諧振對強迫體位下兔血清骨代謝標志物的影響＊

薛 剛，王前進，黃昌林

低頻諧振能夠損傷腰椎及其椎旁組織導致下腰痛，其危害性已得到共識［1］。血清骨代謝標志物具有反應靈敏、無創傷性等優點，已開始應用于骨代謝疾病的治療監測［2］。目前有關振動致病機制的動物實驗較少，且諧振對動物血清中骨代謝標志物影響的研究尚未見報道。本實驗試圖通過兔振臺模擬駛乘人員接觸振動，觀察低頻諧振（4～6 Hz）對兔血清中骨代謝標志物的影響，為振動所致傷病的早期監測、預防治療提供理論依據。

1 材料和方法

1.1 實驗動物 健康成年雄性新西蘭大白兔60只，分籠飼養，體重（1.5±0.18） kg，由解放軍 150 醫院動物中心提供。實驗前適應性喂養1周，室溫控制在（22±1）℃，飼養期間給予顆粒飼料，自由飲水。

1.2 試劑和儀器 兔BALP、BGP、TRACP免疫試劑盒（均購于蘇州美斯特貿易有限公司）。HDZDT－Ⅰ可調頻振動臺［振動范圍：0～50 Hz，振幅（0.5±0.2） mm；天津市慶達試驗儀器制造公司］。

1.3 動物分組與造模 動物適應性飼養1周后，隨機均分為正常對照組、造模對照組和4、5、6 Hz振動組，每組12只。振動造模組置于特制籠中，固定于臀坐位，確保臀部接觸振動，給予各自不同頻率振動2 h，1次/d，5 d/周。造模對照組只固定臀坐位于特制籠相同時間。正常對照組置相同空間特制籠中自由活動。

1.4 標本采集與處理 于實驗第2、4、6周末清晨空腹狀態下心臟采血5 ml（禁食12 h，自由飲水），置于真空潔凈促凝管中，2500 r/min離心15 min，－70℃保存待測。

1.5 觀察指標 BALP與 BGP的含量、TRACP活性測定均采用酶聯免疫吸附雙抗夾心法（ELISA）。均嚴格按試劑盒說明操作。

2 結 果

2.1 一般指標觀察 振動造模組動物造模1周后，食欲減退，精神差，皮毛失去光澤，體重開始下降，并呈進行性加重。正常對照組和造模對照組無異常反應，正常對照組動物體重隨實驗進展逐漸增加。

2.2 各組兔血清BALP、BGP含量及TRACP活性見表 1～3。

表1 各組實驗兔不同時間血清BALP含量（±s，μmol/L）

表1 各組實驗兔不同時間血清BALP含量（±s，μmol/L）

注：與對照組比較，＊P＜0.05；與造模對照組比較，＃P＜0.05

組別 時間點2周 4周 6周對照組 11.82±1.42 10.64±0.96 11.36±0.95造模對照組 9.95±3.58 8.36±0.39 14.02±6.12＊4 Hz 造模組 5.09±0.30 20.41±6.15＊＃ 12.00±0.17 5 Hz 造模組 5.77±0.79 12.89±2.87＊ 12.02±1.75 6 Hz 造模組 14.53±0.95＊ 15.71±8.74＊ 12.29±1.91

表2 各組實驗兔不同時間血清BGP含量（±s，μmol/L）

表2 各組實驗兔不同時間血清BGP含量（±s，μmol/L）

注：與對照組比較，＊P＜0.05

組別 時間點2周 4周 6周對照組 21.11±2.23 18.18±1.82 19.11±2.54造模對照組 9.87±2.29＊ 31.46±29.98 17.45±4.05 4 Hz 造模組 12.44±2.77＊ 13.06±2.56 16.75±1.04 5 Hz 造模組 10.92±1.54＊ 20.92±6.75 17.90±7.16 6 Hz造模組 14.64±5.76＊ 23.84±15.17 10.72±1.41

