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二仙汤对去势后大鼠骨质疏松的影响研究

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[摘要] 目的:研究二仙汤对去势大鼠骨质疏松影响及机制。方法:将50只SD雌性大鼠随机分为5组,连续给药12周。第6周测尿脱氧吡啶酚(DPD),尿肌酐(U-Cr),U-DPD/Cr。第12周取血清测血钙(S-Ca)、血磷(S-P)、骨钙素(BGP)、I型前胶后羧基端前肽(PICP)、I型胶原交联N末端肽;取股骨测量骨密度(BMD)并行股骨形态学分析。结果:各组S-P无统计学意义。模型组与假手术组比较,DPD,U-Cr,U-DPD/Cr,NTX显著升高, S-Ca,BGP,PICP显著降低,BMD降低;与模型组比较,二仙汤各组和雌激素组DPD,U-Cr,U-DPD/Cr,NTX显著降低,S-Ca,BGP,PICP显著升高,BMD升高。结论:二仙汤可以促进骨形成,抑制骨吸收,维持骨再建过程中骨代谢平衡,提高骨密度,从而起到抗骨质疏松的疗效和骨保护作用。

[关键词] 二仙汤;骨质疏松;骨密度;脱氧吡啶酚;I型前胶后羧基端前肽;I胶交联N末端肽

[收稿日期] 2014-05-08

[通信作者] 王桂敏,Tel:13840629555,E-mail:

[作者简介] 李旭斌,医师,E-mail:

骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种以低骨量,骨组织的微结构破坏为特征,导致骨骼脆性增加和易骨折的全身性疾病[1]。随着全球人口老龄化,骨质疏松在全世界发病率逐年上升,绝经后妇女发病率更高,其特征是骨量减少,骨组织的显微结构改变,骨折的危险性增大。临床治疗药物主要包括:激素调节药物(雌激素等)、促进骨形成药物(甲状旁腺激素)、促进骨矿化药物(维生素D、钙剂)等。这些药物对治疗OP有效,但伴随有严重副作用,如激素长期治疗出现的血凝状态、高血压、水肿[2]、子宫内膜癌、乳腺癌等[3]。中医药治疗原发性骨质疏松注重于整体调节,调动内因,作用于多个环节,在治疗上有较大优势[4-7]。二仙汤是张伯纳教授20世纪50年代经过反复筛选验证而研制出的一剂名方,该方临床应用几十年,疗效确实,现代研究证明二仙汤可以增加雌激素分泌,增加骨形成和降低骨吸收,从而起到抗骨质疏松的疗效和骨保护作用。本文通过建立去势后大鼠骨质疏松模型,检测生化指标及骨密度等变化,研究二仙汤对去势后大鼠骨质疏松的影响,探讨可能存在的作用机制,为临床治疗绝经后骨质疏松寻求理论依据。

1 材料

1.1 药品及试剂 二仙汤由辽宁医学院附属第一医院中药局提供。DPD,U-Cr,BGP,PICP,NTX检测试剂盒均购自Sigma公司;10%水合氯醛溶液、4%多聚甲醛溶液购自辽宁医学院科学实验中心;尼尔雌醇购自北京益民药业(批号0904100)。

1.2 仪器 LEICA-CM1800石蜡切片机(德国莱卡);JC303-4电热恒温培养箱(上海嘉和仪器设备厂);TGLL-18G高速冷冻离心机(太仓市医疗器械厂);7170A全自动生化分析仪(日本Olympus);显微镜(MICROPHOT-FXA);QDR-4500A双能X线骨密度仪(美国HOLOGIC);550型酶标仪(美国Bio-Rad)。

