驗(yàn)測試最大有氧速度(MAS)。實(shí)驗(yàn)時(shí)以7.5 m/min的速度熱身5 min，之后每2 min速度增加1.5 m/min。當(dāng)大鼠不能跟上跑臺(tái)速度或停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，此時(shí)的速度即為MAS。簡單來說，1 h的訓(xùn)練計(jì)劃如下：以MAS的50%進(jìn)行10 min熱身練習(xí)。隨后進(jìn)行5組10 min的跑臺(tái)訓(xùn)練，其中前8 min大鼠以MAS的85%～90%進(jìn)行鍛煉，后2 min大鼠以MAS的50%進(jìn)行鍛煉。

2.4 測試指標(biāo)

2.4.1身體脂肪量、瘦體重和BMD：體重、脂肪量、瘦體重使用美國GE公司產(chǎn)DPX-MD型雙能X線骨密度儀。用Lunar DPX-MD型骨密標(biāo)準(zhǔn)模型和分析軟件度儀及所附小動(dòng)物梯級(jí)在其腰椎體和右側(cè)股骨進(jìn)行掃描，得出大鼠的BMC和BMD。

2.4.2骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)：(1)骨小梁靜態(tài)參數(shù)。對(duì)左股骨遠(yuǎn)端干骺端骨骨小梁微結(jié)構(gòu)進(jìn)行μCT(Skyscan 1072，Skyscan，Belgium)掃描。設(shè)置X射線電壓為85 kV，電流110 μA，對(duì)骨組織進(jìn)行掃描，然后利用三維重建軟件進(jìn)行三維構(gòu)建。將興趣區(qū)截取下來，使用Skyscan μCT分析軟件對(duì)下列參數(shù)進(jìn)行測定：骨體積分?jǐn)?shù)(BV/TV)、骨小梁數(shù)目(Tb.N)、結(jié)構(gòu)模型指數(shù)(SMI)、骨量厚度(Tb.Th)、骨小梁分離度(Tb.Sp)。(2)皮質(zhì)骨參數(shù)。對(duì)皮質(zhì)骨的研究，本實(shí)驗(yàn)通過Micro-CT對(duì)左股骨遠(yuǎn)端干骺端進(jìn)行二維重建。將皮質(zhì)骨和骨小梁分離，使用二位計(jì)算方法，轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制圖片。對(duì)皮質(zhì)骨的研究筆者采用了和骨小梁相同的采集特性。重建后利用掃描分析儀軟件繪制骨皮質(zhì)輪廓。在閾值反轉(zhuǎn)前，采用簡單的全閾值法，并開發(fā)了適用于骨小梁的分析算法，用來表現(xiàn)皮質(zhì)孔隙度網(wǎng)絡(luò)的特性。然后，通過Bouxsein等人[10]的算法來計(jì)算骨皮質(zhì)形態(tài)參數(shù)。總面積、骨髓區(qū)和皮層厚度評(píng)估使用ImageJ軟件完成。(3)骨陷窩參數(shù)。在第9周后第1天取材，腹腔注射0.3%巴比妥鈉10 ml/kg進(jìn)行麻醉，取下大鼠股骨頭，室溫置于10%甲醛溶液中固定24 h，流水沖洗24 h后，移入10%EDTA溶液中脫鈣，至骨組織無氣泡發(fā)生或軟化為宜，隨后轉(zhuǎn)入70%酒精內(nèi)脫水1 h，再以80%酒精脫水3 h，90%，95%酒精3次脫水各1 h，100%酒精3次脫水各1 h，投入苯甲酸脂酯中透明過夜，浸石蠟50 min包埋，切片行HE染色。通過光鏡統(tǒng)計(jì)出視野內(nèi)骨陷窩數(shù)和空缺的骨陷窩數(shù)，求出骨陷窩所占的百分比。

2.4.3股骨的生物力學(xué)性能：通過施加三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)對(duì)左側(cè)股骨進(jìn)行力學(xué)性能的評(píng)估。每個(gè)股骨固定在計(jì)測儀兩個(gè)較低的支架上。調(diào)整兩支點(diǎn)間距離為20 mm，將股骨自由放置在支架上，曲面向下，使股骨中點(diǎn)，兩支點(diǎn)中心及加載點(diǎn)重合，以1 mm/min的速度加載至樣本斷裂，用Instron 3343軟件描述載荷-變形曲線。記錄一下數(shù)據(jù)：最大負(fù)荷(N)、剛度(N/mm)。然后轉(zhuǎn)化為力-位移曲線，得出以下骨生物力學(xué)參數(shù)：從最大負(fù)荷和橫截面積計(jì)算內(nèi)在的模量(彈性模量，MPa)和最大應(yīng)力(N/mm2)[7-8]。

