高壓氧對激素性股骨頭壞死兔血清TXA₂、PGI₂及血液流變學的影響

[摘要] 目的 通過觀察高壓氧（HBO）治療前后激素性股骨頭壞死（SANFH）兔血清血栓素A2（TXA2）、前列腺素I2（PGI2）及血液流變學指標的變化，探討HBO治療SANFH的作用機制。 方法 健康新西蘭白兔正常對照組10只、模型組20只[非干預組（N-HPO）和HPO組各10只]，正常對照組和N-HPO組不予任何處理，高壓氧組予以高壓氧療。檢測并比較各組血清血栓素B2（TXB2， TXA2的穩定代謝產物）、6-酮-前列腺素F1α（6-keto-PGF1α，PGI2的穩定代謝產物）含量及血液流變學的變化。結果 建模前模型組和對照組的血清TXB2、6-keto-PGF1α和血流變指標無明顯差異（均P>0.05），建模成功后模型組的TXB2和血液流變學指標均顯著高于對照組，而6-keto-PGF1α顯著低于對照組，差異有統計學意義（均P<0.01）；治療前HPO組和N-HPO組的血清TXB2、6-keto-PGF1α和血液流變學指標無明顯差異（均P>0.05），HPO治療后2周、4周和6周模型組的TXB2和血液流變學指標均顯著低于非HPO組，而6-keto-PGF1α顯著高于非HPO組，差異有統計學意義（均P<0.01）。 結論 HBO可糾正SANFH兔血中TXA2/PGI2失衡，降低血黏度，減輕股骨頭損傷。

[關鍵詞] 股骨頭缺血壞死；糖皮質激素；高壓氧；血栓素A2；前列腺素I2；血液流變學；血液

[中圖分類號] R274.9；R681.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673-9701（2013）36-0004-03

Effect on TXA2，PGI2 and hemorheology in rabbits with steroid-induced avascularnecrosis of femoral fead by using hyperbaric oxygen

DONG Kecheng1 PENG Yunpeng2

1.Department of Osteology，the General Hospital of Wanbei Mining Bureau，Suzhou 234000， China；2.Oncology Laboratory of Xuzhou Medical College，Xuzhou 221006，China

[Abstract] Objective To investigate the mechanism of action of hyperbaric oxygen（HBO） in treatment for SANFH in rabbit model with SANFH through assaying the serum concentration of thromboxane B2（TXA2） and prostaglandin I2（PGI2） and femoralhead. Methods Thirty-two New Zealand white rabbits were randomly divided into two groups according to table of random digit： normal control group（10 cases） and model group（22 cases）.The model group was subdivided into non-intervention group（10 cases） and HPO group（10 cases） after creating SANFH model through injection of endotoxin and methyl-prednisolone. Assayed and compared the difference of serum concentration of thromboxane B2（TXB2，stable metabolites of TXA2）and 6-keto prostaglandin F1α（6-keto-PGF1α，stable metabolites of PGI2）in three groups. Results There was no apparent difference of serum concentration of TXB2，6-keto-PGF1α and hemorheology index between control group and model group before creating model（all P>0.05）. The concentration of TXB2 and hemorheology index in model group was significantly higher than that in control group after creating model，whereas the concentration of 6-keto-PGF1α was significantly lower， there was significant difference between two groups（all P<0.01）. There was no apparent difference of serum concentration of TXB2，6-keto-PGF1α and hemorheology index between non-HPO group and HPO group before treatment of HPO（all P>0.05）.The concentration of TXB2 and hemorheology index in HPO group was significantly lower than that in non-HPO group in second week，fouth week and sixth week after treatment of HPO，whereas the concentration of 6-keto-PGF1α was significantly higher，there was significant difference between two groups（all P<0.01）. Results HPO can correct TXA2/PGI2 inballance in blood of rabbits with SANFH， lower blood viscosity and reduce the femoral head injury.

