糖尿病性股骨头缺血坏死发病机制的研究

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一.背景:非创伤性股骨头缺血坏死的发病率呈逐年上升趋势,而糖尿病(DM)作为发病因素之一,目前对其病变特征及病理机制尚未阐明,临床防治缺乏理论依据。 二.目的:探讨DM引发股骨头缺血性坏死(ANFH)的基本病理过程,初步阐释糖尿病性股骨头缺血坏死(DANFH)的发病机制,为其临床有效防治提供客观的理论依据。 三.方法: 1.建立实验动物病理模型:采用腹腔内1次注射60mg/kg体重链脲佐菌素(STZ)的方法,建立速发型链脲佐菌素SD大鼠DM模型。 2.具体分组:160只大鼠按性别随机抽取56只(雌雄各半)分为4组,每组14只,作为空白对照组,其余104只进行STZ造模。每天测尿糖1次,48小时后剪尾法取血测非空腹血糖1次,1周后再次剪尾取血测血糖1次。然后取尿糖始终在+++以上,两次血糖均超过16.7mmol/L者为DM造模成功鼠。随机抽取DM造模成功鼠56只(雌雄各半),按性别随机分为4组,每组14只,作为DANFH实验组。8组动物分别于4、8、12、24周时分批处死取材。 3.检测指标:以组织病理学、超微形态学、生物力学、骨及血尿生化学、血液流变学、骨代谢、微循环、氧自由基代谢等为指标进行对照研究。 四.结果: 1.实验组动物电镜下均可见骨小梁表面成骨细胞减少,活性降低,光镜下见股骨头软骨层较薄,软骨下骨小梁变细,间距增大,非常稀疏,结构紊乱,部分断裂甚至消失。股骨头压缩强度及应变能力明显降低,各实验组的股骨头极限载荷与同期对照组比较降低非常显著(P<0.01或P<0.05)。同时,各实验组大鼠与同期对照组比较,代表骨吸收的尿Ca、P、HOP排泄量均有显著或非常显著的增多(P<0.01或P<0.05);而代表骨形成指标的血清BGP水平均明显降低,尤其是在第12周和第24周时降低更为显著 (P<0.05);血钙及钙磷乘积显著下降(P<:0 .01);骨Ca、HOP含量及Ca/HOP比值均有显著和非常显著的降低(P<0.05或P<0 .0:[)。 2.实验组动物于透射电镜下观察可见股骨头骨细胞呈不同程度的坏死,细胞器结构模糊不清,胞质内出现大小不等的脂滴,骨髓组织增生减低,脂肪细胞增多、增大。光镜下可见髓内造血组织减少,骨细胞变性坏死,空缺骨陷窝数从第4周起即有增多现象,至第8周时显著增多(P<0 .05),从第12周开始增多极其显著,空缺骨陷窝计数高达19.8%,比较同期对照组有极其显著性差异(P<0.001)。肝细胞脂肪变性,在肝细胞中可见脂肪滴,肝细胞内出现大小不等的脂肪空泡,胞体肿胀,胞核被压至一边,呈气球样变。各实验组与同期对照组比较TC、TG含量均有显著和非常显著升高(P<0.05或P<0.01),其中第8周实验组的TG含量与同期对照组比较升高非常显著(P<0 .01),其升高的幅度接近1倍。同时,存在全血低切粘度、全血高切粘度、血浆粘度、红细胞聚集率、红细胞压积、纤维蛋白原升高的特点,与同期对照组比较均有显著和非常显著的差异性(P<0 .05或P<0 .01);红细胞变形指数与同期对照组比较呈显著降低(P<0 .05或P(0 .01)。 3.实验组动物与同期对照组比较血浆ET一1、TXBZ水平以及T/K比值均有显著或非常显著的升高(P<0.05或P<0.01),而6一Keto一PGFI。水平则显著降低(P<0.05),ET一1与TXBZ、6一Keto一PGFI。、T/K比值呈高度相关性。同时,实验组大鼠血清SOD活性与同期对照组比较显著降低(P<0 .05),而MDA含量则显著增高(P<0 .05),两者呈显著负相关。 五.结论: 1 .DM骨矿物质代谢紊乱,骨吸收增加,骨形成不足,引发骨质疏松。股骨头因应力的作用出现显微骨折及软骨下骨压缩而.塌陷,压迫骨内微血管引起缺血,这是导致DANFH的一个重要病理过程和发病原因。 2.DM脂质代谢紊乱,引起高脂血症。由于骨内血管的脂肪栓塞、髓内高压静脉回流受阻、骨细胞“占位性”脂肪变性、股骨头内小动脉炎等多因素的累积效应,使血供中断,最终导致DANFH。 3.DM血液流变学异常,血液呈高粘滞状态。由于血流癖滞,微循环减缓或障碍,导致股骨头的血供减少,缺血而坏死。同时,血流变异常的早期出现,提示其可能较早参与了DANFH的发生与发展。 4.DM长期糖代谢紊乱,高糖血症引发血浆ET一1、TXBZ以及T/K值的平衡失调参与 2忿和促使微血管病变的发生,微血管强烈而持久的收缩作用直接影响股骨头的微循环和物质代谢,最终导致其缺血坏死。同时,自由基代谢异常,脂质过氧化反应可能加速了微血管病变,加剧了股骨头微循环障碍,促进了DANFH的发生。 5.DM引发ANFH的一系列病理改变应归责于气滞血癖和痰阻血癖。由于其符合血癖证的病证实质,因此,DAN阳应以血癖为定论,以活血化癖为治疗大法,且应贯穿于DANFH中医治疗的全过程。
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