洋蔥干預(yù)后對(duì)去勢(shì)大鼠骨質(zhì)疏松的影響

郭輝 茍麗 熊鑫鑫 姚曉龍 楊培培 李白艷*

1. 新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像中心，烏魯木齊 830054 2. 新疆自治區(qū)人民醫(yī)院消化內(nèi)科，烏魯木齊 830001

絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥(post menopausal osteoporosis，PMOP)是中老年婦女的常見(jiàn)病、多發(fā)病，其發(fā)病率緊隨糖尿病、心腦血管疾病，躍居老年疾病第三位。隨著PMOP的發(fā)病率逐年上升，對(duì)人類(lèi)的健康危害更加明顯。現(xiàn)有抗骨質(zhì)疏松治療藥物大多都有不同程度的毒副作用，服藥時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用昂貴，患者依從性較差[1-2]。尋找合適有效預(yù)防及治療藥物，減輕患者及社會(huì)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)、延續(xù)患者的生命，PMOP將成為前所未有的公共衛(wèi)生問(wèn)題。

洋蔥，俗稱(chēng)圓蔥或蔥頭，為多年生百合科草本植物，常以肥大的鱗莖作為蔬菜食用[3]，洋蔥主要含硫化物、類(lèi)黃酮和前列腺素類(lèi)成分，具有抑菌、抗癌和抗氧化的作用[4]。研究報(bào)道，洋蔥提取物對(duì)高血壓、高血脂、糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化、冠心病、胃癌、骨質(zhì)疏松等病癥有一定的預(yù)防和治療作用[3,5-6]。目前，國(guó)內(nèi)關(guān)于洋蔥與骨質(zhì)疏松研究少有報(bào)道，且洋蔥抗骨質(zhì)疏松作用機(jī)理還不清楚。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)洋蔥粉體內(nèi)干預(yù)去勢(shì)大鼠-骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型，在明確洋蔥粉對(duì)骨質(zhì)疏松防治效果的基礎(chǔ)上，以期明確其作用機(jī)制。

1 資料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與分組

實(shí)驗(yàn)于2014年11月至2015年5月在新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院科技樓動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心及其院內(nèi)完成。選取新疆醫(yī)科大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)室(許可證號(hào)：SCXK(新)2011-0004)健康3月同齡雌性SPF級(jí)SD大鼠55只，體重為(250g±20)g，未曾交配，動(dòng)物適應(yīng)飼養(yǎng)1周后，將大鼠按照體重進(jìn)行編號(hào)，按照隨機(jī)數(shù)字表法將大鼠隨機(jī)分為不加任何處理的對(duì)照組(CON)10只，其余45只進(jìn)行造模(開(kāi)腹切除大鼠雙側(cè)卵巢)，動(dòng)物手術(shù)后給予抗生素3d，防止感染，自由攝食，飲水。造模一周后按照同樣方法將造模大鼠隨機(jī)分為：模型組(OVX)、低劑量洋蔥粉組(LO)、中劑量洋蔥粉組(MO)、高劑量洋蔥粉組(HO)。CON與OVX組飲用相應(yīng)體積自來(lái)水，LO、MO、HO組均從造模一周后給洋蔥粉水溶劑每天飲用，連續(xù)24周。洋蔥粉劑量依據(jù)文獻(xiàn)[7]低、中、高劑量分別為1.5 g/(100 g·d)、3 g/(100 g·d)、6 g/(100 g·d)，飼養(yǎng)24周后處死。

1.2 檢測(cè)指標(biāo)

SD大鼠每周測(cè)量一次體重，飼養(yǎng)12周和24周后各測(cè)量一次骨密度，第24周測(cè)完骨密度后，進(jìn)行腹主動(dòng)脈采血后處死。檢測(cè)以下指標(biāo)：(1)骨密度：麻醉后的動(dòng)物置雙能X線骨密度儀，利用小動(dòng)物專(zhuān)用軟件分析左側(cè)股骨上段1/3骨密度。(2) 血清標(biāo)本檢測(cè)：所有大鼠腹腔麻醉，進(jìn)行腹主動(dòng)脈取血法進(jìn)行取血，取血5 mL，靜置半小時(shí)，3500 r/min離心5 min，進(jìn)行血清血鈣(Ca)、血磷(P)、雌二醇(E2)等生化指標(biāo)檢測(cè)。

1.3 統(tǒng)計(jì)方法

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)SD大鼠數(shù)量分析

去卵巢手術(shù)后第一天死亡3只，因麻醉過(guò)量致死；第3天死亡1只，第5天死亡1只，死亡原因可能均為腸胃脹氣、腸梗阻致死；12周測(cè)量骨密度后死亡2只(模型組死亡1只，低劑量組死亡1只)。最后納入統(tǒng)計(jì)分析的各組大鼠數(shù)為：CON組10只、OVX組9只、LO組9只、MO組10只，HO組10只，見(jiàn)表1。

