電針對去卵巢大鼠骨密度及生物力學的影響

王亞軍 張來舉 宋凱 浪萬英 宋亞文

甘肅中醫藥大學針灸推拿學院，甘肅 蘭州 730000

絕經后骨質疏松癥(postmenopausal osteoporosis，PMO)多發生在絕經后婦女，由于卵巢功能衰退，雌激素水平降低，導致骨量減少及骨組織顯微結構退化、骨強度降低、骨脆性增加，易發生骨折的全身代謝性骨病[1-3]。PMO引起的骨痛、骨骼變形及出現合并癥嚴重影響老年人的身體健康和生活質量，PMO的危害及防治已成為當今熱點問題之一。當前PMO的治療主要以藥物為主，但大多存在價格昂貴、副作用大、長期耐受性差等問題[4，5]。近年來，針灸療法在治療PMO的臨床和實驗研究中取得了一定進展，并以其安全簡便、無不良反應和療效顯著等優點而日益受到重視，但在療效評價和治療機制方面仍存在許多未解決的問題[6,7]。本實驗通過觀察電針對去卵巢骨質疏松模型大鼠骨密度、生物力學的影響，探討該法對PMO在骨質改善方面的療效為其機理的研究提供科學實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組

選取60只SPF級雌性SD大鼠，日齡60 d左右，體質量180～220 g，飼養溫度(22±2)℃，濕度50%～70%，飲用純凈水，食用標準鼠類飼料，由甘肅中醫藥大學科研動物實驗中心提供(許可證號：SCXK(甘)2011-0001)，實驗動物質量合格證編號：62001000000276。按隨機數字表法分為空白組、假手術組、模型組、藥物組、電針組，各12只。

1.2 藥物及主要儀器

戊酸雌二醇片(拜耳醫藥保健有限公司，生產批號：199A3)；水合氯醛(保定市凌業商貿有限公司，生產批號：G3045)；針灸針(Ф0.35×13 mm，蘇州華佗醫療器械有限公司生產)；電針儀(上海華誼醫用儀器有限公司，型號SDZ-Ⅱ)；Prodigy DXA (GE公司，美國)；AGS-J系列精密電子萬能材料試驗機(島津公司，日本)。

1.3 實驗方法

1.3.1骨質疏松模型建立：按照文獻[8]方法造模:將模型組、藥物組、電針組大鼠以0.3 mL/100 g的10%水合氯醛溶液腹腔注射麻醉，腹位固定，在其最末肋骨下，腋中線與距脊柱外側約1 cm交叉處備皮、消毒，切開皮膚約1～1.5 cm，依次切開肌肉，剪開腹膜進入腹腔，用小鑷子輕輕將白色發亮脂肪團拉出切口外，分離脂肪團，便可見到粉色菜花樣卵巢，先將卵巢下端輸卵管用絲線結扎，然后摘除雙側卵巢，觀察無異常后，切口分層縫合，外部敷以消炎粉?？瞻捉M不做任何處理，假手術組只暴露雙側卵巢但不切除。造模后飼養13周，去卵巢大鼠骨質疏松模型成功建立并開始進行治療干預。

1.3.2干預方法:電針組選取“腎俞”、“脾俞”、“三陰交”、“足三里”，穴位定位參照《實驗針灸學》[9]類比取穴，將大鼠穴位局部剪去鼠毛，穴位和針具常規消毒后，用0.35×13 mm不銹鋼毫針快速刺入皮下一定深度，接入電針儀，頻率為2 Hz，斷續波，刺激強度1.0mA，以局部見肌肉輕微收縮為佳[10,11]，每次電針刺激15 min，1次/1 d，連續治療5 d，間隔2 d，20 d為1個療程，治療3療程，同時灌服與藥物組相同體積的蒸餾水；藥物組大鼠給予1 mL/100 g體質量的0.02 mg/mL戊酸雌二醇水溶液灌胃(給藥劑量按照大鼠體表面積比值折算得來)[8,12]，療程同電針組；空白組不予處理，常規飼養；模型組、假手術組大鼠灌服與藥物組相同體積的蒸餾水，療程同電針組。

