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目的:股骨头缺血性坏死是骨科的治疗难题,特别是激素广泛应用于临床后,其发病率逐渐增高。然而激素性股骨头坏死的发病机制至今仍是困绕人们的一大医学难题,凋亡作为一种新的细胞死亡形式出现,为人们研究激素性股骨头坏死提供了一种全新的研究思路和方法。其与股骨头缺血性坏死发病原因方面的一些研究已初步揭示了凋亡与股骨头缺血性坏死的密切联系。本课题通过用单次低剂量脂多糖(LPS)及后续3次高剂量甲基强的松龙(MPS)注射建立兔激素性股骨头坏死模型,研究细胞凋亡与股骨头缺血性坏死的关系,同时采用左旋多巴干预,探讨左旋多巴对兔激素性股骨头坏死中骨细胞凋亡的干预作用,从而为预防及早期治疗激素性股骨头坏死提供依据。方法:健康成年中国大耳白兔44只,体重为2.5±0.5公斤,雌雄不限。随机分为三组。A组:模型组,15只,经耳缘静脉注射10ug/Kg的LPS,24小时后于右侧臀肌注射20mg/Kg MPS琥珀酸钠,共3次,每次间隔24小时。B组:左旋多巴干预组,15只,经耳缘静脉注射10ug/Kg的LPS,24小时后于右侧臀肌注射20mg/Kg MPS琥珀酸钠,共3次,每次间隔24小时。注射完成后当日开始口服左旋多巴,剂量0.4g/Kg/天。C组:对照组,14只,于相同时间点注射等量生理盐水,用于实验对照。实验期间每组动物均肌肉注射青霉素80万u/只,2次/周,预防感染。制模后6周、8周采用空气栓塞法各组分别处死7只,处死前行双髋关节X线摄片及双髋关节MRI检查,处死后取双侧股骨头标本,用10%的福尔马林浸泡固定24小时,经脱钙、包埋、切片后,行HE染色及用TUNEL法测细胞凋亡,光镜观察及细胞凋亡分析。同时,制模后8周,采血测定3组兔子血清中IGF-1含量水平。结果:A组和B组于注射LPS 48小时后因过敏性休克各死亡1只兔子。模型组兔子双髋关节X线片示:股骨头外形稍塌陷,骨小梁部分中断,骨密度不均匀,可见有囊性变或硬化骨,关节间隙略窄。MRI检查显示:11只兔子双侧股骨头T1WI表现为细条状,片状低信号;T2WI表现为细条状、片状高信号或低信号。股骨头坏死发生率达78.57%(11/14)。HE染色示:骨小梁变细,稀疏,连续性中断,骨髓组织脂肪变性,骨小梁内骨细胞空骨陷窝明显增多,平均空虚率达(33.86%±8.38%),与对照组相比较差异有统计学意义(P<0.05)。TUNEL检测显示:骨小梁内可见大量凋亡骨细胞,骨细胞凋亡指数为202.02‰±18.99‰,与对照组(45.27‰±12.11‰)相比差异有统计学意义(P<0.01)。左旋多巴干预组中兔子血清IGF-1含量为14.78±2.37 ng/ml,高于模型组(10.12±2.49ng/ml)差异有统计学意义(P<0.01)。左旋多巴干预组兔子双髋关节正位X线片示股骨头外形正常,骨密度均匀增高,关节间隙正常。HE染色示:骨小梁结构排列规则,无连续性中断,可见部分空骨陷窝,平均空虚率为(25.97%±6.29%),较模型组降低差异有统计学意义(P<0.01);坏死区可见纤维组织修复,成骨细胞增多,毛细血管增生。TUNEL检测显示:骨细胞核中有散在的棕黄色颗粒阳性细胞,骨细胞凋亡指数为120.67‰±13.13‰,与模型组比较差异有统计学意义(P<0.01)。结论:单次低剂量脂多糖联合3次高剂量甲基强的松龙注射可以成功建立兔股骨头缺血性坏死模型,具有高坏死发生率和低死亡率。激素性股骨头坏死中存在大量凋亡的骨细胞,骨细胞凋亡参与了激素性股骨头坏死的病理过程,是激素性股骨头坏死发生与演变的细胞学基础。左旋多巴能有效地干预激素性股骨头坏死的进展,其机制可能与左旋多巴刺激垂体释放生长激素,通过刺激修复组织间充质中前成骨细胞向成骨细胞分化,以及间接通过提高IGF-1水平刺激成骨细胞的增生,增强成骨作用,同时抑制骨细胞及成骨细胞的凋亡,加速坏死区修复,防止股骨头塌陷。