地塞米松對大鼠骨密度及體成分的影響*

劉思瑤 張 劼 黃 松 冼 晶 羅佐杰 梁 敏

糖皮質激素治療可導致肌肉萎縮、脂肪中心性聚集、骨密度（BMD）和骨礦含量（BMC）下降及骨折風險增加。臨床研究發現不同劑量糖皮質激素引起骨骼不同部位骨折的相對危險度不同[1]。糖皮質激素引起骨折風險的增加不僅與BMD的下降有關，還與肌肉萎縮和肌無力等引起跌倒風險增加有關。體成分主要由脂肪組織、肌肉組織和骨組織構成，與BMD相關[2]，骨質疏松發生風險也與體成分存在一定關系[3]。不同劑量地塞米松糖皮質激素對人體不同部位BMD及體成分的影響尚無定論。本研究通過探討不同劑量地塞米松對大鼠不同部位BMD及體成分的影響，以期為臨床防治糖皮質激素性骨質疏松提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物及分組 3月齡雌性SPF級SD大鼠40只，購自廣西醫科大學實驗中心，合格證號：SCKK（滬）2009-0002，體質量240～280 g。按隨機數字表法分為對照組、低劑量組、中劑量組、高劑量組，每組10只，對照組肌內注射生理鹽水，后3組分別肌內注射1、2.5及5 mg/kg地塞米松磷酸鈉注射液（廣東三才石岐制藥有限公司，國藥準字H44025148），2次/周，左右肢交替注射，連續給藥4周，每周稱1次體質量。所有大鼠給予標準全價顆粒飼料喂養，自由飲水和攝食，飼養環境溫度為（22±2）℃，12 h晝夜照明節律。實驗期間高劑量和中劑量組各死亡1只大鼠。

1.2 BMD和體成分的測定 分別于給藥前和給藥4周后，于大鼠腹腔注射10%的水合氯醛3 mL/kg，麻醉后應用DEXA儀（美國Lunar公司生產，PLODIGY型）所附的小動物軟件測量大鼠BMD和體成分。將麻醉后的大鼠取俯臥位放置于薄塑料板上，前肢與身長垂直，后肢分開。設置掃描參數，掃描寬度25 cm，掃描長度37 cm，進行全身掃描，所需掃描時間2 min。掃描結束后，應用軟件上ROI框定大鼠的頭部、脊椎、骨盆、股骨等興趣區域，測定BMD、總BMC和體成分。

1.3 統計學方法 用SPSS 16.0統計軟件進行統計分析。數據以x±s表示，同組干預前后比較采用配對t檢驗，同一時間點不同組之間用單因素方差分析，組間多重比較采用LSD-t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組大鼠不同時間體質量的比較 干預1～4周后不同劑量地塞米松干預組體質量均較對照組下降（P＜0.01），但不同劑量地塞米松干預組之間體質量差異無統計學意義（P＞0.05），見表1。

2.2 各組大鼠全身及各部位BMD、總BMC的比較 與干預前比較，干預4周后對照組的總BMD、股骨BMD、總BMC均增加（t分別為4.48、5.48、9.84，P＜0.01），脊椎BMD、骨盆BMD差異無統計學意義（t分別為0.54和2.25，P＞0.05）。干預4周后，不同劑量地塞米松組與對照組之間總BMD、脊椎BMD差異無統計學意義（P＞0.05），低劑量組、中劑量組股骨BMD較對照組、高劑量組降低（P＜0.05），中劑量組骨盆BMD較高劑量組降低（P＜0.05），低劑量組、中劑量組總BMC較對照組降低（P＜0.05），見表2。

2.3 各組大鼠全身及局部脂肪含量、肌肉含量的比較 見表3。與干預前比較，干預4周后對照組的全身、軀干、腿部脂肪含量均增加（t分別為6.49、7.23、6.47，P＜0.01），全身、軀干肌肉含量下降（t分別為4.46和4.23，P＜0.01），腿部肌肉含量差異無統計學意義（t=0.59，P＞0.05）。干預4周后，不同劑量地塞米松組與對照組全身脂肪含量、軀干脂肪含量差異無統計學意義（P＞0.05）；不同劑量地塞米松組全身肌肉含量較對照組下降（P＜0.05）；中劑量組、高劑量組軀干肌肉含量較對照組下降（P＜0.05）；低劑量組、中劑量組腿部脂肪含量分別較對照組、高劑量組下降（P＜0.05）；低劑量組、中劑量組腿部肌肉含量較對照組下降（P＜0.05）。

Table 1 Comparison of body weight values at different time points between four groups表1 各組大鼠不同時間點體質量的比較 （g，x±s）

Table 2 Comparison of total BMD,regional BMD and total BMC before and after 4-week intervention between four groups表2 各組大鼠干預前與干預4周后全身及各部位BMD、總BMC的比較 （x±s）

Table 3 Comparison of fat mass,lean mass of different regions before and after 4-week intervention between four groups表3 各組大鼠干預前與干預4周后不同部位、脂肪、肌肉含量的比較 （g，x±s）

