青壯年期2型糖尿病腎病大鼠骨形態變化及機制探討

張從艷，鄭志遠 ，修明文 ，劉維

(1中國石油中心醫院，河北廊坊065000；2廊坊市人民醫院；3天津醫科大學總醫院)

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青壯年期2型糖尿病腎病大鼠骨形態變化及機制探討

張從艷1，鄭志遠2，修明文2，劉維3

(1中國石油中心醫院，河北廊坊065000；2廊坊市人民醫院；3天津醫科大學總醫院)

摘要：目的觀察青壯年期2型糖尿病腎病大鼠骨形態變化，并探討其發生機制。方法將52只2月齡SD雄性大鼠隨機分為觀察組33只和對照組19只。觀察組制備2型糖尿病腎病模型，造模成功后分別于5、6月齡時處死大鼠。分離各組左側脛骨近端1/3行骨形態計量學分析，測量各組左側股骨骨密度，留取血尿標本檢測血鈣、磷、堿性磷酸酶和24 h尿鈣、磷。結果 鏡下可見對照組骨小梁排列密集，厚度較寬，間距小。 觀察組5月齡骨小梁排列稀疏，骨小梁厚度變窄，間距加寬；6月齡骨小梁排列更稀疏，厚度更窄，間距更寬。觀察組骨小梁面積百分數(Tb.Ar)、骨小梁寬度(Tb.Th)、骨小梁分離度(Tb.Sp)均低于對照組，骨小梁數(Tb.N)多于對照組，P均<0.05；觀察組5月齡Tb.Ar、Tb.Th、Tb.Sp均高于6月齡，Tb.N少于6月齡，P均<0.05。觀察組5月齡、6月齡及對照組的骨密度分別為172.50±4.96、172.74±4.63、187.79±3.90，P均<0.05。觀察組血堿性磷酸酶、尿鈣水平均高于對照組，P<0.05。結論青壯年期2型糖尿病腎病大鼠骨小梁減少、骨密度下降，可能與血液中堿性磷酸酶、尿鈣升高有關。

關鍵詞：2型糖尿病；糖尿病腎病；骨小梁；骨密度；骨形態計量學

骨質疏松是以骨量減少及骨微結構退行性變為特征的一種全身性骨骼疾病，是一種代謝性骨病，老年人群發病率較高，女性發病率高于男性。近年研究發現，老年糖尿病腎病患者骨質疏松發生率明顯高于健康人群。但是，關于青壯年糖尿病患者骨質疏松發生情況的報道少見。2014年3～11月，我們觀察了青壯年期糖尿病腎病大鼠的骨形態變化，并探討其發生機制，旨在為骨質疏松的預防提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料2月齡清潔級雄性SD大鼠52只，體質量200～250 g,由天津醫科大學實驗動物中心提供。VITALAB-micro半自動生化分析儀(美國貝克曼庫爾特公司)，Prodigy型DEXA骨密度儀(美國Lunar公司)，0.5%Villaneuva骨染色劑(美國BD公司)，POLYCUT硬質骨切片機(德國)。

1.2動物分組及模型建立將52只大鼠隨機分為對照組19只和觀察組33只，觀察組采用單側腎切除術+高糖高脂飲食飼養4周+一次性腹腔注射鏈脲佐菌素30 mg/kg方法制作2型糖尿病腎病模型，注射后1周測得尾尖隨機血糖>16.7 mmol/L及24 h尿白蛋白顯著升高則判為造模成功。對照組采用假手術+基礎飼料飼養4周+0.1 mmol/L檸檬酸緩沖液3 mL腹腔注射。觀察組造模成功后繼續采用高糖高脂飲食飼養，分別于大鼠5、6月齡時處死17、16只；對照組大鼠于飼養至5月齡時處死大鼠。處死各組大鼠前，留取24 h尿；均采用股動脈放血處死，留取血液標本，分離血清，-80 ℃保存備用；分離左側脛骨近端1/3置于70%乙醇中固定；分離左側股骨，用生理鹽水浸透紗布包裹，-80 ℃保存。

