運動對去勢雌性大鼠不同部位骨密度影響實驗研究

陜西中醫(yī)學院附屬醫(yī)院骨科（咸陽712000） 屈 強 朱 超 彭翠寧

骨質疏松可以由多種因素引起，轉歸也受眾多因素影響，運動負荷是重要原因之一。本實驗通過對雌性大鼠行卵巢切除建立絕經后骨質疏松大鼠動物模型，研究跑步運動對去勢大鼠不同部位骨量丟失的影響，以探討作為絕經后骨質疏松動物模型對應力刺激反應性方面變化的可行性。

材料和方法

1 實驗動物及分組 將24只9月齡雌性SD大鼠根據體重大小編號后均勻配伍分為三組：對照組、單純去勢組（去勢組）、去勢后運動組（運動組），每組8只。其中對照組8只大鼠的平均體重286±16g；去勢組8只大鼠的平均體重301±19g；運動組8只大鼠的平均體重293±18g。

2 動物模型建立及處理 對去勢組和運動組大鼠行雙側卵巢切除手術。對照組僅行腹腔開關手術。運動組大鼠卵巢切除后在跑臺上（傾角為7°）進行中等強度運動（18m／min，1h／d，5d／w）12周。大鼠于室溫下標準飼料飼養(yǎng)，自由飲水、攝食。12周對各組大鼠稱重，處死后分別取第4腰椎、股骨，用雙能X線骨密度儀進行骨密度（Bone mineral density，BMD）測定。

3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS10．0統(tǒng)計軟件進行分析，檢測數據用（x±s）表示。Kolmogorov-Smirnov作正態(tài)性檢驗，Levene法作方差齊性檢驗。以體重變化為協(xié)變量，對各組不同部位骨密度進行協(xié)方差分析。P＜0．05為差異有顯著性意義。

結 果

1 股骨BMD測定 對照組、去勢組以及運動組大鼠股骨BMD分別為（0．168±0．010）g／cm2、（0．160±0．012）g／cm2、（0．173±0．011）g／cm2。組間比較差異有顯著性意義（F＝66．663，P＝0．000）。對照組BMD高于去勢組，差異有顯著性意義（P＝0．001）；運動組BMD高于對照組，差異有顯著性意義（P＝0．032）；運動組BMD高于去勢組，差異有非常顯著性意義（P＝0．000）。

2 腰椎BMD測定 對照組、去勢組以及運動組大鼠腰椎BMD分別為（0．190±0．010）g／cm2、（0．179±0．013）g／cm2、（0．189±0．014）g／cm2，組間比較差異有顯著性意義（F＝12．994，P＝0．001）；對照組BMD高于去勢組，差異有顯著性意義（P＝0．005）；運動組BMD高于去勢組，差異有非常顯著性意義（P＝0．000）；運動組與對照組比較，差異無顯著性意義（P＝0．615）。

討 論

骨質疏松癥是由于多種原因導致的骨密度和骨質量下降，骨微結構破壞，造成骨脆性增加，從而容易發(fā)生骨折為特征的全身性骨病［1］。其本質改變是以骨組織顯微結構受損，骨礦成分和骨基質等比例不斷減少，骨皮質變薄，骨小梁數量減少、形態(tài)變細，體積變小，骨折危險性增高［2］。

原發(fā)性骨質疏松癥分了絕經后骨質疏松癥和老年性骨質疏松癥。股骨頸、橈骨遠端以及椎體是絕經后骨質疏松性骨折常見部位。卵巢切除大鼠對于研究絕經后骨質疏松發(fā)病機理及防治有非常重要價值，國內外學者研究者眾多。

運動作為影響骨質疏松的一種重要因素，對絕經后骨質疏松發(fā)生有一定預防作用［3］。然而，四肢行走的大鼠與直立行走的人類在對力學刺激的感受上是有一定差別。本實驗對去勢雌性大鼠進行被動跑步運動訓練，研究雌激素缺乏和運動對不同部位骨密度的影響。本次實驗應用9月齡雌性SD大鼠24只，將其根據體重大小編號后均勻配伍分為三組，依據實驗結果來看，去勢后運動組和去勢后不運動組的大鼠體重均大于對照組大鼠體重，說明去勢以后雌激素缺乏（相對來說雄激素增加），可引起大鼠體重增加；體重與骨密度成正相關，體重增加使骨密度在一定程度上升高，從而可能掩蓋了雌激素缺乏后骨密度的降低［4］。