3 討論

大鼠具有與人類相似的骨骼解剖系統，是迄今為止在骨質疏松癥研究中使用最廣泛的實驗動物，而雌性大鼠被認為是研究代謝性骨病的較好動物模型。采用DEXA儀中的小動物軟件可直接測量大鼠的BMD及體成分，具有較好的準確度。目前，DEXA被認為是測量BMD及體成分的金標準[4]。已有臨床研究通過DEXA檢測患者BMD與體成分，分析疾病引起體成分的變化及體成分對BMD的影響[5-6]。糖皮質激素被廣泛應用于臨床，但長期應用糖皮質激素會導致BMD下降、脂肪重新分布、肌肉萎縮等，使骨折風險增加。目前不同劑量糖皮質激素對人體不同部位BMD及體成分的影響尚無定論。

本研究采用3月齡生長期SD雌性大鼠作為研究對象，干預4周后，對照組總BMD、股骨BMD、總BMC均較干預前增加，不同劑量地塞米松干預組較對照組總BMD均無明顯差異。Ogoshi等[7]用潑尼松龍2 mg/（kg·d）、20 mg/（kg·d）分別對3月齡雌性Wistar大鼠干預4周，發現糖皮質激素既能增加3月齡大鼠的骨吸收也能增加骨形成，所有組總BMD均隨時間的延長而增加，且干預4周后所有組之間總BMD無明顯差異，說明糖皮質激素干預4周并不會抑制生長期大鼠總BMD的自然增長。本研究干預4周后，1 mg/kg、2.5 mg/kg比5 mg/kg劑量的地塞米松對大鼠總BMC、股骨BMD的影響大，這可能是因為高劑量的糖皮質激素比低劑量的糖皮質激素更能夠增加生長期大鼠干骺端骨小梁處的骨形成。另有研究表明1 mg/kg、2.5 mg/kg劑量的地塞米松較5 mg/kg劑量的地塞米松干預8周對生長期大鼠的股骨BMD影響較大[8]。

本研究發現對照組大鼠體質量隨時間逐漸增加，不同劑量地塞米松干預組體質量隨時間逐漸下降，說明糖皮質激素能抑制生長期大鼠體質量的增加。干預4周后，不同劑量地塞米松干預組較對照組全身脂肪含量無差異，而全身肌肉含量均較對照組下降，提示地塞米松引起大鼠肌肉含量的降低可能是大鼠體質量下降主要原因。許多臨床研究證實，接受糖皮質激素治療的患者，其肌肉含量明顯減少[9-10]。本研究發現，不同劑量地塞米松干預組之間體質量、全身肌肉含量無差異，提示地塞米松干預4周引起大鼠體質量及肌肉含量的下降未呈現出劑量依賴性。本研究結果提示地塞米松干預4周后，大鼠軀干與腿部脂肪含量的改變并不一致，這可能與糖皮質激素對大鼠不同部位脂肪的聚集和動員干擾的程度不同有關。

[1]Kanis JA,Johansson H,Oden A,et al.Guidance for the adjustment of FRAX according to the dose of glucocorticoids[J].Osteoporos Int,2011,22(3):809-816.

[2]Genaro PS,Pereira GA,Pinheiro MM,et al.Influence of body com?position on bone mass in postmenopausal os teoporotic women[J].Arch Gerontol Geriatr,2010,51(3):295-298.

[3]Sheng Z,Xu K,Ou Y,et al,Relationship of body composition with prevalence of osteoporosis in central south Chinese postmenopausal women[J].Clin E ndocrinol(Oxf),2011,74(3):319-324.

[4]Toombs RJ,Ducher G,Shepherd JA,et al.The impact of recent technological advances on the trueness and precision of DXA to as?sess body composition[J].Obesity(Silver Spring),2012,20(1):30-39.

[5]Schmidt J,Dahlgren E,Brannstrom M,et al.Body composition,bone mineral density and fractures in late postmenopausal women with polycystic ovary syndrome-a long-term follow-up study[J].Clin Endocrinol(Oxf),2012,77(2):207-214.

[6]Sharma A,Tian F,Yin MT,et al.Association of regional body com?position with bone mineral density in HIV-infected and HIV-unin?fected women:women’s interagency HIV study[J].J Acquir Im?mune Defic Syndr,2012,61(4):469-476.

[7]Ogoshi T,Hagino H,Fukata S,et al.Influence of glucocorticoid on bone in 3-,6-,and 12-month-old rats as determined by bone mass and histomorphometry[J].Mod Rheumatol,2008,18(6):552-561.

[8]崔燎，劉衍志，陳艷，等.不同劑量地塞米松對大鼠骨質量的作用[J].生物醫學工程學雜志,2011,28(4):738-742.

[9]Zikan V,Tyblova M,Raska L.Bone mineral density and body com?position in men with multiple sclerosis chronically treated with lowdose glucocorticoids[J].Physiol Res,2012,61(4):405-417.

[10]Mok CC,To CH,Ma KM.Changes in body composition after gluco?corticoid therapy in patients with systemic lupus erythematosus[J].Lupus,2008,17(11):1018-1022.