2.4.4骨形成和骨吸收的生化分析：9周實(shí)驗(yàn)后，對(duì)骨轉(zhuǎn)換標(biāo)記進(jìn)行分析。骨鈣素測定分析骨形成，骨Ⅰ型膠原氨基端末端交聯(lián)肽(NTx)測定分析骨吸收。采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測定NTx含量。NTx測定使用Ⅰ型膠原ELISA試劑盒。廣商的批內(nèi)和批間變異系數(shù)分別<8%和<10%。

2.4.5免疫組織化學(xué)染色：對(duì)切片進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色，檢測Caspase 3蛋白的表達(dá)。操作步驟按照試劑說明書進(jìn)行。一抗采用兔單抗ASP 175(美國丹佛細(xì)胞信號(hào)技術(shù)公司，1∶100)，抗采用過辣根過氧化物酶標(biāo)記的山羊抗兔抗體(1∶2 000)。在100倍顯微鏡下觀察并計(jì)數(shù)Caspase 3免疫反應(yīng)陽性細(xì)胞數(shù)。

2.5 數(shù)理統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，先采用雙因素方差分析，針對(duì)其出現(xiàn)差異的影響因素，在進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，P<0.05為有顯著性差異。

3 研究結(jié)果

在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，各組之間的最大有氧速度沒有顯著差異。經(jīng)過9周跑臺(tái)實(shí)驗(yàn)，M+E組的MAS為(31.8±1.9)m/min和M+E+S組的MAS(32.2±1.8)m/min較實(shí)驗(yàn)開始時(shí)跑速和較C組(16.1±1.5)m/min均出現(xiàn)顯著提高(P<0.05)。

3.1 測試指標(biāo)

在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，各組的體重、脂肪量、瘦體重之間不存在顯著性差異(表1)。實(shí)驗(yàn)后，M組的體重要顯著低于C組(P<0.05)；M組實(shí)驗(yàn)后瘦體重顯著低于C組(P<0.05)，而M組與C組的脂肪量接近，M組的脂肪量百分高于C組。通過雙因素方差分析，得出運(yùn)動(dòng)對(duì)糖皮質(zhì)誘導(dǎo)骨質(zhì)疏松大鼠的身體成分起到改善作用(P<0.05)，單純性的Scl-Ab作用未起到明顯作用，而運(yùn)動(dòng)和Scl-Ab交互作用未對(duì)體成分起到顯著作用。M+E組較M組、M+E+S組較M+S組的體重均顯著下降(P<0.05)，雖然運(yùn)動(dòng)沒有影響瘦體重，但是運(yùn)動(dòng)使M+E組、M+E+S組的脂肪量顯著下降(P<0.05)。

表1 不同組大鼠身體體重變化情況Table 1 Changes of body weight in rats of different groups

注：T：實(shí)驗(yàn)后與實(shí)驗(yàn)前比較，P<0.05；b:與M組比較，P<0.05

在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，各組之間的全身或股骨BMC、BMD不存在顯著性差異(表2)。經(jīng)過9周實(shí)驗(yàn)，5組的全身或股骨的BMC、BMD較實(shí)驗(yàn)開始時(shí)均顯著增加(P<0.05)。相比C組，M組的全身BMC、股骨BMC、BMD密度均顯著下降(P<0.05)；相比M組和C組，Scl-Ab組的全身和股骨的BMC、BMD均顯著升高(P<0.05)；相比M組和S組，運(yùn)動(dòng)組的BMC和BMD未出現(xiàn)升高。與M組相比，發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)干預(yù)可以使M+E組的全身BMC出現(xiàn)顯著下降(P<0.05)，可能與M+E組的體重脂肪量顯著下降有關(guān)。

表2 不同組大鼠骨含量、骨密度變化情況Table 2 Changes of BMD and BMC of rats in different groups

注：T：實(shí)驗(yàn)后與實(shí)驗(yàn)前比較，P<0.05；a: 與C組比較，P<0.05；b:與M組比較，P<0.05

3.2 骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)

