阿胶补肾健骨方治疗大鼠骨质疏松症的作用机制研究

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目的:通过理论研究认识骨质疏松症(Osteoporosis,OP),运用中西医不同的治疗方法,观察去卵巢大鼠骨质疏松症模型的一般情况,骨病理学特征,骨密度(bone mineral density,BMD),骨生物力学,骨代谢的血生化指标以及维生素D受体(Vitamin D receptor,VDR)的基因表达等变化,探讨阿胶补肾健骨方对骨质疏松症的影响及作用机制,为运用中医药治疗骨质疏松症提供科学依据。方法:采用8月龄雌性Sprague-Dawley(SD)大鼠建造骨质疏松症模型,共70只。实验前置动物于室内适应环境一周,室温18-22℃。将大鼠随机分为以下4组:假手术组(17只)、模型组(17只)、阿胶补肾健骨方组(18只)、阿仑膦酸钠(alendronate sodium)组(18只)。假手术组正常饲养;模型组给予生理盐水灌胃90天,其他各组动物灌胃治疗90天,停止治疗1天,备用。观察活体大鼠一般表现情况,体重变化。观察治疗三个月后,各组动物经腹腔麻醉,股动脉取血备用。记录双肾重量、右侧股骨重量及子宫重量。将其右侧股骨上的软组织剥离、剔净,用LUNAR-Prodigy双能X线BMD仪测定大鼠全股骨及股骨两端BMD,然后置于生物力学测定仪上测定最大载荷(maximum load,ML)和刚度(stiffness)。取其左侧股骨置于中性福尔马林溶液中固定,常规苏木素-伊红(Hematoxylin-Eosin,HE)染色,按要求制备病理片,显微镜下观察骨组织(bone tissue)结构变化。采用酶联免疫吸附测定法(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)对大鼠血清骨钙素(osteocalcin,OCN)、Ⅰ型前胶原羧基端前肽(procollagen I carboxyterminal propeptide,PICP)、25羟基维生素D3(25-hydroxyvitamin D3,25(OH)D3)、1,25二羟基维生素D3(1,25-dihydroxyvitamin D3,1,25(OH)2D3)测定研究。用聚合酶链反应(Polymerase Chain Reaction,PCR)测定肾脏VDR的基因表达。统计学处理:采用SPSS15.0统计软件包对各项检测数据进行方差分析,所有数据结果均以均数加减标准差(x±s)表示,以P<0.05为差异,具有统计学意义。结果:1大鼠一般表现情况:与假手术组大鼠相比,模型组大鼠精神相对萎靡呆滞或见有狂躁不安,反应较迟钝,毛发无光泽而凌乱,少动嗜睡;阿胶补肾健骨方组、阿仑膦酸钠组大鼠在给药治疗过程中,情绪较稳定,精神状态较佳、较活跃,反应较敏捷,毛发顺整。2大鼠体重变化:与假手术组大鼠相比,模型组于造模后两个月起,体重明显高于假手术组;阿胶补肾健骨方组体重渐增,与假手术组相近,具有统计学意义;阿仑膦酸钠组体重增加较为明显。3大鼠子宫指数:与假手术组大鼠相比,各组均明显降低,P<0.05;阿胶补肾健骨方组、阿仑膦酸钠组与模型组大鼠相比较,均有明显提高,其中阿胶补肾健骨方组明显优于阿仑膦酸钠组,有统计学意义。4大鼠双肾指数:与假手术组大鼠相比,模型组大鼠双肾指数明显减轻,P<0.05;阿胶补肾健骨方组、阿仑膦酸钠组与模型组大鼠相比较,双肾指数均有提高,其中阿胶补肾健骨方组明显优于阿仑膦酸钠组,有统计学意义。5大鼠股骨重量:与假手术组大鼠相比,各组均明显降低,P<0.05;阿胶补肾健骨方组、阿仑膦酸钠组与模型组大鼠相比较,均有明显提高,其中阿胶补肾健骨方组明显优于阿仑膦酸钠组,有统计学意义。6骨组织病理学切片观察:与假手术组大鼠相比,模型组大鼠骨松质部位骨小梁明显减少,排列稀疏、不整齐,部分断裂;阿胶补肾健骨方组、阿仑膦酸钠组与模型组大鼠相比较,骨小梁数量减少不明显,排列较规则,连续性、完整性较好;两组与模型组比较,骨形态学结构变化具有统计学意义。7BMD变化:与假手术组大鼠相比,模型组大鼠的股骨BMD明显偏低,经统计学分析,差异显著(P<0.05);给药治疗三个月后,各给药组大鼠的股骨BMD均有明显提高,与模型组比较,P<0.05;阿胶补肾健骨方组与阿仑膦酸钠组相比较,BMD变化不明显,升高幅度接近,差异无统计学意义。8骨生物力学测定:与假手术组大鼠相比,模型组大鼠股骨的最大载荷、刚度都明显降低,P<0.05;阿胶补肾健骨方组、阿仑膦酸钠组与模型组大鼠相比较,大鼠股骨的最大载荷、刚度均明显增高,其中阿胶补肾健骨方组优于阿仑膦酸钠组,有统计学意义。9大鼠血清OCN、PICP水平变化:与假手术组大鼠相比,模型组大鼠血清OCN、PICP水平都明显降低,P<0.05;阿胶补肾健骨方组、阿仑膦酸钠组与模型组大鼠相比较,大鼠血清OCN、PICP水平均明显增高,P<0.05;阿仑膦酸钠组对大鼠血清OCN的影响略优于阿胶补肾健骨方组,阿胶补肾健骨方组对大鼠血清PICP的影响优于阿仑膦酸钠组,有统计学意义。10大鼠血清25(OH)D3、1,25(OH)2D3水平:与假手术组大鼠相比,模型组大鼠血清25(OH)D3、1,25(OH)2D3都明显降低,P<0.05;阿胶补肾健骨方组、阿仑膦酸钠组与模型组大鼠相比较,大鼠血清25(OH)D3、1,25(OH)2D3水平均明显增高,P<0.05;阿胶补肾健骨方组对大鼠血清25(OH)D3、1,25(OH)2D3水平的影响优于阿仑膦酸钠组,具有统计学意义。11大鼠肾脏VDR-mRNA的基因表达:与假手术组大鼠相比,模型组大鼠VDR的基因表达水平有显著性差异(P<0.05);给药治疗三个月后,各给药组大鼠VDR的基因表达水平均有明显提高,与模型组比较,P<0.05;阿胶补肾健骨方组对大鼠VDR的基因表达水平优于阿仑膦酸钠组,差异有统计学意义。结论:1大鼠去卵巢术建造骨质疏松症模型复制成功。2实验表明:阿胶补肾健骨方可以改善骨质疏松症大鼠一般表现情况;阿胶补肾健骨方有类似雌激素样作用,调节脂代谢,不致于使其体重迅速增加;阿胶补肾健骨方可以增加子宫指数、双肾指数、股骨重量;阿胶补肾健骨方能延缓骨量丢失,提高BMD,改善骨超微结构和骨强度;阿胶补肾健骨方能增加去卵巢大鼠血清中OCN、PICP、25(OH)D3、1,25(OH)2D3的浓度,同时上调肾中VDR的基因表达水平。说明阿胶补肾健骨方对大鼠骨质疏松症有较好的预防和治疗作用,其作用机制体现多靶点、多途径、多环节促进骨钙磷的代谢,促进骨形成和骨重建,抑制破骨细胞(osteoclast,OC)增殖、骨细胞(osteocyte)和成骨细胞(osteoblast,OB)凋亡。
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