1.4 指標檢測

1.4.1離體骨組織BMD檢測:治療期滿3個療程后用10%水合氯醛溶液腹腔注射麻醉并處死，分離出椎骨和股骨，剝除附著的軟組織，用經生理鹽水浸透的醫用紗布包裹左側股骨和椎骨，放置于-20 ℃冰箱中保存待用。使用雙能X線BMD儀(DXA)檢測左側股骨和腰椎的BMD，將解凍后的骨樣本整齊的擺放在檢測床上開始檢測，結果用g/cm2表示。

1.4.2生物力學檢測:三點彎曲試驗：將檢測完BMD的左側股骨用AGS-J系列精密電子萬能材料試驗機檢測最大載荷和彈性模量。具體方法:將股骨頭凹面朝下，股骨頭端朝前的位置放置于跨距為17 mm的兩個支撐點上，壓頭大概在股骨長度中間位置的正上方給標本施加向下10 mm/min的載荷，直至股骨斷裂，最后記錄并計算最大載荷和彈性模量，股骨斷裂前所能承受的最大力為最大載荷，股骨斷裂時所承受的力為斷裂載荷。

壓縮試驗:將檢測完BMD的椎骨分離出第4腰椎，剝除椎體上附著的軟組織，將徹底融化后的第四腰椎的上下兩側用砂紙打磨平整，放置在加載平臺上，加載方向和椎體生理方向保持一致放置于加載平臺上。壓頭向下給標本施加以10 mm/min的加載速度，直至椎體碎裂后，記錄并計算最大載荷和彈性模量。

1.5 統計學方法

2 結果

2.1 大鼠股骨、腰椎BMD測定結果

如表1所示：與假手術組比較，模型組骨密度顯著降低(P<0.01)；與模型組比較，電針組與藥物組大鼠BMD顯著增高(P<0.01)；電針組與藥物組大鼠BMD相比假手術組明顯降低(P<0.01)，提示針刺能夠顯著提高去卵巢大鼠骨密度，但未恢復到正常水平。

表1 各組大鼠股骨、腰椎BMD骨密度檢測結果

注: 與假手術組比較,*P<0.05，**P<0.01；與模型組比較,▲P<0.01，▲▲P<0.01

Notes:*P<0.05,**P<0.01, compared with sham operation group;▲P<0.01,▲▲P<0.01, compared with model group

2.2 三點彎曲試驗結果

如表2所示：與假手術組比較，模型組彈性模量、最大載荷顯著降低(P<0.01)。與模型組比較，藥物組大鼠彈性模量、最大載荷顯著增高(P<0.01)，電針組彈性模量、最大載荷明顯增高(P<0.01)，電針組與藥物組大鼠彈性模量、最大載荷相比假手術組明顯降低(P<0.01)，提示針刺干預后大鼠彈性模量、最大載荷雖有提高但未恢復到正常水平。

2.3 壓縮實驗結果

表3顯示：與假手術組比較，模型組大鼠彈性模量、最大載荷顯著降低(P<0.01)，與模型組比較，藥物組大鼠彈性模量、最大載荷顯著增高(P<0.01)；電針組大鼠彈性模量、最大載荷明顯增高(P<0.01)，電針組與藥物組大鼠彈性模量、最大載荷相比假手術組明顯降低(P<0.01)，提示針刺干預能夠顯著提高去卵巢大鼠彈性模量、最大載荷，但未恢復到正常水平。

表2 各組大鼠股骨三點彎曲試驗結果

注: 與假手術組比較,*P<0.05，**P<0.01；與模型組比較,▲P<0.01，▲▲P<0.01

Notes:*P<0.05,**P<0.01, compared with sham operation group;▲P<0.01,▲▲P<0.01, compared with model group

表3 各組大鼠第4腰椎壓縮試驗結果

注: 與假手術組比較,*P<0.05，**P<0.01；與模型組比較,▲P<0.01，▲▲P<0.01

Notes:*P<0.05,**P<0.01, compared with sham operation group;▲P<0.01,▲▲P<0.01, compared with model group