3.2.1骨小梁靜態(tài)參數(shù)：由表3可知，經(jīng)過9周的甲強(qiáng)龍治療，M組大鼠的遠(yuǎn)端股骨小梁的BT/TV、Tb.N和Tb.Th較C組顯著下降(P<0.05)。通過雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)，單純性的運(yùn)動(dòng)和單純性的Scl-Ab干預(yù)可以顯著改善指標(biāo)。M+E組較M組出現(xiàn)顯著升高(P<0.05)，說明單純性的運(yùn)動(dòng)可以防止骨小梁的丟失；對(duì)M+S組和M組、M+S+E組和M+E組進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，M+S組(M+S+E組)的BV/TV、Tb.N、Tb.Th的水平都顯著高于M組(M+E組)(P<0.01)，說明單純性的Scl-Ab干預(yù)可以降低骨小梁形態(tài)指標(biāo)，且影響程度更大。當(dāng)運(yùn)動(dòng)和Scl-Ab交互作用，能顯著改善骨小梁指標(biāo)水平(P<0.01)，較單純性Scl-Ab干預(yù)組沒有顯著改善骨小梁參數(shù)。

表3 硬化蛋白抗體和跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠股骨遠(yuǎn)端骨小梁結(jié)構(gòu)的影響Table 3 Effect of Scl-Ab and treadmill exercise on the trabecular of the distal femur in rats

注：a: 與C組比較，P<0.05；b: 與M組比較，P<0.05；c: 與M+E組比較，P<0.05

3.2.2皮質(zhì)骨參數(shù)：由表4可知，甲強(qiáng)龍治療或單純性跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)干預(yù)大鼠時(shí)，對(duì)股骨遠(yuǎn)端干骺端、骨皮質(zhì)區(qū)和皮質(zhì)孔隙率沒有顯著影響；當(dāng)單純注射Scl-Ab時(shí)，發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)骨面積增加，皮質(zhì)骨孔隙率降低。

表4 硬化蛋白抗體和跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)甲強(qiáng)龍干預(yù)的成年雄性大鼠股骨的影響Table 4 Effect of Scl-Ab and treadmill exercise on the femur of adult male rats with methylprednisolone intervention

注：a: 與C組比較，P<0.05；b: 與M組比較，P<0.05；c: 與M+E組比較，P<0.05

對(duì)皮質(zhì)骨的研究結(jié)果由表5可知，通過雙因素方差分析發(fā)現(xiàn)，單純性的運(yùn)動(dòng)干預(yù)對(duì)股骨中段皮質(zhì)骨厚度，骨組織面積、皮質(zhì)骨面積、骨髓腔面積沒有顯著影響。單純性的Scl-Ab和交互作用時(shí)，在保持骨組織面積基本不變的情況下，使皮質(zhì)骨厚度明顯增加(P<0.05)，骨髓腔面積明顯下降(P<0.05)。

表5 不同組大鼠皮質(zhì)骨形態(tài)指標(biāo)對(duì)比情況Table 5 Comparison of histomorphometry parameters of rats among different groups

注：b: 與M組比較，P<0.05

3.2.3骨陷窩參數(shù)：由表6可知，M組的骨陷窩率顯著低于其它各組(P<0.05)。但是不同組之間的骨陷窩密度卻無顯著差異，骨陷窩密度也無顯著差異，均值為(33.27±3.16)μm2。

表6 不同組大鼠骨陷窩密度和骨陷窩率Table 6 Bone lacunae density and bone lacuna rate of rats in different groups

注：a: 與C組比較，P<0.05

3.3 股骨的生物力學(xué)性能

由表7可知，與C組相比，只施加甲強(qiáng)龍干預(yù)對(duì)大鼠的生物力參數(shù)不會(huì)產(chǎn)生影響，單純性的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)干預(yù)可以顯著提高總載荷(P<0.05)，但是其它載荷沒有出現(xiàn)顯著變化；單純性的Scl-Ab注射，能提高最大載荷(P<0.05)。相比M+S組，M+E+S組的骨強(qiáng)度未發(fā)生顯著提高，但是M+E+S組的總載荷較M組和C組均顯著提高(P<0.05)。各組的最大應(yīng)力和彈性模量較C組均無顯著性變化。