表1 洋蔥干預(yù)12周與24周SD大鼠各項(xiàng)指標(biāo)組間比較Table 1 Comparison of indicators among SD rats of different groups after onion intervention for 12 and 24 weeks

2.2 實(shí)驗(yàn)SD大鼠體重分析

5組實(shí)驗(yàn)大鼠喂養(yǎng)12周(F=1.022，P=0.407)、24周(F=0.950，P=0.445)體重組間相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，5組實(shí)驗(yàn)大鼠喂養(yǎng)12周和24周體重進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.4，P=0.168)，見(jiàn)表1。

2.3 實(shí)驗(yàn)SD大鼠各組左側(cè)股骨骨密度檢測(cè)結(jié)果分析

12周后模型組與對(duì)照組比較大鼠骨密度值明顯減低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=-2.201，P=0.042)，說(shuō)明模型組造模成功，見(jiàn)表1。

12周后大鼠骨密度值由大到小為MO組>LO組>HO組>OVX組。與OVX組比較，MO組(P=0.002)、LO組(P=0.018)大鼠骨密度值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，HO組(P=0.073)大鼠骨密度值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。24周后大鼠骨密度值由大到小為MO組>HO組>LO組>OVX組。與OVX組比較，LO組(P=0.046)、MO組(P<0.001)、HO組(P=0.002)大鼠骨密度值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明去勢(shì)大鼠食用洋蔥粉有增加骨密度的效果，但是劑量越高不一定效果越好，MO組增加去勢(shì)大鼠骨密度效果最好，見(jiàn)表1。5組實(shí)驗(yàn)大鼠骨密度值組內(nèi)進(jìn)行比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=3.725，P=0.002)，見(jiàn)表1。

2.4 24周后實(shí)驗(yàn)SD大鼠各組血清中血鈣、血磷、E2的表達(dá)

大鼠血清Ca的水平由大到小為CON組>HO組>MO組>OVX組>LO組，大鼠血清P的水平由大到小為L(zhǎng)O組>MO組>HO組>OVX組>CON組，與LO組比較，MO、HO、CON、OVX組大鼠血清Ca、血清P水平差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；其它各組血鈣、血磷水平兩兩比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表2。

表2 洋蔥粉干預(yù)24周SD大鼠血清各項(xiàng)指標(biāo)組間比較Table 2 Comparison of serum indicators of SD rats of different groups after onions intervention

大鼠血清E2水平由大到小為MO組>HO組>CON組>LO組>OVX組。與MO組比較，LO(P<0.001)、HO(P=0.001)、CON(P<0.001)、OVX(P<0.001)大鼠血清E2水平差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；與OVX組比較，HO(P<0.001)、CON(P<0.001)大鼠血清E2水平差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但LO組大鼠血清E2水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.068)；與CON組比較，LO組大鼠血清E2水平差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.004)，但HO組大鼠血清E2水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.344)；與HO組比較，LO組大鼠血清E2水平差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，見(jiàn)表2。

3 討論

目前建立絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松動(dòng)物模型最為常用的是去勢(shì)法[8-10]，切除雌性大鼠雙側(cè)卵巢后，導(dǎo)致雌激素水平降低，對(duì)成骨細(xì)胞的刺激減弱，使骨吸收活性大于骨形成能力，骨的快速丟失導(dǎo)致骨質(zhì)疏松癥，因此美國(guó)FDA規(guī)定在關(guān)于骨質(zhì)疏松的研究中首選去勢(shì)大鼠做動(dòng)物模型。3月齡大鼠處于性成熟期，激素代謝水平也趨于穩(wěn)定，適合去卵巢骨質(zhì)疏松模型構(gòu)建。本實(shí)驗(yàn)采用3月齡大鼠切除雙側(cè)卵巢構(gòu)建骨質(zhì)疏松模型，切除大鼠卵巢12周后測(cè)量骨密度，OVX組大鼠左側(cè)股骨骨密度顯著低于CON組，提示骨量丟失，骨質(zhì)疏松模型造模成功。

