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目的：研究不同载荷情况下，运动对去势大鼠骨关节软骨的形态学和代谢方面的影响，为预防和防治骨质疏松（osteoporosis，OP）提供临床指导。方法：50只雌性Sprague-Dawley (SD)大鼠，成功制备为骨质疏松模型后，随机分为安静组、运动组、低载荷运动组、中载荷运动组、高载荷运动组，每组各10只；运动三个月后处死大鼠，切取膝关节标本，抽取大鼠的血液，测定大鼠血液中无机离子的含量，进行大体病理观察:苏木精-伊红染色（Hematoxylin and Eosin，HE）、番红O（Safranin O，SO）染色、甲苯胺蓝染色及应用酶联免疫吸附试验（Enzyme-linked immunoabsorbent Assay，ELISA）方法检测基质金属蛋白酶3（Matrix metalloproteinase-3，MMP–3），免疫组化检测Ⅱ型胶原蛋白的含量。结果：形态学方面，中载荷运动组的HE染色、番红O染色、甲苯胺蓝染色均较安静组、运动组、低载荷及高载荷运动组深；高载荷去势运动组的Mankin′s评分以及血清中MMP–3的含量均高于安静组、运动组与低、中载荷去势运动组（P＜0.05），Ⅱ型胶原蛋白含量与关节软骨的厚度明显低于其他组（P＜0.05），钙磷含量也较其他组明显升高（P＜0.05）；中载荷去势运动组Mankin′s评分、血清中MMP–3表达均低于安静组、运动组与低、高载荷去势运动组（P＜0.05）；Ⅱ型胶原蛋白含量及关节软骨的厚度却较其他组明显增高（P＜0.05），钙磷含量也较其他组降低（P＜0.05）。结论：大鼠膝关节软骨在不同的载荷运动下呈现不同的改变。低载荷运动对膝关节软骨无显著影响，高载荷运动引起大鼠膝关节软骨退变，导致血液中MMP-3含量增加及胶原结构、蛋白多糖的破坏，引起细胞基质的流失，从而出现软骨的退行性改变。根据形态学及代谢的结果，中载荷运动对于维持骨关节软骨的稳态是最有利的。因此在预防和治疗骨质疏松症中，中等负荷运动有更好的临床意义。