唑來磷酸聯合運動訓練對去勢后大鼠骨質密度及血清生化指標的影響＊

常 祺，黃昌林，朱履剛，陳國立，任洪峰，郭延嶺，周 陽

骨質疏松是一種疾病，其特征是骨密度降低，骨組織的微細結構破壞，因而導致骨脆性增加，容易骨折。絕經后骨質疏松（PMOP）發生于婦女絕經后，主要與雌激素水平下降有關，其代謝特點為骨吸收、骨形成同時亢進的高轉換型骨質疏松。如何預防絕經后骨質疏松以及其后伴隨出現的骨折，是困擾醫療界的一大難題。唑來磷酸屬于雙膦酸鹽類藥物，能全面提升骨密度，抑制破骨細胞的骨吸收，降低骨轉換率，降低骨折風險。筆者用雌性大鼠去勢后建立絕經后骨質疏松癥模型，從組織學觀察、血清生化指標以及骨密度幾個方面來探討應用唑來磷酸聯合適度運動訓練是否能起到有效預防絕經后骨質疏松的作用。

1 材料和方法

1．1 動物分組及模型制備 4月齡未經產雌性二級SD大鼠45只，質量200～250 g，由第四軍醫大學實驗動物中心提供。隨機分為3組，每組15只：A組為正常對照組，B組為單純去勢組，C組為治療組（唑來磷酸＋運動訓練）。組間大鼠體重無統計學差異。所有大鼠均以3%戊巴比妥鈉40 mg／kg腹腔內注射麻醉，在無菌條件下手術，背部切口。B、C組分離出雙側卵巢并結扎，摘除，分層縫合切口。A組大鼠僅行手術進入腹腔，切除少量脂肪組織后關閉腹腔。 所有大鼠均在室溫18～20℃，濕度50%～60%的同等條件下飼養，自由攝取水和食物。C組大鼠術后給予唑來磷酸皮下注射 0．5 mg／kg·d（商品 名 “密 固 達 ”，Novartis Pharma Schweiz AG，Switzerland）。同時在術后2周開始進行跑步訓練，實驗大鼠放置于跑臺上行勻速跑步訓練，跑道末端有聲、光、電刺激裝置，跑道速度為15 m／min。每天上下午各訓練1 h。各組大鼠于術后第12周處死。實驗大鼠處死時采用斷頭取血法采血，骨骼標本于采血后立即解剖取材。實驗過程中B組及C組分別有1只大鼠死亡。

1．2 方法

1．2．1 骨組織形態學光鏡觀察 大鼠處死后即取第三腰椎剔凈軟組織，切取大小適宜標本，10%甲醛溶液固定 48 h，常規脫水、透明、浸蠟、包埋、切片。HE染色，脫水，透明，封片，觀察皮質骨和骨小梁形態、梁髓比例等。

1．2．2 血清生化指標檢測 血液標本 2000 r／min離心10 min，取上清液作血標本，－20℃冷凍保存。血清鈣（S－Ca）用甲基百里香酚藍法測定；血清磷（S－Pi）用硫酸亞鐵法測定；血清堿性磷酸酶（AKP）用磷酸苯二鈉法測定，骨鈣素（BGP）用放免法測定。相關試劑盒及試劑購自武漢博士德公司。

1．2．3 骨密度（BMD）測量 大鼠處死后即取第四腰椎剔凈軟組織，10%甲醛溶液固定。用DPXIQ7040雙能X線骨密度儀（美國LUNAR公司）做大鼠腰椎BMD測定。每只大鼠腰四椎體測定3次，取其平均值。

1．3 統計學分析 所有數據均采用SPSS10．0統計軟件包分析，結果以±s表示。組間比較采用非參數 Mann－Whitney U 檢驗（雙側）。P＜0．05 為差異有統計學意義。

2 結 果

2．1 各組骨組織形態的光學顯微鏡觀察結果 與正常對照組相比，單純去勢組的腰椎骨小梁數量明顯減少，髓腔擴大，小梁厚度明顯變薄，許多骨小梁出現穿孔、斷裂現象，治療組的髓腔與骨小梁的比例與正常對照組相比區別不明顯，骨小梁的數目增加，小梁的厚度增加，也可見骨小梁穿孔的現象，但視野下穿孔的數量少于去勢組。

2．2 血清生化指標測定 見表1。

2．3 骨密度測定 各組大鼠腰椎骨密度測定值對照組（0．2601±0．0211）g／cm2；單純去勢組（0．2004±0．0408） g／cm2；治療組（0．2553±0．0418） g／cm2。

