骨质疏松症(Osceoporesis)是一种以骨量减少、骨组织微细结构受损、骨脆性增加、易发生骨折为特征的疾病。但运动作为干预骨发育的一种积极手段,已被学术界所重视。本实验旨在了解不同形式的运动对尾吊模拟失重大鼠骨骼的影响及其机制。40只6月龄SD大鼠分为5组(每组8只):对照组、模拟失重组、模拟失重+自由恢复组、模拟失重+游泳组和模拟失重+跑台组。各组大鼠宰杀后测定胫骨松质骨骨组织形态计量学指标、股骨和腰椎的骨密度及血液中骨代谢相关指标。动物实验中,悬吊时间为4周;运动形式为游泳和跑台训练,训练期为4周,6天/周。【目的】1、建立理想的大鼠尾吊模拟失重模型,研究模拟失重模型对骨密度及骨代谢的内在调控机制的影响。尾部悬吊方法是目前研究失重导致的骨质疏松症较好的实验模型。选择和建立适当的动物模型来研究失重致骨质疏松的发病机理,同时寻找有效的防治方法。2、研究不同形式的运动对模拟失重后大鼠骨量、骨代谢以及骨的组织计量学的作用及各组间效果的差异,同时为运动干预手段的选择以及运动处方的制订提供理论依据。3、探讨跑台运动模式与游泳运动模式对大鼠骨密度的影响。4、探讨跑台运动模式与游泳运动模式对骨代谢生化指标的影响。5、探讨跑台运动模式与游泳运动模式对大鼠骨组织计量学的影响。本研究最终目的在于了解跑台运动模式对生长期大鼠骨代谢的作用及其机制,并与游泳运动模式相比较,分析两种运动模式对骨代谢影响的差异,从而为宇航员或中老年预治骨质疏松的研究提供合理的理论依据和思路。【方法】1、建立动物模型尾吊装置。将大鼠尾部用医用胶布将根部缠紧其它部位分散缠绕,参照陈杰的大鼠尾部悬吊模型及改进的方法,合理悬吊;随着大鼠不断生长,要不断调解尾吊高度。2、对尾吊模型大鼠反应的观测,观察运动期间大鼠活动、饮食、体重变化、皮毛尾部色泽。3、骨代谢生化指标的测量用酶标仪和南京建成生物公司试剂测血清钙离子、磷离子、碱性磷酸酶、抗酒石酸酸性磷酸酶4、大鼠股骨骨密度的测量运用双能线扫描仪检测大鼠股骨骨量、骨密度5、胫骨组织计量学的测量取出胫骨后用10%甲醛固定2天,流水冲洗2小时,酒精梯度脱水(75%,80%,90%,100%各两天),甲基丙烯酸甲脂包埋,50μm切片(一部分不磨片,直接用于观察荧光),胶水粘片并用祛码压片24小时,细砂纸磨片、氧化铝抛光(5μm),HE染色,显微镜下观察并拍片【结果】1、在股骨骨密度指标上,游泳组和跑台组大鼠与失重组相比存在明显大于后者(P＜0.05);运动组与自由恢复组相比都有升高,且跑台组升高更明显(P＜0.01)。在椎骨骨密度指标上,游泳组、跑台组与失重组相比有明显大于后者(P＜0.05);运动组与自由恢复组相比,明显高于后者(P＜0.05)。2、血钙浓度,模拟失重组高于安静组(P＜0.05);运动组与模拟失重组组相比都有显著下降(P＜0.05);运动组与自由恢复组相比有显著性降低(P＜0.05);血磷浓度,运动组和自由恢复组与失重组相比,有显著性差异(P＜0.05)。ALP,失重组与安静组相比显著降低(P＜0.05);运动组与模拟失重组相比显著升高(P＜0.05);跑台组与自由恢复组相比显著性升高(P＜0.05)TRACP,失重组与安静组相比有显著性增高(P＜0.01);失重组与跑台组、自由恢复组相比显著降低(P＜0.01);游泳组与自由恢复组比显著升高(P＜0.01),跑台组与自由恢复组比明显下降(P＜0.05)。3、静态参数骨小梁体积(TBV(%)),失重组显著性低于安静组(P＜0.01);运动组显著高于失重组(P＜0.05)。骨小梁厚度(Tb.Th)跑台组与失重组、自由恢复组相比显著升高(P＜0.05)。骨小梁数目(Tb.N),失重组低于安静组(P＜0.05):游泳组和自由恢复组明显高于失重组(P＜0.05);跑台组显著性高于失重组(P＜0.01);跑台组与自由恢复组相比显著性升高(P＜0.01)。平均骨小梁间距(Tb.Sp),失重组大于安静组(P＜0.05);自由恢复组、游泳组与失重组相比,都低于失重组(P＜0.05);跑台组显著性低于失重组(P＜0.01)。皮质骨厚度(MCT),失重组明显小于安静组(P＜0.05);跑台组高于失重组,(P＜0.05);游泳组和自由恢复组相对失重组有升高趋势。4、对于动态参数,荧光标记周长百分率(%L.Pm),失重组高于安静组(P＞0.05);相对模拟失重组,自由恢复组降低明显。(P＜0.05),运动组都低于失重组,但无显著性差异(P＞0.05);游泳组、跑台组显著性高于自由恢复组(P＜0.05)。皮质骨矿化沉积率(MAR),失重组高于安静组(P＜0.05);自由恢复组和游泳组相对于失重组有降低趋势;跑台组显著性高于失重组(P＜0.05);跑台组与自由恢复组相比显著性升高(P＜0.01)骨形成率BFR/BS(%),失重组高于安静组(P＞0.05);自由恢复组显著性低于失重组,游泳组、跑台组相对于失重组有降低趋势;运动组高于自由恢复组(P＞0.05)。骨形成率BFR/BV(%),失重组显著高于安静组(P＞0.01);跑台组显著低于失重组(P＜0.05);游泳组显著高于自由恢复组(P＜0.05);跑台组高于自由恢复组,但无统计学意义(P＞0.05)。破骨细胞吸收表面(ORS),失重组高于安静组(P＞0.05);自由恢复组、游泳组相对失重组有下降趋势;跑台组显著低于失重组(P＜0.05)。【结论】(1)本实验各组大鼠的体重均随增龄而增长。游泳运动组在体重的增长相对自由恢复组和跑台组小;说明跑台运动对于大鼠体重的增长是一种适宜运动形式。(2)悬吊可以使骨形成活动、骨量、骨结构性能降低,悬吊对骨发育的作用机理主要是抑制骨形成。(3)不同形式运动对骨质疏松期大鼠恢复作用结果明显不同。四周的运动训练对尾吊大鼠的腰椎和股骨骨密度、骨代谢血液指标以及胫骨组织形态计量学指标都有明显的改变,而跑台组优于游泳组,游泳组优于自由灰复组。(4)不同形式的运动对于骨代谢的作用有明显的部位差异。(5)骨密度和骨组织计量学指标都有显著的相关关系,而且骨密度与骨代谢生化指标碱性磷酸酶与酸性磷酸酶的比值有显著的相关关系。