表7 不同組大鼠股骨中段生物力學(xué)性能評(píng)價(jià)Table 7 Biomechanical properties of the femur in rats in different groups

注：a: 與C組比較，P<0.05；b: 與M組比較，P<0.05；c: 與M+E組比較，P<0.05

3.4 骨形成和骨吸收的生化分析(表8)

表8 硬化蛋白抗體和運(yùn)動(dòng)對(duì)甲強(qiáng)龍干預(yù)的雄性大鼠骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物的影響Table 8 Effect of Scl-Ab and exercise on bone turnover markers of the femur in adult male rats with

注：a: 與C組比較，P<0.05；b: 與M組比較，P<0.05；c: 與M+E組比較，P<0.05

由表8可知，9周后，M組的骨形成標(biāo)志物OC和骨代謝標(biāo)志物NTx水平?jīng)]有顯著變化。運(yùn)動(dòng)干預(yù)組的NTx水平較M組出現(xiàn)下降，但OC沒有變化。Scl-Ab組的OC水平顯著高于M組(P<0.05)，但NTx水平保持不變。M+E+S組的標(biāo)志物水平接近M+S組。

3.5 免疫組織化學(xué)染色

C組、M組、M+E組、M+S組、M+S+E組的大鼠骨細(xì)胞凋亡率分別為(15.4±2.9)%、(32.5±4.8)%、(22.9±3.2)%、(19.3±2.7)%、(23.0±3.4)%，由此可見，M組的細(xì)胞凋亡水平顯著高于較其它組。而經(jīng)過Scl-Ab或運(yùn)動(dòng)干預(yù)后，骨細(xì)胞凋亡水平接近C組水平。研究發(fā)現(xiàn)骨細(xì)胞凋亡百分比和骨陷窩百分比之間呈中度負(fù)相關(guān)(rho=-0.47，P=0.03)。

4 分析與討論

4.1 硬化蛋白和運(yùn)動(dòng)對(duì)體重、骨密度的影響

在本研究中，糖皮質(zhì)激素治療會(huì)使該組樣本體重增長變慢，部分樣本出現(xiàn)骨骼肌萎縮和瘦體重下降的現(xiàn)象。甲強(qiáng)龍治療會(huì)大鼠的體重和瘦體重較對(duì)照組較實(shí)驗(yàn)前出現(xiàn)下降。上述變化在M組和C組的脂肪量接近時(shí)，導(dǎo)致糖皮質(zhì)激素治療情況下體內(nèi)脂肪百分比輕微增加。單純性的運(yùn)動(dòng)干預(yù)沒能進(jìn)一步增加瘦體重，但它能減少脂肪含量，從而降低大鼠的體脂百分比。而單純性的Scl-Ab干預(yù)不會(huì)影響M組大鼠的體重或體成分，這與Scl-Ab在地塞米松治療組的研究結(jié)果類似[9]。

筆者探討硬化蛋白抗體和間歇跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)交互作用，對(duì)糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的成年雄性大鼠的影響。從單純性的Scl-Ab作用、Scl-Al和運(yùn)動(dòng)與Scl-Ab交互作用可以看出，不僅可能防止糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)對(duì)骨的不良影響，而且能提高BMD、骨的微結(jié)構(gòu)和骨強(qiáng)度。通過對(duì)比其他人對(duì)糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)骨質(zhì)疏松大鼠模型的研究數(shù)據(jù)[10-11]，可以看到甲強(qiáng)龍組大鼠體重增速顯著下降，其中是瘦體重增加下降，導(dǎo)致脂肪量百分比上升[12-13]。使用甲強(qiáng)龍會(huì)影響大鼠骨密度和含量，這符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期。分析運(yùn)動(dòng)方式對(duì)骨質(zhì)疏松癥的影響，一般認(rèn)為抗阻運(yùn)動(dòng)[14-16]對(duì)骨質(zhì)疏松癥的作用更要好，而沖擊運(yùn)動(dòng)也有助于提高骨質(zhì)量和骨密度[17]。分析不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度對(duì)骨質(zhì)疏松癥的影響，Kemmler[18]認(rèn)為每周2次以上強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)有助于改善個(gè)體骨密度，Yamazaki認(rèn)為[19]中等強(qiáng)度可以改善女性絕經(jīng)后的骨代謝，曹鵬[20]研究發(fā)現(xiàn)低、中強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)老齡雌性大鼠骨密度增加。

