一种云南习用骨碎补对摘除卵巢所致大鼠骨质疏松的治疗作用

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  作者简介:郑永仁(1965~),男,云南楚雄人,实验师,主要从事实验动物和动物实验工作;
  通信作者:杨和金(19725~),男,云南省牟定人,高级工程师,主要从事新药开发,药理研究,动物疾病模型研究以及物实验动物管理等方面工作,邮箱:yanghejindayuan@siancom
  摘要:目的:研究云南习用骨碎补老鹰翅膀对摘除卵巢所致大鼠骨质疏松的治疗作用。方法:雌性SD大鼠,除正常空白组(假手术组)外、其余大鼠去卵巢造成大鼠骨质疏松模型,随机分为模型组、阳性组(雌二醇组)及老鹰翅膀低、中、高剂量组,每组12只大鼠,观察给予老鹰翅膀治疗60 d后大鼠骨质量、骨密度、骨组织形态计量学及血浆中磷、钙、碱性磷酸酶(ALP)及骨生物力学指标的变化。结果:与空白组比较,模型组的大鼠骨密度、骨质量均有不同程度的降低,血浆中ALP显著升高,Ca含量降低,骨生物力学指标显著降低,骨小梁数量减少,骨皮质厚度变薄,成骨细胞数显著降低,破骨细胞数显著升高,与模型组比较,阳性药组及经老鹰翅膀治疗60d后的三剂量组,摘除卵巢所致骨质疏松大鼠的骨密度、骨质量均有不同程度的升高,骨组织形态计量学参数变化均有显著性差异,血浆中ALP显著降低,Ca、P含量升高,骨生物力学各指标显著升高,骨小梁数量增加,骨皮质厚度变厚,成骨细胞数显著增加,破骨细胞数显著降低。结论:老鹰翅膀对摘除卵巢造成的大鼠骨质疏松有一定的防治作用。
  关键词:骨质疏松;去卵巢大鼠;骨碎补;模型
  中图分类号:R2856
  文献标识码:A
  文章编号:1007-2349(2013)07-0057-03
  骨质疏松(Osteoporosis OP)是一种全身代谢性骨骼疾病,主要特征表现为全身骨量减少和骨组织微细结构退化,引起骨脆性增加和骨密度降低,骨折危险性增加[1]。随着中国人口老龄化问题日趋严重,老年性骨质疏松症患者愈来愈多。
  祖国的中医药在治疗骨病有悠久历史和有效地方法,中医理论认为骨质疏松症病机为肾虚精亏,髓虚脉痹,肾主骨,肾水既痼,则诸骨枯,导致肾虚腰脊疼痛、下肢痿弱、耳鸣耳聋等症。骨质疏松症病位在骨,其本在肾,从肾着手治疗是根本大法之一。肾与骨的生理、病理有密切关系,即“肾主骨”的理论。骨碎补味苦、性温,入肝、肾经。功用补肾活血、止血,始载于《雷公炮炙论》,主治肾虚腰痛,跌打闪挫,骨伤,风湿痹痛,临床多用于各种骨病。按照中医理论骨碎补可以治疗各种原因导致的由于肾虚引起的骨质疏松。
  正品骨碎补:为水龙骨科植物槲蕨Drynaria fortunei(Kunze)JSmith的干燥根茎,性温,味苦,入肝、肾二经,具有补肾、活血、止血的功能。现代研究表明:骨碎补根茎主要含柚皮苷物质和总黄酮,总黄酮对骨质疏松症导致的骨密度下降有明显抑制作用[2]。骨碎补总黄酮可以在抑制破骨细胞活性的同时,促进成骨细胞增殖。在近几年的临床应用中也证明骨碎补总黄酮对骨质疏松的治疗作用疗效确切。本实验所用老鹰翅膀为云南民间习用骨碎补,以下代号:LYCB,观察LYCB对去卵巢骨质疏松大鼠模型的响,探究其是否具有正品骨碎补防治骨质疏松症的作用,为其临床有效性提供实验依据。
  1 材料方法
  11 材料 LYCB为石莲姜槲蕨D propinqua(Wall1)J Smith(四川、广西)中的老鹰翅膀的提取物,提取率为75%,由云南省药物研究所天然药物筛选中心化学组提供;雌性SD大鼠,体质量(300 ±20)g,饲料:SPF大鼠繁殖颗粒饲料,由昆明医学院实验动物中心提供,生产许可证:SCXK(滇)2005-0008,SCXK(滇)2005-0009;动物使用许可证:SYXK(滇)2005-0001;戊巴比妥钠,sigma公司;雌二醇,上海通用药业股份有限公司,批号100801;钙(Ca)、磷(P)、碱性磷酸酶(ALP)试剂盒,南京建成生物工程研究所,批号20110714。AG285型电子分析天平,METTLERTOLEDO公司;多功能彩色病理图像分析管理系统—ZKPALS,北京北海公司;DXC600全自动生化分析仪,贝克曼公司;PV-200足趾容积测量仪,成都泰盟科技有限公司;YLS-16A小动物骨骼强度仪,淮北正华生物仪器设备有限公司生产。