[Key words] Avascularnecrosis of the femoral head；Hormone；Hyperbaric oxygen；TXA2；PGI2；Hemorheology；Blood

激素性股骨頭壞死（steroid-induced avascular necrosis of the femoral head，SANFH）是臨床骨科常見的難治疾病之一，其發病機制較為復雜[1]。有文獻報道，SANFH的發生和發展與血清血栓素A2（thromboxane，TXA2）、前列腺素I2（prostaglandin I2，PGI2）的平衡有關[2]，凝血功能障礙亦參與其中[3]。高壓氧（hyperbaric oxygen，HBO）治療SANFH有一定的療效[4]，但有關HBO對 TXA2-PGI2平衡及機體凝血功能影響報道較少。為此，筆者測定了兔SANFH模型及制模后HBO治療后不同時間點血清TXA2、PGI2及血液流變學的動態變化，旨在探討HBO治療SANFH的可能機制，為臨床治療SANFH決策提供參考。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組

健康新西蘭白兔32只，雄性；20～26周齡，平均（23.16±2.03）周；體質量2.5～3.5 kg，平均（3.04±0.37） kg；由徐州醫學院動物實驗中心提供，實驗過程中均于適應性標準條件下分籠飼養。按照隨機數字表法，將32只兔分為兩組：正常對照組10只，模型組22只；建模成功后又將模型組隨機分為非干預組（N-HPO）和HPO組（各10只，建模后處死2例證實為建模成功）。

1.2 儀器與試劑

YZB/0821-2005醫用單人純氧加壓艙（由寧波高壓氧倉總廠生產）； Imark酶標儀（美國Roche Diagnostic公司生產）；ELF6微型離心機（美國ESSENSCIEN公司生產）；HH-W420/600數顯恒溫水浴箱（西安禾普生物科技有限公司生產）；LBY-N6Compact全自動血液流變儀（北京普利生儀器有限公司生產）；甲基強的松龍（Spectrum，由上海勁馬生物科技有限公司生產）；大腸桿菌內毒素（由上海申索試劑有限公司生產）。

1.3 方法

參考Yamamoto的制模方法，將模型組兔使用大腸桿菌內毒素20 μg/kg，用生理鹽水稀釋至10 mL，沿兔耳緣靜脈緩慢推注，1 min推注完畢，24 h重復1次；甲強龍30 mg/kg耳緣靜脈推注，1次/d，連續10 d。建模期間每天使用青霉素20萬U靜脈推注預防感染，建模完成后至處死期間隔天使用。建模完成后HBO組兔采用HBO干預：純氧洗艙5 min后升壓15 min至0.2 MPa，在此穩壓期間吸氧40 min后減壓20 min至常壓，兔出艙。HBO組兔于建模成功后即時、HPO干預后2周、HPO干預后4周、HPO干預后6周，晨起空腹抽取一側耳緣靜脈血3 mL，正常對照組和N-HPO組兔建模成功后即時采取晨起空腹一側耳緣靜脈血3ml，靜置10 min，3000 r/min離心10 min，取上清液血清-20℃冰箱保存待測。采用酶聯免疫吸附法（Enzyme linked immunosorbnent assay， ELISA法）集中檢測血栓素B2（thromboxane B2， TXB2，TXA2的穩定代謝產物）、6-酮-前列腺素F1α（6-keto prostaglandin F1α， 6-keto-PGF1α，PGI2的穩定代謝產物）。各組兔均同時于另一側耳緣靜脈抽血4 mL，肝素防凝后全自動血液流變儀測定血液流變學指標。

1.4 統計學處理

采用SPSS13.0統計學軟件。計量資料數據以均數±標準差（x±s）表示，多組比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用q檢驗。 P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組SANFH兔血清TXB2和6-keto-PGF1α濃度比較

各組SANFH兔血清TXB2和6-keto-PGF1α濃度比較見表1和表2。由表1可見，建模前模型組和對照組的血清TXB2和6-keto-PGF1α濃度比較無明顯差異（P>0.05），建模成功后，模型組的血清TXB2濃度顯著高于對照組，而血清6-keto-PGF1α濃度顯著低于對照組，差異有統計學意義（P<0.01）；由表2可見，治療前HPO組和N-HPO組的血清TXB2、6-keto-PGF1α濃度無明顯差異（P>0.05），建模成功后2周、4周、6周HPO組的血清TXB2濃度均顯著低于N-HPO組，而血清6-keto-PGF1α濃度均顯著高于N-HPO組，差異有統計學意義（F=25.87，F=16.93，q檢驗，P<0.01）。