4.2 硬化蛋白和運(yùn)動(dòng)對(duì)骨組織形態(tài)計(jì)量學(xué)指標(biāo)的影響

本研究中，M組大鼠的骨小梁數(shù)目減少，而股骨皮質(zhì)骨的質(zhì)量和強(qiáng)度變化并不明顯。單純性的運(yùn)動(dòng)作用、單純性的Scl-Ab作用使得同類處置大鼠骨小梁數(shù)目、股骨厚度顯著增加，表明硬化蛋白間歇跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)大鼠骨小梁靜態(tài)參數(shù)有促進(jìn)作用。先前已經(jīng)觀察到糖皮質(zhì)激素對(duì)骨小梁的作用要比皮質(zhì)骨大[21]。在對(duì)小鼠[22]和臨床[23]研究過程中，對(duì)于糖皮質(zhì)激素治療后的皮質(zhì)骨丟失已有報(bào)道，通過糖皮質(zhì)激素的不同劑量和治療周期長短，有助于解釋其對(duì)皮質(zhì)骨的影響差異。糖皮質(zhì)激素對(duì)大鼠骨小梁結(jié)構(gòu)參數(shù)存在著不良影響，本研究中單純性的運(yùn)動(dòng)對(duì)皮質(zhì)骨參數(shù)無明顯影響，單純性的Scl-AB對(duì)皮質(zhì)骨參數(shù)起到促進(jìn)作用，兩者交互作用時(shí)，也能起到促進(jìn)作用，但和單純性Scl-Ab相比無顯著差異。

在以往的研究報(bào)道中[24]，骨陷窩面積受到糖皮質(zhì)激素影響而增強(qiáng)，在本研究中未發(fā)現(xiàn)這一變化，但是Scl-Ab干預(yù)在糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)骨質(zhì)疏松大鼠組別中，對(duì)骨形成表現(xiàn)出較強(qiáng)的作用，DXA和BMD明顯增加，骨小梁和皮質(zhì)骨參數(shù)、股骨中斷皮質(zhì)骨的強(qiáng)度都在增強(qiáng)，股骨干骺端孔隙度降低。股骨遠(yuǎn)端骨小梁體積的增加與骨小梁數(shù)目的增加、骨小梁厚度的增加有關(guān)?；谄べ|(zhì)幾何結(jié)果分析，Scl-Ab介導(dǎo)的皮質(zhì)厚度增加主要是因?yàn)楣莾?nèi)沉積，這與糖皮質(zhì)激素治療小鼠的研究結(jié)果類似[21]。

4.3 硬化蛋白和運(yùn)動(dòng)對(duì)生物力學(xué)性能的影響

本研究表明：通過單純性的運(yùn)動(dòng)惟一能顯著提高的參數(shù)是總載荷。這一發(fā)現(xiàn)可能與運(yùn)動(dòng)能降低非酶糖化的骨基質(zhì)，這與骨的延展性有一定聯(lián)系，可能是M+E+S組大鼠骨膜輕微擴(kuò)張的結(jié)果。有研究表明通過數(shù)月的運(yùn)動(dòng)，可以降低大鼠非酶交聯(lián)骨基質(zhì)[25]。通過單純性的Scl-Ab能提高最大載荷和剛度，說明Scl-Ab可以使骨的應(yīng)變增強(qiáng)，使得骨結(jié)構(gòu)穩(wěn)定在一個(gè)新的水平。