  12 方法
  121 实验分组和造模 除12只大鼠留为空白组外,其余大鼠以04%的戊巴比妥钠麻醉,固定大鼠,在其最末肋骨下与腹正中线交叉处去毛、消毒切开腹部皮肤、肌肉分别摘除双侧卵巢,缝合切口,抗感染处理;将手术成功的大鼠随机分为模型组、雌二醇(阳性药对照)组和LYCB低、中、高剂量组,每组12只。假手术组12只,只做手术切口,不去除卵巢。ig给药60天,LYCB低、中、高剂量组按01、02、04 g/kg体重剂量给药,阳性药组按007 g/kg体重剂量雌二醇给药,假手术组和模型组给予阳性组等体积的生理盐水,每3天称一次体重。
  122 指标测定 LYCB治疗60 d后,麻醉动物后颈动脉取血,分离血清,用自动生化分析仪测定血清中钙、磷的含量,碱性磷酸酶(ALP)活性。摘取子宫称重,计算子宫系数。
  取左侧股骨称量质量,计算骨质量系数;将左侧股骨采用Archimedes原理,用玻璃容器法将骨浸入PV-200足趾容积测量仪中,测得骨标本的体积V,然后在室温下,真空干燥至恒重,称量干重,计算骨密度。将左侧测定骨密度后的股骨置烘箱中烤至恒定质量(90 ℃,24 h),测定其质量;在干燥至恒重的马福炉中灰化(800 ℃,6 h),测定灰质量。取右股骨用YLS-16A小动物骨骼强度仪测定各组骨标本的抗折力。
  取右侧桡骨,常规固定,脱钙,切片,HE染色,应用多功能真彩色病理图像分析仪于100倍下,在干骺端生长板下1~4 mm近皮质处取视野,为测量范围,进行骨组织形态计量学测定,计算骨小梁个数、平均骨皮质厚度,在高倍镜视野下观察多核破骨细胞数及成骨细胞数。   235 数据统计 所有数据采用Excel-2003软件处理,正态分布的进行t检验和相关性分析,所有数值均以( ±s )表示。P<005认为有统计学意义。偏态分布资料采用秩和检验。
  2 结果
  21 子宫指数,Ca、P含量及ALP活性变化:结果表明与假手术组比较,模型组子宫指数明显降低,P 和ALP浓度明显升高,说明模型组动物碱性磷酸酶分泌增加;阳性组和LYCB低、中、高剂量组与模型组比较,子宫指数和Ca升高,p和碱性磷酸酶含量降低,但无显著差异。结果见表1
  22 骨质量、骨密度、抗折力及骨灰分变化:模型组结果表明与假手术组比较,骨湿重指数、骨密度抗折力指数、骨灰分指数明显降低,而阳性组和LYCB各剂量组均有不同程度的增高,有的组与模型组比较升高差异显著,结果见表2。
  23 大鼠骨组织形态计量学和骨细胞变化:模型组结果表明与假手术组比较,骨小梁数、骨皮质厚度成骨细胞数明显降低,破骨细胞数明显增加;而阳性组和LYCB各剂量组,骨小梁数、骨皮质厚度成骨细胞数均有不同程度升高,破骨细胞数明显减少。
  24 结论:LYCB各剂量组能不同程度升高子宫指数、Ca、骨湿重指数、骨密度抗折力指数、骨灰分指数、骨小梁数、骨皮质厚度和成骨细胞数,P和碱性磷酸酶含量降低,破骨细胞数明显减少,说明LYCB能明显降低切除卵巢大鼠的骨丢失,增加骨生成的作用,具有正品骨碎补的抗骨质疏松作用。
  3 讨论
  31 摘除卵巢致大鼠骨质疏松模型的建立 骨质疏松症是以骨量降低和骨组织显微结构破坏为特征,导致骨脆性增加和易于骨折的代谢性骨病[3]。其机制是骨吸收与骨形成作用的失衡,导致骨骼的生理结构发生改变,骨的质量降低而容易发生骨折[4]。骨质疏松症在绝经后妇女发病率最高,雌激素缺乏是PMOP的首要病因。雌性大鼠的卵巢被切除以后,松质骨的骨量减少,骨代谢活跃,骨强度下降,伴随骨转换增强出现松质骨明显骨丢失,然后部分部位骨丢失速度减慢。这些松质骨骨丢失是伴随骨转换增强而进行的,这种特性较好地模仿了人正常绝经时高转换型骨质疏松发生时的骨丢失状态。同时,手术后雌性大鼠在骨质疏松性骨折和骨量减少部位上,也表现出与人类很大的相似性。切除卵巢的大鼠经给予合适的雌激素进行替代试验时并不增加骨转换和骨丧失。这与绝经后妇女对雌激素替代法的反应相一致[5]。手术摘除大鼠的双侧卵巢(OVX)形成骨质疏松模型,已被公认和采纳,经7~12周就可造成模型。本实验采用摘除卵巢大鼠为模型,能较好的模拟绝经后妇女骨质疏松症状。