洋蔥不但是一種美味蔬菜，還能強(qiáng)健人體骨骼。研究認(rèn)為洋蔥是最能夠阻止骨質(zhì)流失的一種蔬菜，其具有藥用價(jià)值，預(yù)防骨質(zhì)疏松效果甚至比藥物還要好[11-12]。雖然現(xiàn)在還不清楚洋蔥對(duì)骨質(zhì)疏松的藥理機(jī)制，但是Huang等[13]認(rèn)為食用大量洋蔥能夠增加去卵巢動(dòng)物的骨密度和骨骼強(qiáng)度，Matheson等[14]研究發(fā)現(xiàn)人食用洋蔥，能增加人的骨質(zhì)密度，防止骨質(zhì)疏松骨折發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。本實(shí)驗(yàn)以洋蔥粉為受試物、以去勢(shì)雌性大鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究表明，在喂飼12周后，MO、LO、HO組大鼠骨密度值比OVX組分別增加180.6%、135.3%、98.2%，MO、LO組與OVX組大鼠骨密度值比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，HO組與OVX組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；24周后，MO、LO、HO組大鼠骨密度值比OVX組分別增加157.2%、70.3%、107.0%，洋蔥干預(yù)三組與OVX組大鼠骨密度值比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明去勢(shì)大鼠食用洋蔥粉能增加骨密度，但是骨密度增加不與洋蔥粉的劑量呈正比。洋蔥干預(yù)組與模型組比較可抑制去勢(shì)大鼠骨量丟失，增加大鼠骨質(zhì)密度，其中MO組最明顯，說(shuō)明洋蔥可以增加骨強(qiáng)度，減少骨量的丟失。推測(cè)可能是由于洋蔥中含有槲皮素和類(lèi)黃酮成分，皮素能抑制骨吸收，類(lèi)黃酮具有促進(jìn)骨形成的作用[15-16]。槲皮素對(duì)去卵巢大鼠骨量丟失具有保護(hù)作用[17]，類(lèi)黃酮成分具有雌激素樣作用[18]，雌激素和具有弱雌激素作用的類(lèi)黃酮補(bǔ)充體內(nèi)雌激素水平的變化，維持內(nèi)分泌系統(tǒng)的穩(wěn)定，保持了體內(nèi)無(wú)機(jī)元素，維持了骨礦物質(zhì)的代謝平衡。

血鈣、磷是反映骨形成活性的重要指標(biāo)。血清總鈣的測(cè)定對(duì)骨礦代謝和鈣磷代謝的研究具有重要價(jià)值[19]。骨中的鈣、磷通過(guò)成骨和溶骨作用，不斷與胞外液進(jìn)行鈣磷交換，維持血鈣和血磷濃度的相對(duì)穩(wěn)定性。血鈣和血磷相互影響，血鈣升高，血磷則下降，反之亦然。本實(shí)驗(yàn)研究顯示，OVX組大鼠血鈣較對(duì)照組降低；與OVX組比較，MO、HO組大鼠血鈣水平分別升高約為8%、11%，HO組大鼠血鈣水平降低約為31.9%。說(shuō)明一定劑量洋蔥濃度能避免去勢(shì)大鼠血鈣丟失的作用。磷可促進(jìn)骨基質(zhì)的合成和骨礦物質(zhì)的沉積，改變骨細(xì)胞對(duì)鈣的攝入，導(dǎo)致骨細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能的改變。本實(shí)驗(yàn)MO組大鼠血磷水平略高于對(duì)照組；與模型組比較，LO、MO、HO組大鼠血磷水平分別升高約為74.4%、9.6%、0.9%。說(shuō)明洋蔥干預(yù)能增加大鼠血磷的含量，但是MO、HO、OVX、CON組兩兩比較均無(wú)顯著差異。

婦女絕經(jīng)期后，雌激素缺乏，骨轉(zhuǎn)換率升高，骨吸收與骨形成之間脫節(jié)，破骨細(xì)胞吸收的骨量大于成骨細(xì)胞形成的骨量，導(dǎo)致凈骨量丟失[20]。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，去卵巢大鼠洋蔥粉干預(yù)24周后，OVX組比CON組比較，大鼠體內(nèi)E2水平降低29.4%，有顯著差異性，發(fā)生骨質(zhì)疏松癥狀；與CON組比較，MO、HO組大鼠體內(nèi)E2水平升高約為25.2%、4.9%，LO組大鼠體內(nèi)E2降低約為18%；與OVX組比較，LO、MO、HO組大鼠體內(nèi)E2升高約為16.1%、77.3%、49.3%；洋蔥粉干預(yù)各組大鼠體內(nèi)E2水平兩兩比較有顯著差異性，MO組大鼠體內(nèi)E2水平最高，說(shuō)明洋蔥粉干預(yù)能增加體內(nèi)E2水平，但是需要合適劑量洋蔥才能達(dá)到最高E2水平。這可能與洋蔥中含有黃酮類(lèi)植物雌激素，能提高體內(nèi)雌激素水平有關(guān)[17]。

本研究的局限性，沒(méi)能測(cè)量12周中血清Ca、P、E2的含量水平，設(shè)計(jì)中測(cè)量骨密度值間隔時(shí)間可能較大，以及影響骨質(zhì)疏松較大的血清指標(biāo)等有待后續(xù)進(jìn)一步研究。

綜上所述，洋蔥具有提高去卵巢大鼠BMD的作用，能夠提高血清鈣、磷的含量，同時(shí)提高雌二醇水平含量，在一定的程度上提高雌激素水平，達(dá)到防治骨質(zhì)疏松癥的目的。