表1 建模前后模型組和對照組的血清TXB2和6-keto-PGF1α濃度比較（x±s，pg/mL）

注：與對照組相比，*P>0.05， #P<0.01

表2 治療前后HPO組和N-HPO組的血清TXB2、6-keto-PGF1α濃度比較（pg/mL，x±s）

注：與N-HPO組相比，*P>0.05，#P<0.01，▼P<0.01，▽P<0.01

2.2 各組SANFH兔血流變指標比較

見表3和表4。由表3可見，建模前模型組和對照組的血流變指標無明顯差異（P>0.05），建模成功后，模型組的全血黏度、血漿黏度和纖維蛋白原均顯著高于對照組，差異有統計學意義（P<0.01）；由表4可見，治療前HPO組和N-HPO組的的血流變指標無明顯差異（P>0.05），建模成功后2周、4周、6周HPO組的全血黏度、血漿黏度和纖維蛋白原均顯著低于N-HPO組，差異有統計學意義（F=25.08， F=16.67，F=20.07， F=25.44，均P<0.01）。

表3 建模前后模型組和對照組的血流變指標（x±s）

注：與對照組相比，*P>0.05， ﹟P<0.01

表4 治療前后HPO組和N-HPO組的血液流變學指標比較（x±s）

注：與對照組相比，*P>0.05，﹟P<0.05，▽P<0.01

3 討論

SANFH是指因大劑量應用糖皮質激素造成股骨頭內骨組織、骨髓造血細胞及脂肪細胞死亡的病理過程，其確切發病機制尚未明確。有研究表明[5，6]，SANFH的發病機制可能與下列因素有關：①長期應用糖皮質激素可引起體內血脂代謝紊亂，骨髓內脂肪細胞堆積、壓力增高和血液循環障礙從而導致股骨頭血供異常；②可致基因突變使血液處于高凝低纖溶狀態，從而介導股骨頭靜脈內血栓形成，造成骨細胞缺血壞死，組織結構和功能受損；③可使血黏度增加，高黏度的血液在股骨頭內易瘀滯，在局部形成微小血栓，從而導致微循環灌注量下降。而近年來研究發現SANFH發生和發展與TXA2和PGI2的平衡密切相關。TXA2和PGI2是體內生物活性很強的花生四烯酸代謝產物，TXA2有很強的促凝作用，主要在血小板內合成；PGI2主要在血管內皮細胞內合成，是一種有效的血管擴張劑及抗血小板積聚劑[7]。當血管內皮細胞功能受抑制時，TXA2產生增多和或PGI2TF合成增多時，TXA2和PGI2的平衡失調，使纖溶系統及血小板等功能紊亂，產生血管內凝血，導致股骨頭局部血管缺血。HBO治療SANFH的原因目前尚未完全明了，考慮與HBO能迅速提高血氧分壓和氧含量，增加彌散量和彌散距離有關。組織氧分壓增高有利于增強破骨細胞和成骨細胞活性，使成纖維細胞增殖、膠原纖維生成和新血管形成，加快組織修復和愈合，從而有助于股骨頭壞死愈合[8]。國內有關HPO治療SANFH時血中TXA2、PGI2和血流變學變化的報道較少，筆者研究了兔SANFH時血中的TXA2、PGI2和血液流變學指標變化，并于HBO治療后進行了動態監測，以期深入地探討HBO治療SANFH的可能機制。本研究中SANFH兔的TXB2濃度和血液流變學指標顯著高于正常對照組，血清6-keto-PGF1α濃度顯著低于正常對照組；HPO治療后2周、4周、6周HPO組的血清TXB2濃度和血流變指標均顯著低于N-HPO組，而血清6-keto-PGF1α濃度均顯著高于N-HPO組。從本研究結果分析，筆者認為HBO可能通過改善體內血液高粘高凝狀態，使血小板活性減弱，修復受損的血管內皮細胞，降低TXA2水平，提高PGI2水平，恢復了TXA2-PGI2平衡，從而改善股骨頭微循環和促進其血供等機制來防治SANFH。

[參考文獻]

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（收稿日期：2013-09-25）