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骨质疏松症(osteoporosis, OP)是一种全身性骨量减少,骨组织微细结构受损而导致骨脆性增加,骨折危险性升高的疾病。其病理变化以单位体积的骨量降低,骨基质的有机成分生成不足,继发钙盐沉着减少为特征。流行病学调查表明OP及所引起的骨折是最常见的老年性疾病之一,其中髋骨骨折是最严重的一种。美国每年约有1.6×106人口发生髋骨骨折。因此,随着健康保健制度的完善和人口寿命的延长,作为老年性疾病之一的OP也越来越引起人们的重视。OP可分为三大类,一类为原发性OP,包括老年性OP和绝经后OP。第二类为继发性OP,它是由其它疾病或药物等一些因素所诱发的OP。包括糖尿病骨质疏松(diabetes osteoporosis, DOP),甲亢性OP,甲旁亢性OP及肾性OP,废用性OP等。第三类为特发性OP,多见于8~14岁的青少年或成人,多半有遗传家族史,女性多于男性。本课题是对继发性OP中的DOP进行研究。目前,由于糖尿病(diabetes mellitus, DM)发病率逐年上升,DOP越来越受到国内外学者的广泛重视。DOP的发病率文献报道不一。国外报道近半数的DM患者可发生DOP,国内报道有的高达66%。其中尤以女性发病率为高。我们国家DM总病人在1500万以上,按照郭燕等调查的患病率计算,则DOP的患病人数不下700万。对DOP的发病机制的认识主要有:① DM对钙磷代谢的影响。由于渗透性利尿作用将大量钙、磷、镁等离子排出体外,并有肠钙吸收不良,出现负钙平衡,使骨量减少,骨矿化减弱。②DM对骨代谢的影响。DM对骨代谢的影响主要表现为骨吸收增加和骨形成的减少,骨形成-吸收偶联失衡使骨矿物质含量减少而形成OP,其中研究热点之一是晚期糖化终末产物(AGEs)对骨代谢的影响。③DOP与胰岛素(insulin, INS)缺乏有密切关系,INS对骨组织的代谢有调整骨生长,刺激骨形成的效应。成骨细胞(osteoblast, OB)表面存在有INS受体,INS对OB有<WP=5>直接刺激作用。④胰岛素样生长因子(insulin like growth factors, IGF-1, IGF-2)亦与DOP发病有关,IGF是一类结构与INS相似的多肽,几乎存在于哺乳动物的所有组织中,是人类重要而又作用广泛的内分泌因素之一,它不仅具有促细胞分化、增殖活性及胰岛素样作用,与DM关系密切,而且对OP的发生、发展起到一定作用。OP有两种转换类型,即高转换型和低转换型,其发生过程受OB和破骨细胞(osteoclast,OC)的结构和功能状态直接影响。DOP属低转换型,OB的结构完整、数量多少、功能状态都直接关系到OP的发生程度和进展速度,因此,OB在OP的发生中起重要的作用,本研究集中在过氧亚硝基阴离子(peroxynitrite anion, ONOO-)对OB凋亡与功能的影响及中药对DOP防治机制的研究。DOP中ONOO-对骨代谢的影响鲜有报道。ONOO-是由一氧化氮(nitric oxide,NO)和超氧阴离子(superoxide, O2。)发生快速反应所生成,NO由NOS(nitric oxide synthase ,iNOS)催化L-精氨酸生成,NOS可分为三种类型,即神经型一氧化氮合酶(neuronal nitric oxide synthase,nNOS)、诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase ,iNOS)、内皮型一氧化氮合酶(endothelial nitric oxide synthase,eNOS),nNOS和eNOS合称cNOS,正常情况下表达,iNOS极少表达。iNOS可被细胞因子、内毒素等许多体液性物质所诱导,且iNOS被诱导后,活性可持续达20h,较cNOS合成的NO浓度约高1000倍,是引起体内NO过量产生的主要基础,同时也能产生O2。。与NO和O2。相比,ONOO-具有更强的氧化性。ONOO-在生理条件下(T 37℃,PH 7.4)快速质子化生成其共轭酸ONOOH,尤其是ONOOH的高能态ONOOH·以及ONOO-的其他中间衍生物,可有效的氧化蛋白质巯基,硝基化蛋白质的酪氨酸残基,启动脂质过氧化,破坏线粒体结构,使DNA链断裂。因此,ONOO-在体内生成可能构成氧化应激的新机制,是产生细胞病理损伤及死亡的重要发病环节。目前关于ONOO-对肺脏,心血管系统,神经系统等的损伤作用已经比较明确。最新研究认为,炎性骨关节病变时释放的细胞因子可诱导人成骨细胞(human osteoblast, hOB)产生ONOO-,而ONOO-与NO导致的OB损伤有关。但ONOO-对骨代谢的影响机制国内外还少有报<WP=6>道,DOP发生时,OB与iNOS、ONOO-之间的关系及中药防治DOP的系统研究尚未见报道。本研究采用6月龄Sprague Dawley(SD)雌性大鼠复制DM模型,用双能X线骨密度(bone mineral density, BMD)仪测股骨、胫骨的BMD值,采用组织形态学及逆转录-多聚酶链式反应(RT-PCR)技术观察骨组织形态及骨iNOS mRNA表达的变化,探讨DOP的发病机制及滋阴补肾方药防治机理与iNOS mRNA表达的内在联系。通过应用免疫组化法检测骨中和高糖溶液培养OB中的iNOS、ONOO-的含量变化,探讨iNOS、ONOO-在DOP发病机制中的作用。采用改良的淬灭流动反应方法,体外制备ONOO-,在体外培养的OB中加入不同浓度的ONOO-,用Hoechst33258和TUNEL法观察不同浓度ONOO-作用后,OB的凋亡状况和丹皮酚(paenol,Pae)的拮抗作用;同时应用流式细胞仪检测不同糖浓度的OB凋亡百分率,及糖浓度与OB内iNOS、ONOO-含量的相关性,探讨高糖引起OB凋亡与OB内iNOS、ONOO-含量的关系。以不同终浓度的ONOO-加入OB培养体系中