目的:近年来随着人民生活水平迅速提高及人均寿命延长,2型糖尿病患病率逐年升高,由其所致骨质疏松症也随之增加。绝经后骨质疏松症是绝经后妇女高发病,我国60岁以上老年女性骨质疏松症发生率为90.48%。骨质疏松症是一种以骨量减少、骨组织微结构破坏为特征,导致骨脆性增加和易于骨折的代谢性骨病。骨折是骨质疏松症的严重并发症,预防骨质疏松性骨折发生是骨质疏松症治疗的根本目的。通过双能X线骨密度仪(DEXA)测量骨密度是目前诊断骨质疏松症金标准。但骨密度变化仅仅反映骨矿含量多少,骨组织和超微结构变化即骨强度(骨质量)与骨折发生更为密切。骨质疏松时骨量减少与骨结构改变均可直接影响骨生物力学,使骨强度降低,因此测定骨生物力学性能变化可作为评价骨质疏松骨强度的一个重要指标。然而,活体情况下难以测定骨的生物力学性能,应用双能X线骨密度仪测定骨密度仍然是临床骨质疏松诊断及观察疗效的重要手段。文献报道骨密度和骨生物力学性能存在相关性,但目前尚无定论。另有研究报道,2型糖尿病可引起骨量减少、不变或增加,本研究旨在建立2型糖尿病骨质疏松大鼠模型基础上,模拟绝经后和2型糖尿病骨质丢失状态,观察不同状态、不同时间骨密度与生物力学指标的关系,了解2型糖尿病骨密度变化,并进一步阐明骨密度用于评价骨脆性和预测骨折危险性的应用价值。方法:2.5-3月龄雌性Wistar大鼠100只,适应性喂养1周后随机分为正常对照组(NC组)24只、正常去卵巢组(NOVX组)26只、2型糖尿病组(DC组)24只、2型糖尿病去卵巢组(DOVX组)26只。组间大鼠体重无统计学差异。实验期间NC组和NOVX组常规饲料,DC组和DOVX组大鼠高糖高脂饲料(常规饲料中加入20%蔗糖、15%熟猪油、2.5%胆固醇)喂养8周,禁食12小时后左下腹腔给予STZ(STZ,0.1mmol/L,柠檬酸钠配制,pH4.2)30mg/kg注射。于实验第9周末选取尾静脉空腹血糖(FBG)≥7.8mmol/L且伴有胰岛素抵抗者作为T2DM动物模型,T2DM动物模型复制成功1周后无菌条件下NOVX组和DOVX组大鼠麻醉后行双侧卵巢切除手术。实验共持续22周。实验期间所有大鼠均自由进食水。第0、2、4、6、8、10、12周末各组大鼠测体重、血糖、胰岛素;所有大鼠于成模后0、2、4、6、8、10、12周末应用双能X线骨密度仪,采用小动物骨密度测定软件测定腰椎(L3-L6)、双侧股骨骨密度(Bone mineral density,BMD);成模后0周、4周、8周、12周末处死部分大鼠,取第3腰椎和右股骨进行生物力学实验。大鼠骨密度测定:10%水和氯醛腹腔注射麻醉大鼠,待大鼠处于昏睡状态,四肢肌肉松弛,仰卧位置于DEXA探头之下,固定四肢,使椎体保持竖直,双侧股骨保持水平状态,测定腰椎(L3-L6)、双侧股骨骨密度(BMD)。生物力学标本制备:处死大鼠后,完整取出右股骨、腰椎(L3-L6连续的椎体),剔除表面肌肉,置于4%甲醛中保存。实验前取出,牙托粉固定后,在生物力学试验机上进行最大应力及最大压缩力测定。所有实验数据均采用均数±标准差(x±SD)表示,计量资料多组间比较采用方差分析或秩检验,p<0.05认为有统计学意义。结果:1不同时间各组大鼠体重、血糖比较结果1.1体重比较NOVX组、NC组大鼠体重均呈增加趋势,且NOVX组大鼠因去卵巢体重增加明显,DOVX组大鼠体重无明显变化,DC组大鼠因糖尿病体重呈减轻趋势。0周NC与DC、DOVX组两两之间无明显差异(p>0.05),NC与NOVX之间无显著差异(p>0.05),NOVX组与DC、DOVX组之间有显著差异(p<0.05)。2周NOVX体重均显著高于其他各组(p<0.05),NC、DC、DOVX组两两之间无显著差异(p>0.05)。