1.3 动物 3个月龄雌性SD大鼠,体重200~220 g,由辽宁医学院科学实验中心提供,动物合格证号LJ08023。

2 方法

2.1 药物制作 二仙汤由仙茅20 g、淫羊藿20 g、巴戟天15 g、当归15 g、黄柏15 g、知母15 g,沸水煎煮,药液放入浓缩缸内浓缩。其推荐临床剂量为按60 kg人计为每日60 g(生药),折算为大鼠剂量相当于生药6.3 g・kg-1,中药低剂量组每天用药量相当于含生药量6.3 g・kg-1;中药高剂量组含生药量是低剂量组的4倍,相当于含生药量25.12 g・kg-1。按照人与大鼠体表面积比例,以上药物给药容积为1.79 mL,灌胃,每日1次。雌激素组给予1.5 mg・kg-1的尼尔雌醇,用生理盐水稀释成等体积混悬液。

2.2 动物分组及模型制做 将50只健康成年SD大鼠,按完全随机数字法分为5组,每组10只:假手术组(Sham组)、模型组(OVX组)、雌激素(EST组)、二仙汤低剂量组(EXD/L组)、二仙汤高剂量组(EXD/H组),将各组大鼠用 10%水合氯醛腹腔注射麻醉(3 mL・kg-1体重),以俯卧姿势固定在手术架上,在季肋,腋中线和脊柱外侧入路暴露双侧卵巢,除假手术组仅暴露外,其余各组均切除双侧卵巢。术后肌注青霉素1万U/只,连用3 d。术后第2天开始行阴道细胞涂片检查,每天1次,连续5 d,阴道上皮角化细胞无周期性变化,证明卵巢去除成功。

2.3 给药方式 按大鼠体重计算每日用药量;假手术组和模型组每日给予1.79 mL等量生理盐水;雌激素组灌胃尼尔雌醇1.5 mg・kg-1,1次/3 d,其余2 d灌胃等量生理盐水;中药低剂量组每日灌胃1.79 mL中药(含3.04 g生药),中药高剂量组每日灌胃1.79 mL中药(含9.12 g生药),每天1次,连续12周。

2.4 血、尿生化指标 第6周将大鼠禁食禁水1 d,放入代谢笼,收集尿液,用消毒瓶装好待测。用ELISA法测定脱氧吡啶酚(DPD)、尿肌酐(U-Cr)。12周后颈动脉穿刺抽血,用离心机3 000 r・min-1离心10 min,取上层血清。-20 ℃环境保存待测。将血清用全自动生化分析仪测定血钙(S-Ca)、血磷(S-P),ELISA法测定骨钙素(BGP)、I型前胶后羧基端前肽(PICP)、I型胶原交联N末端肽(NTX)。均用550型酶标仪读取数值(按说明书操作)。

2.5 骨密度(BMD)检测 12周取血后处死大鼠剔出双侧股骨分别保存。用双能X线骨密度诊断仪对大鼠左侧股骨近端干骺端进行扫描测定,扫描宽15 cm,速度80 mm・s-1,分辨率310 mm×310 mm。检测BMD值。

2.6 骨病理形态学检测 取右侧股骨髁经脱钙、脱水、石蜡包埋处理后,取股骨髁部相同部位横向切片,制成5 μm 厚组织切片,行HE染色,在光镜下观察各组切片组织病理学的变化。

2.7 统计学处理 数据用表示,采用SPSS 17.0统计软件进行分析处理。用单因素方差分析,行多重性组间差异性比较,P

3 结果

3.1 对大鼠DPD,U-Cr,U-DPD/Cr的影响 与OVX组比较,Sham组、EST组、EXD各组DPD,U-Cr,U-DPD/Cr含量显著降低;与EXD/H组比较,EST组含量降低、EXD/L组含量升高,见表1。

3.2 对大鼠S-Ca,S-P,BGP,PICP,NTX的影响 各组S-P无明显差异。与OVX组比较,Sham组、EST组、EXD各组BGP,NTX含量显著降低(P

3.3 对大鼠股骨骨密度的影响 OVX组与Sham组比较,骨密度明显降低(P

3.4 病理切片特征 假手术组(Sham组)可见骨组织结构完整,骨小粱致密粗壮,数目多,形态规则,间隙适中,排列齐整;模型组(VOX组),骨小梁稀疏,骨小梁间有断裂并且分离,间隙增大,排列紊乱,骨板层结构疏松,骨质疏松特征明显;雌激素组(EST组),骨小梁粗壮,结构完整,形态规则,骨小粱排列致密,且骨小梁数目明显多于模型组;二仙汤高剂量组(EXD/L组 )可见骨小梁致密丰实,间距较窄,形态结构规整,宽度和间隙与假手术组和雌激素组接近,见图1。