3 討論

中醫理論認為腎主骨藏精，腎精對骨的發生、成長及退化起著重要作用；脾主四肢，歸百骸之母，氣血生化之源，脾化生精微借助于腎陽的溫煦，而腎中精氣依賴于水谷精微的充養，兩者相互滋養，互為因果，脾虛可導致腎虛及骨髓空虛，從而引起骨質疏松的發生。故PMO的基本病機是脾腎痿虛、骨枯髓痿為本、邪阻經絡為標，當以補腎健脾，輔以通絡為治療原則[13，14]。脾俞穴、腎俞穴具有健脾補腎的作用，三陰交為肝脾腎三經的交會穴，可補益三臟之虛，足三里為胃之下合穴有健脾和胃、扶正培元、通經活絡、升降氣機的功用，為全身強壯要穴，諸穴相配可有效改善PMO的臨床癥狀，從而達到較好的治療效果。

據統計[15-17]，PMO導致骨折的主要部位在股骨、盆骨和腰椎等處，因股骨、盆骨和椎骨起主要的支撐和受力的作用，50歲以上的中年婦女股骨和椎骨的骨量丟失最為嚴重，該部位發生骨折的可能性也最大。因此在探索PMO治療手段的過程中，對于動物模型的研究重點也更側重于對股骨和椎骨的研究。

骨密度常作為全面評價PMO骨強度和預測骨折危險性的一個可靠指標，本實驗通過DXA檢測大鼠左側股骨和腰椎的BMD，結果顯示模型組大鼠BMD與假手術組比較顯著降低(P<0.01)，這說明PMO模型復制成功，電針組與藥物組大鼠BMD相比假手術組明顯降低(P<0.01)，提示針刺能夠顯著提高去卵巢大鼠骨密度，但未恢復到正常水平。經過3個療程的干預，電針組，藥物組大鼠BMD比模型組明顯增高(P<0.01)；其中藥物組效果最佳，說明該模型造成了雌激素下降，故對應用戊酸雌二醇治療反應性較好，表明形成骨質疏松模型是由于雌激素的下降導致的。電針組BMD明顯升高，這表明給予針刺治療對改善機體PMO的BMD丟失有著積極作用，本研究從動物實驗的角度驗證了針刺對BMD的療效。

有學者[18]提出PMO發生時有骨量的流失與骨結構的改變，均可直接影響骨的生物力學性能，使骨的力學強度降低。因此檢測骨的生物力學性能的變化，可作為評價PMO及治療有效性的一個重要指標，也是反映和評價骨質量最有說服力的指標之一，本實驗采用股骨三點彎曲試驗和椎骨壓縮試驗來檢測相關骨組織生物力學性能，三點彎曲試驗結果顯示模型組彈性模量、最大載荷比假手術組顯著降低(P<0.01)，與模型組比較，藥物組大鼠彈性模量、最大載荷顯著增高(P<0.01)；電針組彈性模量、最大載荷明顯增高(P<0.01)；與假手術組比較電針組與藥物組比較有明顯性差異(P<0.01)。第4腰椎壓縮試驗結果顯示模型組彈性模量、最大載荷比假手術組顯著降低(P<0.01)，與模型組比較，電針組、藥物組大鼠彈性模量、最大載荷顯著增高(P<0.01)；電針組、藥物組與假手術組比較有顯著性差異(P<0.01)。提示針刺和藥物干預后都可以使大鼠骨組織生物力學性能升高，兩者療效相當，但都未恢復到正常水平。

本實驗的研究結果進一步證實以往的研究結果[19-20]：針刺對去卵巢大鼠BMD和生物力學性能都有很好的改善，但還未達到正常水平，我們考慮：(1)可能由于PMO是一個長期形成的過程，治療也同樣需要長期的過程，因此，今后的研究可考慮采用更長的研究周期，這樣能更好地突顯針刺的治療效果；(2)說明骨代謝疾病存在不可逆性，所以其預防比治療意義更加重大。針灸的療效具有整體性、多維度、多靶點的調節作用的特點，因此療效的評估除了骨密度和生物力學外，還應該對針刺治療產生的全身的、整體的調節作用給予深入探究。