表3 各組實驗兔不同時間血清TRACP活性（±s，nmol/s）

表3 各組實驗兔不同時間血清TRACP活性（±s，nmol/s）

注：與對照組比較，＊P＜0.05；與造模對照組比較，＃P＜0.05；與 4 Hz 振動組比較△P＜0.05

組別 時間點2周 4周 6周對照組 8.34±0.54 8.22±0.88 7.21±0.86造模對照組 85.16±1.45 142.00±18.54＊ 84.19±0.17 4 Hz 造模組 255.96±71.99＊＃ 497.71±83.65＊＃ 73.66±1.19＊5 Hz 造模組 72.70±29.53△ 105.85±40.32＊△ 73.54±1.31＊6 Hz造模組 180.70±101.21＊△ 120.24±43.19＊△ 73.02±0.92＊

3 討 論

諧振引起骨質損傷后機體同時啟動愈合機制，在成骨活躍期即有骨形成的生化指標出現，它們在血中的濃度會發生變化，壞死骨的清除又產生骨吸收指標［3］。骨代謝指標的監測有利于早期診斷、預防和治療諧振所致的骨質損傷。

BALP由成骨細胞產生，是成骨細胞成熟及活性的標志，對了解成骨細胞的狀態有重要意義，是最常用于評價骨形成及轉化的指標［4］。BGP又稱γ－羧基谷氨酸蛋白，在骨礦化開始后才被大量合成，促進鈣離子沉積，完成骨的礦化過程。血清中測得的骨鈣素代表新合成的骨鈣素，直接反映代表骨代謝瞬間變化的一個靈敏、特異、準確而簡便的生化指標［5］。本研究測定血清中的TRACP來觀察諧振時椎體的骨吸收情況。抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）為最近發現的破骨細胞活性和骨吸收的良好標志物，血清TRACP顯著增高與骨密度呈顯著負相關［5，6］。

本研究中，只有4 Hz諧振組在第4周時，BALP較正常對照組和造模對照組顯著增高；同時，4 Hz諧振組在實驗第2、4周時，TRACP也較正常對照組和造模對照組顯著增高。由于腰椎最大共振區在4 Hz處，BALP和TRACP均表現出一定的一致性，而TRACP較BALP在反映骨的早期損傷方面具有優勢。造模對照組和振動組血清中BGP的含量，在實驗第2周時均較正常對照組顯著降低，但其后BGP含量恢復正常，說明BGP對骨損傷的早期反應靈敏。

綜合以上結果，TRACP是反映骨轉換骨吸收的特異指標，BALP和BGP是成骨細胞成熟和具有活性的標志，對了解成骨細胞的狀態有重要意義，三者聯合監測可反映諧振骨轉化情況及骨丟失率。監測指標發現4Hz振動組骨轉換高于其他正常組，說明早期監測骨代謝指標可提高損傷風險的預測。盡管骨轉換標志物不能用作傷病診斷，但可應用于損傷進程的監測，其以反應靈敏，無創傷性，有利于諧振傷后的控制骨吸收治療監測，利于加強骨形成能力，防止進一步損傷的發生。

［1］ Roeykens J，Rogers R，Meeusen R，et al.Validity and reliability in a flemish population of the WHO MON ICA optional study of physical activity questionnaire［J］.Med Sci Sports Exerc，2006，30（10）：1071－1075.

［2］ Calvo MS，Eyre DR，Gunberg CM.Molecular basis and clinical application of biological markers of bone turnover1［J］.Endocrin Review，1996，17（14）：333.

［3］ von Stengel S，Kemmler W，Bebenek M，et al.Effects of wholebody vibration training on different devices on bone mineral density［J］.Med Sci Sports Exerc，2011，43（6）：1071－9.

［4］ Wenger KH，Freeman JD，Fulzele S，et al.Effect of whole－body vibration on bone properties in aging mice［J］.Bone，2010，47（4）：746－55.

［5］ Biver E，Chopin F，Coiffier G，et al.Bone turnover markers for osteoporotic status assessment？ A systematic review of their diagnosis value at baseline in osteoporosis［J］.Joint Bone Spine，2012，79（1）：20－5.

［6］ Nagase Y，Tanaka S.Biomarker of bone destruction［J］.Clin Calcium，2012，22（2）：199－204.