實驗中引入體重為協(xié)變量，排除體重增加對實驗結果的影響。從實驗結果來看，對于腰椎BMD測定值，對照組骨密度為（0．190±0．010）g／cm2，較高；作為去勢的雌性大鼠，不運動組為（0．179±0．013）g／cm2，運動組為（0．189±0．014）g／cm2。表明雌激素缺乏引起椎體骨密度顯著降低，運動能夠顯著增加椎體骨量，對雌激素缺乏后椎體骨量丟失有一定保護作用。對于股骨BMD測定值，對照組骨密度為（0．168±0．010）g／cm2，較高；作為去勢的雌性大鼠，不運動組大鼠股骨BMD為（0．160±0．012）g／cm2，運動組為（0．173±0．011）g／cm2。表明雌激素缺乏引起股骨骨密度降低，運動能夠顯著增加股骨骨量，對雌激素缺乏后股骨骨量丟失有一定保護作用。但椎體與股骨比較，椎體效果不如股骨明顯［5］。

去勢雌性大鼠是一個成熟的絕經后骨質疏松模型，動物模型是否合理應該從臨床癥狀和組織行為與人類的相似性考慮。通過運動來預防骨量丟失或者增加骨量與運動方式有關。運動增加絕經后婦女的骨量在臨床上已經得到證實，不同運動負荷對不同部位骨量影響有所不同［6］。去勢雌性大鼠作為絕經后骨質疏松的動物模型其骨量丟失和人類有較好相似性。跑步運動能夠預防雌激素缺乏導致的骨質疏松，這種作用對四肢骨比中軸骨更為明顯［7］。因此在動物實驗中，應該根據實驗目的不同而選擇不同觀察部位，如重點研究運動對絕經后骨質疏松的保護作用，四肢骨更適合作為研究對象［8］。

本實驗用來研究因雌激素缺乏引起骨質疏松后，經過運動來提高骨密度，改善骨質疏松癥狀，同樣應用該模型。可以研究應用藥物治療骨質疏松，來觀察其療效，為指導臨床治療提供理論基礎［9］。

［1］ Warriner AH，Saag KG．Osteoporosis andmedical treatment［J］．Orthop Clin North Am，2013，44（2）：125-135．

［2］ Torregrosa JV，Moreno A，Gutierrez A．Alendronate for treatment of renal transplant patients with osteoporosis［J］．Transplant Proc，2003，35（4）：1393-1395．

［3］ Bloomfield SA，Williams NI，Lamb DR，etal．Nonweightbearing exercise may increase lumbar spine bone mineral density in healthy postmenopausal women［J］．Am J Phys Med Rehabil，1993，72：204-209．

［4］ 馮 坤，王健智．骨質疏松的動物模型．見：劉忠厚，主編．骨質疏松學［M］．北京：科學出版社，1998：506-508．

［5］ cSchulz E，Arfai K，Liu XD，etal．Aortic calcification and the risk of osteoporosis and fractures［J］．J Clini Endocrinol Metab，2004，89（9）：4246-4253．

［6］ Shimegi S，Yanagita M，Okano H，etal．Physical exercise increases bone mineral density in postmenopausal women［J］．Endocr J，1994，41：49-56．

［7］ Tanko LB，Christiansen C，Cox DA，etal．Relationship between osteoporosis and cardiovascular diseasein postmenopausal women［J］．J Bone Miner Res，2005，20（11）：1912-1920．

［8］ Davisson L，Warden M，Manivannan S，etal．Osteoporosis screening：factors associated with bone mineral density testing of old women［J］．J Women Health，2009，18（7）：989-994．

［9］ Giger EV，Castagner B，Leroux JC．Biomedical applications of bisphosphonates［J］．J Control Release，2013，167（2）：175-188．