3 討 論

絕經后骨質疏松癥是目前發病率較高的骨代謝性疾病，它是由于絕經后卵巢功能明顯減退，雌激素分泌水平下降所致。近年研究發現，人類成骨細胞上有雌激素受體［1］。骨是雌激素靶組織，雌激素可通過多種途徑影響骨代謝。因此，雌激素對骨代謝有直接和間接作用。絕經后，雌激素水平迅速下降，一方面，不能抑制破骨細胞活性，反而影響成骨細胞活性，使骨基質分泌減少，骨轉換加速，骨吸收大于骨形成，骨代謝出現負平衡。另一方面，影響鈣調節激素。雌激素減少，拮抗甲狀旁腺激素（PTH）的骨吸收作用減弱，使骨對甲狀旁腺素的敏感性增加，破骨細胞增殖，活動加強，從而骨吸收加重；同時使降鈣素（CT）分泌降低，破骨細胞活性增強，骨的形成減少，骨吸收量和骨形成量之間平衡失調，致使骨質變薄，骨量減少，骨密度、骨強度、骨鈣含量均下降。

在骨代謝生化指標中，鈣磷本身為骨組成無機鹽成分，其血清內水平反映骨代謝水平。AKP［2］和BGP［3，4］主要由成骨細胞合成，反映成骨細胞活動程度以及成骨過程，為骨轉換的特異性指標。骨密度反映單位體積骨的骨礦含量，是評估骨量的一個重要指標。測量骨量可以較客觀而且準確地評價骨質疏松程度［5］。本文實驗選取第四腰椎椎體為測量部位，是因為該部位是骨質疏松易發部位。

骨質疏松的治療方法包括：選擇抑制骨吸收藥，以防止骨質進一步丟失；另一方面選用促進骨形成藥，以提高骨量降低，抑制骨折發生率。雙膦酸鹽類藥物與含鈣晶體有高度親和力，可以抑制骨吸收，選擇性吸附骨礦物質表面，被破骨細胞吸收后干擾破骨細胞的多個生化過程［6］，具有抑制溶解鈣結晶的作用，因此這類藥物已成為目前用于防治以破骨細胞為主的各種代謝性骨病及高轉化型骨質疏松癥的藥物之一。

表1 各組大鼠血清 Ca、P、ALP、BGP 測定結果（±s）

注：與對照組相比，△P＜0．01；與單純去勢組相比，▲P＜0．01；與治療組相比，★P＜0．01；與對照組相比，＊P＜0．05；與治療組相比，＃P＜0．05

組別 n Ca（mmol／L） P（mmol／L） ALP（U／L） BGP（ng／ml）對照組 15 2．240±0．202▲＃ 1．433±0．166▲★ 112．25±11．99▲ 20．35±3．09▲＃單純去勢組 14 3．053±0．172△★ 1．611±0．097△ 140．96±11．70△★ 27．86±4．43△★治療組 14 2．670±0．455＊▲ 1．732±0．204△ 115．11±9．47▲ 22．13±4．46＊▲

本文結果顯示，術后12周治療組大鼠血清鈣、AKP及骨鈣素水平明顯低于單純去勢組，而且骨密度增高，這說明經過適量運動訓練以及唑來磷酸治療，大鼠去卵巢后體內骨改建的高轉換狀態得到緩解，在抑制骨吸收的同時，骨吸收進程相對得到加強。骨密度提高但未達到正常標準，考慮可能是觀察時間較短所致，具體效果還有待于進一步觀察。

本文結果還顯示，使用唑來磷酸可以顯著拮抗大鼠的骨質疏松，充分發揮其抑制骨吸收的作用，減少過度骨代謝，維持正常骨量與強度。還有，適度負重運動對于絕經后骨骼的保持是必不可少的。那些將重點放在增加肌肉力量的運動可能也有益處，尤其對于非負重骨。而且，為了保持由于運動所增加的骨密度，還應該在相當一段時間內保持適量運動習慣［7］。絕經后女性的最佳運動計劃應該包括能夠改善力量、柔韌性和協調性素質的活動，這些活動可以間接地、有效地降低骨質疏松性骨折的發生。

［1］ Bitto A，Burnett BP，Polito F，et al．Effects of genistein aglycone in osteoporotic，ovariectomized rats： a comparison with alendronate，raloxifene and oestradiol［J］．Br J Pharmacol，2008，155（6）：896－905．

［2］ Ezzat Y，Hamdy K．The frequency of low bone mineral density and its associated risk factors in patients with inflammatory bowel diseases［J］．Int J Rheum Dis，2010，13（3）：259－65．

［3］ Haussler MR，Haussler CA，Whitfield GK，et al．The nuclear vitamin D receptor controls the expression of genes encoding factors which feed the ＂Fountain of Youth＂to mediate healthful aging［J］．J Steroid Biochem Mol Biol，2010，121（1－2）：88－97．

［4］ Tezval M，Tezval H，Dresing K，et al．Differentiation dependent expression of urocortin＇s mRNA and peptide in human osteoprogenitor cells： influence of BMP－2，TGF－beta－1 and dexamethasone［J］．J Mol Histol，2009，40（5－6）：331－41．

［5］劉忠厚．骨質疏松癥［M］．北京：化學工業出版社，1992．267．

［6］ Russell RG．Bisphosphonates： mode of action and pharmacology［J］．Pediatrics，2007，119（ Supp12）：150－162．

［7］ Nikander R，Sievnen H，Heinonen A，et al．Targeted exercise against osteoporosis： A systematic review and meta－analysis for optimising bone strength throughout life［J］．BMC Med，2010，8（1）：47．