骨松寧合劑結合運動對去卵巢大鼠股骨生物力學性能的影響

屈金濤,李正春,李和標

（1.商丘師范學院 體育學院,河南 商丘 476000;2.安徽農業大學 體育部,安徽 合肥 230036）

骨松寧合劑結合運動對去卵巢大鼠股骨生物力學性能的影響

屈金濤1,李正春1,李和標2

（1.商丘師范學院 體育學院,河南 商丘 476000;2.安徽農業大學 體育部,安徽 合肥 230036）

目的探討補腎類中藥骨松寧合劑結合運動對于去卵巢大鼠骨骼生物力學性能的影響。方法 將SD雌性大鼠60只隨機分為:假手術組（SHAM）、卵巢切除組（OVX）、己希雌酚組（DES）、骨松寧組（GSN）、骨松寧結合運動組（GSNE）,按照不同的組別和要求分別進行藥物、蒸餾水灌喂和跑臺訓練。結果 12周后,各組大鼠間股骨彈性載荷、彈性撓度和最大撓度沒有顯著性差異;股骨最大載荷、股骨彈性應力、股骨最大應力和股骨彈性模量各指標組間存在有顯著性差異（P＜0.05）,尤其是GSNE和OVX間的比較。結論骨松寧合劑結合運動能夠有效提高去卵巢大鼠骨骼在整體強度、塑性性能和彈性性能方面的生物力學指標,從而有效抑制大鼠絕經后初期的高轉換型骨代謝。

骨松寧合劑;運動;絕經后骨質疏松;生物力學;大鼠

絕經后骨質疏松癥（postmenopausal osteoporosisPMOP）,是原發性骨質疏松癥中的最常見類型。隨著人口老齡化社會的到來,我國婦女絕經后骨質疏松癥的發病率已高達40%以上[1]。對于絕經后骨質疏松的防治,采用中藥和運動相結合的方式的研究較少。帶著中醫藥的療效能否在運動健身的基礎之上得到鞏固和增強的疑問,本實驗采用中醫藥和運動相結合的方式來研究去卵巢大鼠股骨生物力學性能的變化,以期為更好的防治絕經后骨質疏松癥提供新的實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 3月齡SD雌性大鼠60只,SPF級（無特定病原體動物）,體重（248±10）g,由四川大學華西醫學院實驗動物中心提供。

1.2 實驗方法

1.2.1 動物喂養 標準嚙齒目動物飼養籠分籠喂養,每籠不超過6只,自由攝食飲水,大鼠飼料為國家標準固體混合飼料,由四川大學華西醫學院實驗動物中心提供。保證通風條件良好,控制室溫在 21～25℃,室內空氣流通,光照時間為12 h/d。

1.2.2 動物分組 將購回的60只SD大鼠適應性飼養3 d后,逐一稱重,隨機分為5組,每組12只:（1）假手術組（SHAM）,與以下4組手術路徑相同,但不切除卵巢,每天灌胃與服藥組藥物等量的蒸餾水;（2）模型組（OVX）,做卵巢切除手術,但不作其他處理,同樣灌胃與服藥組藥物等量的蒸餾水;（3）己烯雌酚組（DES）,將己烯雌酚用雙蒸水配制成溶液,每只0.1 mg/（kg?d）灌胃;（4）骨松寧組（GSN）,手術 1 周起開始中藥灌胃;（5）骨松寧結合運動組（GSNE）,手術1周后開始運動,服藥情況同骨松寧組。

1.2.3 動物造模[2-3]適應性喂養1周后,對模型組、己烯雌酚組、骨松寧組、骨松寧結合運動組SD大鼠進行雙側去卵巢手術造模,具體操作方法:2%戊巴比妥鈉（30 mg/kg）腹腔注射后,在大鼠髂脊頂部上方1 cm處做縱行切口,打開后腹膜,將卵巢完整切除后,縫合好傷口。術后腹腔注射青霉素2次,以預防感染。假手術組大鼠按照上面的手術方法,打開腹膜后,不做卵巢切除手術,其他步驟一樣。