4周DC组大鼠体重最低且与NC、NOVX组有显著差异(p<0.05),NOVX组大鼠体重均高于其他各组且有显著差异(p<0.05)。6与8周任意两组之间比较均有显著差异(p<0.05),DC组大鼠体重最低,NOVX组大鼠体重最高。10周DC组大鼠体重均低于其余各组且有显著差异(p<0.05),NOVX组大鼠体重均高于其余各组且有显著差异(p<0.05)。12周NOVX组与其余各组之间比较均有显著差异(p<0.05),DC组与NC组之间有显著差异(p<0.05),而DOVX与DC、NC组之间无显著差异(p>0.05)。1.2血糖比较结果0周糖尿病组(DC、DOVX)FBG显著高于非糖尿病组(NC、NOVX)(p<0.05)。2周DC组、DOVX组FBG出现下降趋势,DC组FBG显著高于NC组、NOVX组(p<0.05),DOVX组FBG显著高于NOVX组(p<0.05),NC组FBG与NOVX组相比无显著差异(p>0.05),DOVX组FBG高于NC组但无显著差异(p>0.05)。4周DC组、DOVX组FBG继续呈下降趋势,且各组之间FBG无显著差异(p>0.05)。6周DC组、DOVX组FBG显著高于NC组、NOVX组(p<0.05),NC组FBG与NOVX组、DC组FBG与DOVX组之间均无显著差异(p>0.05)。8周DC组、DOVX组FBG显著高于NC组、NOVX组(p<0.05),FBG在NC组与NOVX组、DC组与DOVX组之间均无显著差异(p>0.05)。10周各组之间FBG均无显著差异(p>0.05)。12周各组之间FBG均无显著差异(p>0.05)。1.3胰岛素比较结果0周:糖尿病组(DC、DOVX)显著高于非糖尿病组(NC、NOVX) (p<0.05)。2周:DC组显著高于NC、NOVX、DOVX组(p<0.05),NOVX组显著低于其他三组(p<0.05)。DOVX组与NC组之间无显著差异(p>0.05)。4周:DC组显著高于NC、NOVX、DOVX组(p<0.05),其余各组两两之间比较无显著差异(p>0.05)。6周:各组之间两两比较无显著差异(p>0.05)。8周:DC、DOVX组显著高于NOVX组(p<0.05),其余各组两两之间比较无显著差异(p>0.05)。10周与12周:各组之间两两比较无显著差异(p>0.05)。2不同时间大鼠骨密度、生物力学指标比较结果2.1大鼠骨密度比较结果2.1.1腰椎骨密度0周任意两组间比较均无显著性差异,具有可比性。2周任意两组间比较仍无显著性差异(p>0.05)。4周NOVX组和DOVX组明显低于NC组和DC组(p<0.01),NOVX组和DOVX组、NC组和DC组比较无显著性差异(p>0.05)。6周NOVX组、DOVX组和DC组明显低于NC组(p<0.01),NOVX组、DOVX组和DC组之间两两比较无显著性差异(p>0.05)。8周NOVX组、DOVX组和DC组明显低于NC组(p<0.01),NOVX组和DOVX组明显低于DC组(p<0.01),NOVX组和DOVX组之间无显著差异。10周NOVX组、DOVX组和DC组明显低于NC组(p<0.01),NOVX组和DOVX组明显低于DC组(p<0.01),NOVX组和DOVX组之间无显著差异(p>0.05)。12周NOVX组、DOVX组和DC组均明显低于NC组(p<0.01),其中DOVX组降低最为显著,NOVX组、DC组和DOVX组之间两两比较无显著差异(p>0.05)。2.1.2双侧股骨骨密度NC组、NOVX组、DC组、DOVX组两两比较,各组间股骨骨密度在不同时间均无明显差异(p>0.05)。