4 讨论

绝经后骨质疏松是老年妇女常患的一种代谢性骨病,患病率高。雌激素水平的明显下降是导致骨质疏松的主要原因[8]。现代研究证明二仙汤可以增加雌激素分泌,增加血清碱性磷酸酶活性,增加降钙素的浓度,增加骨形成和降低骨吸收,从而起到抗骨质疏松的疗效和骨保护作用[9-12]。

骨代谢处在骨吸收和骨形成的动态平衡中,骨吸收绝对或相对增加是导致骨量丢失的直接原因[13]。反映骨形成的指标有:血清ALP(碱性磷酸酶)、血清 BALP(骨碱性磷酸酶)、血清 BGP (骨钙素)、血清 PICP(I型前胶后羧基端前肽)和 PINP(I型原胶原氨基端前肽)、血清 MMPs (基质金属蛋白酶);反映骨吸收的指标有:血清HOP(羟脯氨酸)、血清PYD(吡啶啉)和血清 DPD(脱氧吡啶啉)、血清 TRACP(抗酒石酸酸性磷酸酶)、血清 CTX-I(I 型胶原羧基端交联肽)和血清 NTX-I(I 型胶原氨基端交联肽)等[14-15]。在 Blumsohn A等[16]的研究中发现PICP比T-ALP和B-ALP更好。本实验中OVX组与Sham组比较PICP含量显著降低,雌激素组和二仙汤组与OVX组比较明显升高,表明尼尔雌醇和二仙汤均有较强的升高PICP,促进骨形成的作用。DPD是骨中细胞外基质成熟胶原的不可还原的代谢产物,不经过肝脏的进一步降解,直接排泄于尿中,是骨吸收的灵敏和特异性指标,可作为筛选骨质疏松高危人群和监测雌激素疗效的有用指标,能可靠的反映骨转换状况[17]。本实验中OVX组与Sham组比较尿DPD及U-DPD/Cr含量显著升高,雌激素组和二仙汤组与OVX组比较DPD及U-DPD/Cr明显下降,表明尼尔雌醇和二仙汤均有较强的降低尿DPD的作用,从而起到抑制骨吸收的作用。I型胶原交联N末端肽(NTX)是反映骨吸收和骨转移的敏感指标,较其他更为特异和灵敏[17]。本实验中OVX组与Sham组比较NTX含量显著升高,雌激素组和二仙汤组与OVX组比较明显下降,表明尼尔雌醇和二仙汤均有较强的降低NTX的作用,从而表明存在抑制骨吸收的作用。二仙汤高剂量比低剂量下降作用更明显。骨钙素(BGP)是由成骨细胞分泌的维生素K依赖型钙结合蛋白,血清骨钙素水映新形成但未结合至矿化部位的骨钙素,高转换型骨丢失情况下,血中BGP含量增加。去卵巢后大鼠骨质疏松为高转换型骨质疏松,血清骨钙素含量增加[18],本研究也证明了这一点。同OVX组比较,尼尔雌醇组和二仙汤组血清骨钙素含量均下降,表明二仙汤和尼尔雌醇可以降低骨转换率。

本实验发现,雌激素组、二仙汤组均能不同程度的提高去势大鼠S-Ca水平(P

大鼠去卵巢后由于雌激素不足,导致骨吸收超过骨形成,出现高转换型骨质疏松。尼尔雌醇为雌激素类抗骨质疏松药物,实验结果提示通过抑制骨吸收,抑制骨转换,增加骨量来达到抗骨质疏松的作用。本研究结果表明,二仙汤对去势大鼠有抗骨质疏松作用,该作用是通过促进骨形成,抑制骨吸收,降低骨转换率,保持骨量的正常水平、提高骨密度来实现的,从而起到抗骨质疏松的疗效和骨保护作用。

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