1.2.4 動物運動的設置[4]骨松寧結合運動組在手術1周后開始跑臺訓練。開始跑速12 m/min,持續時間20 min,跑臺傾斜角0度。隔日增加強度3 m/min～18 m/min,第2周起在穩定跑進速度的基礎之上,將持續時間控制在50 min,5 d/周。每次訓練時,前10 min強度為15 m/min,后40 min強度為18 m/min。持續12周結束。

1.2.5 中藥加工 骨松寧合劑主要由淫羊藿、巴戟天、鹿角片、當歸、黃芪、熟地黃等組成,制成濃度為3 g生藥/mL的藥液,用時搖勻。

1.2.6 生物力學標本的采集、制作及測定 大鼠股動脈取血處死后,取左側股骨,剔除上面附著的肌肉和結締組織,用浸透生理鹽水的紗布包好-20℃保存。生物力學指標測試時,將標本自低溫-20℃冰箱的環境中取出,室溫下自然解凍,然后放在INSTRON萬能材料試驗機上進行股骨三點彎曲實驗,所有數據均有機器自帶軟件（Series IX Automated Materials Testing system）自動記錄,記錄頻率為10次/s,加載速率為2 mm/min,跨距25 mm。

1.3 數據處理 所得數據均用SPSS 11.5軟件分析處理,所有數據結果均以均數加減標準差（±s）的方式表示。組間的兩兩比較采用單因素方差分析（One-Way ANOVA）,方差齊性時,用LSD復選項進行多重比較,對誤差率不進行調整;當方差不具有齊性時,用Tamhane,s T2法復選項進行各組均值多重比較,檢驗水準取雙側α=0.05。顯著性差異為 P＜0.05,非常顯著性差異為P＜0.01。

2 結果與分析

2.1 各組大鼠左側股骨結構力學各參數的比較 見表1。

表1 各組大鼠左側股骨結構力學各參數的比較（±s,n=12）

表1 各組大鼠左側股骨結構力學各參數的比較（±s,n=12）

注:與OVX組比較,#P＜0.05,##P＜0.01;與GSN組比較,★P＜0.05。

組 別 彈性載荷/N 彈性撓度/mm 最大載荷/N 最大撓度/mm SHAM 91.85±23.51 0.65±0.06 163.11±22.90##★ 0.82±0.08 OVX 81.91±10.94 0.55±0.15 100.36±8.30 0.72±0.09 GSN 92.83±19.90 0.55±0.05 127.57±11.45# 0.73±0.11 GSNE 98.66±10.54 0.58±0.18 158.50±18.46##★ 0.79±0.21 DES 92.56±12.69 0.64±0.14 154.05±12.50## 0.90±0.19

2.2 各組大鼠左側股骨材料力學各參數的比較 見表2。

3 討論

3.1 生物力學指標的相關分析 力學因素與骨代謝的研究表明[5],外力作用于骨組織時,可使骨組織產生相應的應變,而骨細胞可感受到其周圍應變的大小與變化,并將力學信號轉化為生物學信息,反饋性地調節骨代謝,以改變局部的骨量與骨強度,適應或滿足局部力學功能的需要。應力、應變大的部位,骨量與骨強度大;應力、應變小的部位,骨量與骨強度也小,即骨組織遵守Wolf定律。

表2 各組大鼠左側股骨材料力學各參數的比較（±s,n=12）

表2 各組大鼠左側股骨材料力學各參數的比較（±s,n=12）

注:與OVX組比較,#P＜0.05,##P＜0.01;與GSN組比較,★P＜0.05;與GSNE組比較,△△P＜0.01;與DES組比較,▲P＜0.05。

組 別 彈性應力/（N/mm2） 最大應力/（N/mm2） 彈性模量/（N/mm2）SHAM 129.22±33.00△△ 198.52±50.10#★ 10 373.68±5 451.70#▲OVX 113.00±68.84 150.75±68.98 6 788.47±3 117.65 GSN 138.33±55.09# 150.71±60.00 8 484.61±2 574.41 GSNE 175.55±63.07##★ 206.67±76.00#★ 10 283.67±6 040.45#▲DES 117.65±52.10△△ 188.20±66.27#★ 6 777.25±2 557.72