2.2生物力学指标比较结果2.2.1腰椎最大压缩力4周时,NOVX组和DOVX组明显低于NC组和DC组(p<0.01),NOVX组和DOVX组、NC组和DC组之间无显著差异(p>0.05)。8周时,NOVX组和DOVX组明显低于NC组和DC组(p<0.01),NOVX组和DOVX组、NC组和DC组之间无显著差异(p>0.05)12周时,NOVX组、DOVX组和DC组明显低于NC组(p<0.01),DC组明显低于NC组(p<0.01),NOVX组和DOVX组又明显低于DC组(p<0.01),NOVX组和DOVX组之间无显著差异(p>0.05)。2.2.2右股骨最大应力NC组、NOVX组、DC组、DOVX组两两比较,各组间右股骨最大应力在不同时间均无显著差异(p>0.05)。3相关分析结果3.1骨密度与生物力学指标相关分析结果腰椎最大压缩力与腰椎骨密度相关分析在各组均呈正相关(p<0.01):NC组(r=0.737,p=0.002),NOVX组(r=0.784,p=0.001),DC组(r=0.691,p=0.004),DOVX组(r=0.653,p=0.008)。右股骨最大应力与右股骨骨密度相关分析在各组均无相关性(p>0.05:NC组(r=0.05,p=0.86),NOVX组(r=0.273,p=0.477),DC组r=-0.012,p=0.968),DOVX组(r=0.156,p=0.667)。3.2骨密度、生物力学指标与血糖相关分析结果腰椎骨密度与血糖相关分析在各组均无相关性:NC组(r=0.115,p=0.293)(p>0.05) ; NOVX组(r=0.18,p=0.087)(p>0.05) ; DC组(r=0.204,p=0.073)(p>0.05);DOVX组(r=0.059,p=0.569)(p>0.05)。右股骨骨密度与血糖相关分析在各组均无相关性:NC组(r=-0.115,p=0.314)(p>0.05);NOVX组(r=-0.062,p=0.561)(p>0.01);DC组(r=-0.103,p=0.374)(p>0.05);DOVX组(r=0.007,p=0.942)(p>0.05)。左股骨骨密度与血糖相关分析在各组均无相关性:NC组(r=-0.037,p=0.752)(p>0.05);NOVX组(r=-0.035,p=0.752)(p>0.05);DC组(r=-0.065,p=0.598)(p>0.05);DOVX组(r=0.043,p=0.695)(p>0.05)。腰椎最大压缩力与血糖相关分析在各组均无相关性:NC组(r=-0.041,p=0.884)(p>0.05);NOVX组(r=-0.115,p=0.683)(p>0.05);DC组(r=-0.015,p=0.956)(p>0.05);DOVX组(r=0.374,p=0.208)(p>0.05)。右股骨最大应力与血糖相关分析在各组均无相关性:NC组(r=0.153,p=0.586)(p>0.05) ; NOVX组(r=0.177,p=0.648)(p>0.05) ; DC组(r=0.019,p=0.952)(p>0.05);DOVX组(r=0.445,p=0.198)(p>0.05)。结论:1 2型糖尿病和切除卵巢均促进骨量丢失,导致骨密度下降,主要表现在以松质骨构成为主的椎体。2 2型糖尿病骨质疏松发生发展过程中,随骨密度下降,生物力学指标也逐渐下降,腰椎最大压缩力与腰椎骨密度呈正相关;骨量减少是骨强度下降部分原因,骨密度可反映骨强度变化。3空腹血糖与腰椎骨密度无相关性,空腹血糖与腰椎最大压缩力在各组均无相关性。4右侧股骨最大应力与骨密度无相关性。5空腹血糖与双侧股骨骨密度无相关性,空腹血糖与右股骨最大应力在各组均无相关性。