1.3骨形態觀察取左側脛骨近端1/3標本，去除軟組織，暴露骨髓腔；骨染色劑染色4 d，脫水脫脂,包埋標本;干燥1周后切成20 μm切片，光學樹脂封膠片。將骨切片置于Olympus光學顯微鏡下，觀察骨小梁排列情況。用Kontroniba2.0全自動圖像處理系統測量干骺端骨松質的4個靜態指標：骨小梁面積百分數(Tb.Ar)、骨小梁寬度(Tb.Th)、骨小梁數(Tb.N)及骨小梁分離度(Tb.Sp)。

1.4骨密度測定采用骨密度儀聯合小動物測量軟件測定各組股骨骨密度。

1.5血清鈣、磷、堿性磷酸酶及尿鈣、尿磷水平測定取24 h尿及血清，應用VITALAB-micro半自動生化分析儀，采用鄰甲酚酞絡合銅比色法檢測血鈣及尿鈣水平，紫外終點法檢測血磷及尿磷水平，連續監測法檢測血堿性磷酸酶。

2結果

2.1各組骨組織形態學比較鏡下可見對照組骨小梁排列密集，厚度較寬，間距小。 觀察組5月齡骨小梁排列稀疏，骨小梁厚度變窄，間距加寬;6月齡骨小梁排列更稀疏，厚度更窄，間距更寬。兩組Tb.Ar、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp比較見表1。

表1　兩組Tb.Ar、Tb.Th、Tb.N、Tb.Sp比較±s)

注：與對照組比較，*P<0.05；與觀察組5月齡比較，#P<0.05。

2.2各組骨密度比較觀察組5月齡、6月齡及對照組的骨密度分別為172.50±4.96、172.74±4.63、187.79±3.90， 5月齡、6月齡骨密度均高于對照組，P均<0.05。

2.3各組血清鈣、磷、堿性磷酸酶及尿鈣、尿磷水平比較見表2。

表2　各組血尿鈣、磷及血清堿性磷酸酶水平比較±s)

注：與對照組比較，*P<0.05。 3討論

骨密度是骨代謝關鍵指標之一，尤其在動物實驗中，骨密度快速準確檢測對骨代謝的判斷有重要意義，可準確反映骨代謝情況[1,2]。大鼠的骨重建周期為30～40 d，本實驗選擇5月齡和6月齡分別處死大鼠，以保證實驗結果的可靠性。本研究中，模型組5月齡處死者骨量明顯低于對照組，骨顯微結構有較大改變，小梁骨所占比例下降，排列稀疏不規整，厚度變窄，間隙增大。而正常大鼠一般10個月才能達到峰值骨量，糖尿病腎病大鼠骨代謝受損嚴重[3,4]。6月齡組較5月齡組，骨密度有所下降但無統計學意義，但骨顯微結構有進一步變化，骨小梁比例下降，厚度變窄，間隙變寬。表明隨糖尿病腎病病程進展，骨質惡化明顯。

糖尿病腎病時機體常因高血糖、高血脂、低胰島素血癥、促炎因子釋放、高滲性尿鈣流失等因素引起骨代謝改變、骨密度降低、骨量丟失[5～8]。腎小管病變可導致1-α羥化酶功能受損[1,2]，1-25(OH)2D3嚴重缺乏，影響腸道鈣磷吸收和腎小管對鈣的重吸收，導致機體負鈣平衡，為維持正常血鈣濃度，骨吸收加速動員骨庫鈣儲備，使骨量降低。本研究中各組間血鈣磷水平比較無明顯差異，觀察組血堿性磷酸酶明顯高于對照組，尿鈣水平高于對照組。有研究發現腎臟病變時近曲腎小管大面積空泡變性、糖原累積，可導致1-25(OH)2D3嚴重缺乏[9,10]，出現高滲性利尿，鈣鹽大量丟失，腎小管重吸收鈣功能受損，機體呈負鈣平衡，為維持正常血鈣，骨形成大幅增加，破骨活躍，導致堿性磷酸酶水平升高。

綜上所述，青壯年期2型糖尿病腎病大鼠骨密度降低，骨量丟失明顯，可能與尿鈣及血清堿性磷酸酶水平升高有關。

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收稿日期：(2015-08-11)

中圖分類號：R587.1

文獻標志碼：A

文章編號：1002-266X(2015)46-0028-02

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.46.010