  本实验采用6月龄雌性大鼠切除卵巢法建立骨质疏松模型[6~7],从60 d后模型组与假手术组的子宫指数降低,骨密度与骨矿物质含量有显著性差异,抗折力指数降低,骨灰分指数降低,同时血清中Ca浓度明显降低,ALP显著升高,股骨骨小梁数量减少,皮质变薄,成骨细胞数减少,破骨细胞数增多证明骨质疏松造模成功。
  32 LYCB对模型大鼠血清ALP、Ca、P含量的影响 血清ALP是常用的评价骨形成和骨转换的指标。血清中ALP有50%来自于破骨细胞分泌,而另一半绝大部分来源于肝脏。血清ALP活性可反映破骨细胞活跃情况。本实验结果显示:LYCB组与模型组比较,血清中ALP有降低趋势,表明LYCB具有抑制骨吸收,降低骨吸收,提高骨质量的作用。
  钙和磷是人体不可缺少的物质,他们以无机盐的形式存在于骨组织中。钙摄入不足是导致骨质疏松的一个重要因素,特别是女性对钙的摄入量一般要低于男性,而随年龄增长肠道的钙吸收能力又明显减低[8]。本实验结果显示:与模型组比较,LYCB高剂量组血清Ca含量显著升高,而P含量有升高趋势,表明LYCB能抑制血浆中Ca、P含量的丢失。
  33 LYCB对模型大鼠骨密度和骨组织形态学的影响 骨组织强度与骨量有关,还与骨组织结构关系密切[9]。骨量减少是骨质疏松症的主要病理变化之一,亦是引起骨质疏松骨折的一个主要原因,在临床及研究中常用骨密度(BMD)表示骨量。本实验结果显示:LYCB组与模型组比较,大鼠骨密度有显著提高,骨灰分指数增高。大鼠骨小梁数目增多,骨皮质厚度增加,表明LYCB能有效抑制摘除卵巢导致的骨矿物质丢失和骨组织显微结构的改变,抑制骨密度和骨质量的降低,增加机体骨的机械强度。
  34 LYCB对模型大鼠骨力学的影响 骨质疏松后,骨的结构和材料力学性能参数均有不同程度的下降,骨抵抗外力的能力降低[10]。而一种药物对骨质疏松的治疗效果也可通过用药前后骨的力学性能变化情况,最直观的表现出来,即力学性能参数是反映和评价骨质量的最直接的指标。本实验结果显示:空白组与模型组比较,模型组骨生物力学参数显著降低,这与临床骨质疏松容易导致骨折的情况吻合,而LYCB组骨生物力学参数显著提高,表明LYCB能防止骨韧性、降低骨脆性增加,从而减少大鼠骨折的发生率,增强抵抗外力冲击能力。
  35 LYCB对模型大鼠骨细胞的影响 成骨细胞是参与骨代谢的重要细胞,它与破骨细胞共同维持着骨代谢重建的平衡。在骨代谢的过程中,破骨细胞在骨吸收过程中起着主要的作用,旧骨被吸收的速度和持续时间取决于破骨细胞的骨吸收活性和破骨细胞的数量。如果破骨细胞的骨吸收活性降低,则骨吸收的范围减少;反之,则吸收的范围增大。骨质疏松发生的机理是骨吸收大于骨形成,在骨的重建过程中无法完全修复被吸收的骨质,使其骨量不断减少,骨质下降。因此,治疗骨质疏松的关键是促进成骨细胞的成骨过程,缓解破骨细胞的破骨过程[11]。本实验结果显示:LYCB组与模型组比较,模型组成骨细胞数显著减少,破骨细胞数显著增多,而LYCB组成骨细胞数显著增多,破骨细胞数显著减少,表明LYCB能促进成骨细胞的增多,抑制破骨细胞的增加,从而促进骨形成,抑制骨吸收。
  综上所述,LYCB能有效抑制摘除卵巢所致骨质疏松模型大鼠的骨质丢失,抑制骨吸收,促进骨形成,改善骨代谢的负平衡状态,与正品骨碎补一样对摘除卵巢导致的骨质疏松症具有良好的防治作用,但对于减少骨质丢失的作用机理还不明确,有待进一步研究。
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