4.4 硬化蛋白和運(yùn)動(dòng)對(duì)骨形成和吸收參數(shù)的影響

研究表明對(duì)獼猴[26]、老年雄性大鼠[27]和雌性大鼠[28]使用硬化蛋白抗體，可以提高骨形成、骨密度和骨強(qiáng)度。對(duì)糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨質(zhì)疏松癥小鼠模型給予硬化蛋白抗體干預(yù)，小鼠的骨生物力學(xué)性能會(huì)顯著提高。硬化蛋白抗體還能顯著增強(qiáng)健康男性和絕經(jīng)后婦女骨形成標(biāo)志物水平[29]，用于治療絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的單克隆抗體目前正在進(jìn)行臨床Ⅲ期實(shí)驗(yàn)。運(yùn)動(dòng)可以延緩絕經(jīng)后婦女的骨量丟失，促進(jìn)骨細(xì)胞活性與骨質(zhì)形成，而對(duì)降低骨質(zhì)吸收的作用較弱[30]。與其它嚙齒動(dòng)物的GIOP模型研究結(jié)果一致的是，糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨丟失與骨轉(zhuǎn)化標(biāo)志物OC和骨代謝標(biāo)志物NTx的明顯變化不同步[31-32]，本研究中的結(jié)果與其基本一致。單純性的運(yùn)動(dòng)干預(yù)能使NTx下降而OC水平基本不變，單純性的Scl-Ab可以使OC升高而NTx水平保持不變。運(yùn)動(dòng)和Scl-Ab交互作用的效果接近注射Scl-Ab效果。

4.5 硬化蛋白和運(yùn)動(dòng)對(duì)免疫組織的影響

通過實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)糖皮質(zhì)激素對(duì)骨細(xì)胞活性有一定影響。糖皮質(zhì)激素作用的顯著特征是腔隙性下降、細(xì)胞凋亡水平提高。本研究中單純性的Scl-Ab作用或運(yùn)動(dòng)作用是抑制甲強(qiáng)龍的不良影響，交互作用也表現(xiàn)出對(duì)骨細(xì)胞抗凋亡水平起到了抑制作用。值得注意的是這些指標(biāo)之間呈顯著的負(fù)相關(guān)，說明由糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡水平上升伴隨著骨細(xì)胞占視野面積降低。目前已有文獻(xiàn)報(bào)道對(duì)糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)骨質(zhì)疏松引起細(xì)胞凋亡水平上升，應(yīng)該采取不同的處理方式[33-35]。其中利塞膦酸鈉可以防止糖皮質(zhì)激素治療大鼠脛骨骨皮質(zhì)腔隙性的改變[34]。Feng等人在2013年研究發(fā)現(xiàn)，中藥淫羊藿苷通過雌激素受體激活信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)信號(hào)通路，從而抑制糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡[35]。最近Sato等人的研究發(fā)現(xiàn)，抑制真系細(xì)胞翻譯起始因子2α去磷酸化，減輕內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，可以防止糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)的骨細(xì)胞凋亡發(fā)生[33]。

把提高皮質(zhì)骨骨量和骨強(qiáng)度最為最終目的，本研究的一個(gè)重要目標(biāo)就是綜合評(píng)價(jià)硬化蛋白抗體和運(yùn)動(dòng)療法對(duì)骨骼代謝的促進(jìn)作用。首先假設(shè)通過間隔運(yùn)動(dòng)引起的周期性機(jī)械刺激，骨細(xì)胞通過激活多種信號(hào)途徑，促進(jìn)對(duì)負(fù)荷誘導(dǎo)應(yīng)激的反應(yīng)[35]。目前研究發(fā)現(xiàn)Wntβ-catenin信號(hào)通路是骨細(xì)胞的重要表達(dá)途徑[36]，而Scl-Ab治療也能刺激該通路信號(hào)傳導(dǎo)[37]。這可能是因?yàn)橥に丶せ盍斯羌?xì)胞的反應(yīng)機(jī)制，間隔運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了一個(gè)動(dòng)態(tài)應(yīng)變信號(hào)進(jìn)而引發(fā)了破骨細(xì)胞的反應(yīng)[38]。這兩個(gè)潛在的代謝干預(yù)手段的結(jié)合，會(huì)改變調(diào)控系統(tǒng)的閾值進(jìn)而激活更高水平的骨形成。

5 結(jié)論

單純性的Scl-Ab注射方案可以預(yù)防糖皮質(zhì)激素治療對(duì)骨量的不良影響，顯著提高皮質(zhì)骨骨量和骨強(qiáng)度。單純性的跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)方案可以降低脂肪含量，并在不影響皮質(zhì)骨的情況下防止骨小梁丟失。Scl-Ab和運(yùn)動(dòng)之間表現(xiàn)出良好的協(xié)同作用，交互作用較單純性的運(yùn)動(dòng)或Scl-Ab作用，并沒有進(jìn)一步引起骨參數(shù)的顯著改善。硬化蛋白抗體和跑臺(tái)運(yùn)動(dòng)對(duì)治療糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)骨質(zhì)疏松癥具有積極作用。