前言 模拟失重条件下细胞的生长与分裂受到影响，细胞间的接触减弱，骨髓脱矿物盐，造成骨质疏松或骨萎缩，不利于骨折愈合及创伤组织的再生。骨短距蛋白是机体自身骨组织产生的一种具有局部调节作用的活性物质，在骨骼的构建与重塑中起到了非常重要的作用，如骨形成蛋白(BMP)、骨钙素(OC)、骨桥素(OPN)等。对骨短距蛋白进行深入研究，有助于揭示骨代谢异常机理。已有研究证明，在失重条件下，某些蛋白的活性及形成会受到影响，进而导致在骨骼结构功能方面产生变化。目前研究较多的是OC，许多文献报道在失重条件下骨和血清OC含量显著降低；但对BMP的研究却不多。此外，目前国内外研究资料表明，大鼠头低尾部悬吊的动物模型是比较理想的模拟失重动物模型，已在医学界广泛加以采用。故本研究主要应用组织化学、分子生物学的技术，观察后肢骨折的大鼠在模拟失重情况下的愈合过程、组织形态和细胞因子的变化及其特点。阐明模拟失重影响骨折的机理，为今后航空航天医学的发展应用提供一定的参考意义。 材料与方法 本研究将64只大鼠随机分为八组：失重1组(A)：骨折形成后立即对动物头低位尾悬吊7天取材；失重2组(B)：骨折形成后立即对动物头低位尾悬吊14天取材；失重3组(C)：骨折形成后立即对动物头低位尾悬吊21天取材；失重4组(D)：骨折形成后立即对动物头低位尾悬吊28天取材；对照1组(E)：骨折形成后动物自由活动7天取材；对照2组(F)：骨折形成后动物自由活动14天取材；对照3组（G＊骨折形成后动物自由活动21天取材；对照4组（H厂骨折形成后动物自由活动28天取材。各组研究对象年龄、体重＼性别、营养状态匹配。 首先建立大鼠骨折模型：麻醉方法采用氯胺酮ketamine和846液，注射途径采用腹腔内注射。手术方法是随机选择大鼠的单侧后肢（左或右厂将大鼠单侧跳骨中段用剪刀剪断，再缝合伤口，完成骨折模型的建立。然后建立骨折大鼠失重模型：在麻醉状态下，将大鼠尾部使用氧化锌胶布固定在鼠笼顶壁，上肢可活动并触及笼底。鼠与鼠之间及鼠与笼壁间保持足够的距离以免影响头低尾悬吊模型的建立。常规喂养并定期检查及清理。最后使用颈部折断法处死大鼠，按病理科要求取得脏骨标本并固定。使用二步法免疫组化检测BMP。同时行透射电镜观察标本。 实 验 结 果 一、免疫组化的定量标准：随机选取10个高倍镜视野，平均阳性细胞＜10个，定为阴性（一人平均阳性细胞10－50，为阳性（十八平均阳性细胞＞50个，为强阳性（－H－－－－－－－一人 1．A组与 E组相 匕，X‘＝1．640（P＞0．05），无显著性差异。 2．B组与 F组相 匕，X‘＝3．000（0．05＜P＜0．门，有显著性差异。 3．C组与 G组相匕，X丁一4．063（0．025＜P＜0．05），有显著性差异。 4．D组与 H组相匕，X’＝4．655（0．025＜P＜0．05），有显著性差异。 二、光镜、电镜病理结果： 实验组与对照组相比，骨折早期及晚期的愈合明显延迟。 ·2· 讨 论 失重是身体任何部分或者系统之间没有压力差，它引起骨一肌肉形态重力负荷的消失。失重对骨骼的影响是：1．骨膜生成受抑制，在医骨干能端较明显。2．出现生长停止线。3．干能区成骨细胞数目减少。骨的变化主要是由于代谢和功能负荷水平的改变引起。BMP是一种与骨细胞分化有关的酸性蛋白，分子量17500D。目前已知有 17 种，f【MPZ－17属于 TGF－p超家族。BMP能够诱导血管周围间充质细胞分化为软骨细胞和骨细胞，从而诱导骨形成。BMP可由成骨细胞产生并主要与骨基质结合，很少释放到骨外。BMP的主要生物学作用是诱导未分化的间质细胞分化形成软骨和新生骨，还能增加 AKP活性和胶原合成。 在飞行大鼠骨折愈合的影响研究中发现骨折愈合被抑制，骨痴形成甚少，碎骨片不能被充分固定，类骨质相对容量上升，以及与其共存的成骨细胞数量和功能下降，导致失重状态下新形成骨的矿物质紊乱。对已骨折的脉骨和未骨折的胜骨的分析显示，真空失重状态下或尾部悬吊状态下14天可产生相似的变化。后肢悬吊亦称头低位悬吊或尾悬吊，是一种消除后服负荷以模拟空间微重力环境的方法。头低位倾斜被认为是继研究人员发现在模拟人在微重力下的情况中头低位卧床比水平卧床要好之后的理想方法。在这类研究中观察到的生理变化和体液移动改变类似于航天员在空间飞行期问发生的变化。除此之外，头低位定向允许研究人员在悬吊动物时使其前肢保持与”地面”的接触，而后肢被随意悬吊。这种姿势可使研究深人到长期去负载对承重骨和与运动和状态相关的骨骼生理和形态的影响。目前，大鼠头低尾部悬吊的动物模型是较为理想的模拟失重的动物模型。 有研究显示太空飞行期间骨折愈合拖延。本实验发现尾吊组 ·3·骨质和骨膜中阳性着色明显弱于对照组，且骨髓细胞中BMP一二