骨結構力學和材料力學各生物力學指標檢測結果表明,去卵巢大鼠股骨的結構和材料力學性能參數均有不同程度的下降;而相對于模型組,治療各組對大鼠股骨的彈性載荷、彈性撓度、最大撓度均無明顯影響（P＞0.05）;但對大鼠股骨最大載荷,相對與模型組均有明顯顯著性優于己希雌酚組（P＜0.05）,在提高股骨最大載荷、彈性應力、最大應力方面也優于骨松寧組（P＜0.05）。最大載荷、彈性應力和最大應力結果的明顯提高表明,骨松寧結合運動使去卵巢大鼠骨骼的韌性、抗擠壓和抵抗破壞的能力加強,而且比單純的骨松寧合劑效果更好。已有資料表明[6-7],骨的微細結構包括空間微細結構的細微變化或破壞（比如顯微骨折、骨小梁減少或變薄及其空間結構的改變等）以及骨的構成成分的改變,骨膠原空間結構的改變和性能的下降等也是導致骨的力學性能下降的重要因素。去卵巢大鼠骨的彈性模量的變化提高反映了骨構成材料質量的改善,說明骨松寧結合運動可以提高去卵巢大鼠骨構成材料的質量。筆者推測,彈性模量的提高可能與改善骨的細微結構包括空間結構的細微變化、骨的構成成分的改變和骨膠原纖維性能的改變有關。江大雷等[8]的研究結果也恰巧佐證了本實驗的這一推測。

3.2 實驗方法的選擇及中藥與運動結合的意義 本實驗采用了中藥骨松寧合劑結合運動的方式來觀察去卵巢大鼠骨骼生物力學性能的變化。研究結果表明,骨松寧結合運動組大鼠相關生物力學指標方面優于骨松寧組,而己烯雌酚組也并沒有顯示出比骨松寧結合運動組顯著的優越性,其中在提高去卵巢大鼠股骨彈性應力和彈性模量方面,骨松寧結合運動組還顯示出了比己烯雌酚組更加明顯的優越性。

骨松寧合劑在補腎填精的基礎上,兼顧健脾益氣、活血化瘀之法,采用陰陽雙補,化生精血,以后天養先天之法,補充腎氣腎精,來達到強筋壯骨的目的。以上結果從“以藥測證”的角度,證明了骨松寧合劑確實具有補腎生髓長骨之功效,也充分說明了祖國醫學中“腎主骨”理論的科學性及利用補腎類藥物防治絕經后骨質疏松的可行性。骨松寧合劑結合運動有效防治去卵巢大鼠絕經后骨質疏松的可能機理為:骨松寧合劑通過對機體各器官的整體調節,調節機體內微量元素的平衡,促進礦物質在骨中的沉積和膠原的形成,提高骨的強度和韌性。運動通過對骨骼產生的機械應力刺激和對骨骼附近血流的改善等作用,使骨松寧合劑的防治效果發揮的更好,從而恢復去卵巢大鼠機體內的骨吸收和骨形成之間的動態平衡,有效提高了去卵巢大鼠骨骼的生物力學性能,從而達到防治絕經后骨質疏松的作用。

綜上所述,骨松寧結合運動防治去卵巢大鼠骨質疏松癥的研究,繼承了祖國傳統醫學的精粹,使之與體育運動相結合,為更進一步防治絕經后骨質疏松癥提供了新的思路和方法。

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R285.6

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1007-4813（2010）01-0011-03

屈金濤（1979-）,男,講師,碩士研究生。研究方向:運動與健康。

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2009-12-13）