加味身痛逐瘀湯對骨質(zhì)疏松模型大鼠生物力學(xué)及形態(tài)學(xué)的影響

韓鵬勃 劉柱 姚亞波

摘要 目的：探討加味身痛逐瘀湯對骨質(zhì)疏松模型鼠行為學(xué)的影響，同時觀察大鼠骨組織的形態(tài)學(xué)改變。方法：45只雌性SD（Sprague Dawley）大鼠，隨機分為空白組、模型組及中藥組，每組15只。其中模型組和中藥組進行雙側(cè)卵巢切除術(shù)復(fù)制骨質(zhì)疏松模型，隨后中藥組接受加味身痛逐瘀湯灌胃，空白組和模型組大鼠接受等劑量生理鹽水灌胃，1次/d，5次/周，連續(xù)灌胃5周。干預(yù)接受后進行生物力學(xué)檢測和觀察骨形態(tài)學(xué)變化，同時檢測各組大鼠外周血微量元素（Fe、Zn、Mg）水平變化。結(jié)果：與空白組比較，模型組大鼠股骨最大載荷、斷裂載荷、彈性載荷、剛性系數(shù)、彎曲能量降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），組織形態(tài)學(xué)顯示骨小梁數(shù)量、骨小梁厚度和骨小梁面積百分比均明顯下降（P<0.05）;加味身痛逐瘀湯灌胃5周后中藥組大鼠的股骨最大載荷、斷裂載荷、彈性載荷、剛性系數(shù)、彎曲能量較模型組升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），且骨小梁厚度、骨小梁數(shù)量等形態(tài)學(xué)參數(shù)也均出現(xiàn)明顯改善，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。ELISA檢測顯示模型組大鼠外周血清Fe、Zn、Mg水平均顯著下降，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。加味身痛逐瘀湯灌胃5周后大鼠外周血清Fe、Zn、Mg水平有所升高，與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），結(jié)論：加味身痛逐瘀湯對骨質(zhì)疏松模型大鼠骨組織顯微結(jié)構(gòu)及生物力學(xué)性能均有明顯改善效果，這可能通過調(diào)節(jié)機體金屬元素表達有關(guān)，可推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 骨質(zhì)疏松;大鼠;加味身痛逐瘀湯;生物力學(xué);形態(tài)學(xué);HE染色;金屬微量元素

Abstract Objective：To investigate the effect of Jiawei Shentong Zhuyu decoction on the behavior of osteoporotic model rats and observe the morphological changes of bone tissue in rats.Methods：A total of 45 female SD （Sprague Dawley） rats were randomly divided into blank group （n=15），model group （n=15） and traditional Chinese medicine group （n=15）.The model group and traditional Chinese medicine group received bilateral ovariectomy to establish the model of osteoporosis，then the traditional Chinese medicine group received Jiawei Shentong Zhuyu decoction，and the rats in the blank group and model group received the same dose of normal saline once a day and 5 times a week for 5 weeks.After intervention，biomechanical examination and morphological changes of bone were observed.At the same time，the levels of trace elements （Fe，Zn，Mg） in peripheral blood of rats in each group were detected.Results：Compared with the blank group，the maximum load，fracture load，elastic load，rigidity coefficient and bending energy of femur in the model group were significantly lower （P<0.05）.Histomorphology showed that the number，thickness and percentage of trabecular area of bone trabeculae decreased significantly （P<0.05）.After oral administration of Jiawei Shentongzhuyu decoction for 5 weeks，the maximum load，fracture load，elastic load，rigidity coefficient and bending energy of femur in the traditional Chinese medicine group were significantly higher than those in the model group （P<0.05）.The morphological parameters such as trabecular thickness and number of trabeculae were also significantly improved，the difference was statistically significant （P<0.05）.ELISA detection showed that the levels of Fe，Zn and Mg in peripheral serum of rats in the model group decreased significantly，and the difference was statistically significant（P<0.05）.After 5 weeks of oral administration of Jiawei Shentong Zhuyu decoction，the levels of Fe，Zn and Mg in peripheral serum of rats were significantly higher than those of the model group（P<0.05）.Conclusion：Jiawei Shentong Zhuyu decoction can significantly improve the microstructure and biomechanical properties of bone tissue of osteoporotic rats，which may be related to regulating the expression of metal elements in the body and can be popularized and applied.

2 結(jié)果

2.1 各組生物力學(xué)指標(biāo)結(jié)果 與空白組比較，模型組大鼠股骨最大載荷、斷裂載荷、彈性載荷、剛性系數(shù)、彎曲能量降低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）;加味身痛逐瘀湯灌胃5周后中藥組大鼠的股骨最大載荷、斷裂載荷、彈性載荷、剛性系數(shù)、彎曲能量較模型組升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表1。

2.2 各組骨組織HE染色結(jié)果 HE染色顯示空白組大鼠骨小梁排列有序且緊密，粗大走形大致一致，連續(xù)性良好;模型組大鼠骨小梁排列紊亂，變細且稀疏，同時存在大片骨小梁缺失區(qū)域;經(jīng)過加味身痛逐瘀湯干預(yù)后骨小梁排列紊亂，變細且稀疏的征象明顯減輕，結(jié)構(gòu)大致清晰，偶見骨小梁斷裂。見圖1。

2.3 各組股骨組織形態(tài)計量學(xué)結(jié)果 與空白組比較，模型組大鼠組織形態(tài)學(xué)顯示骨小梁數(shù)量、骨小梁厚度和骨小梁面積百分比均明顯下降（P<0.05），加味身痛逐瘀湯灌胃5周后中藥組大鼠的骨小梁厚度、骨小梁數(shù)量等形態(tài)學(xué)參數(shù)也均出現(xiàn)明顯改善，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表2。

2.4 各組大鼠外周血微量元素水平比較 ELISA檢測顯示模型組大鼠外周血清Fe、Zn、Mg水平均顯著下降，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。加味身痛逐瘀湯灌胃5周后大鼠外周血清Fe、Zn、Mg水平有所升高，與模型組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。見表3。

3 討論

骨質(zhì)疏松是以骨量減少、骨脆性升高以及骨組織形態(tài)結(jié)構(gòu)受破壞為主要特征的臨床慢性疾病，大量研究顯示炎性反應(yīng)、胰島素抵抗、免疫功能缺陷以及其他內(nèi)分泌激素代謝異常疾病均是骨質(zhì)疏松發(fā)生發(fā)展的病理因素[6-9]。本研究制備骨質(zhì)疏松模型鼠，經(jīng)過HE染色顯示成模大鼠股骨骨小梁排列紊亂，變細且稀疏，同時存在大片骨小梁缺失區(qū)域，并且在骨組織形態(tài)計量學(xué)研究中證實骨質(zhì)疏松模型大鼠不但在骨結(jié)構(gòu)力學(xué)（最大載荷、彈性載荷、斷裂載荷和彎曲能量）而且材料力學(xué)（剛性系數(shù)）性能均較正常大鼠明顯下降，這提示骨質(zhì)疏松模型大鼠骨組織不論是宏觀力學(xué)還是微觀形態(tài)學(xué)結(jié)構(gòu)方面均出現(xiàn)典型改變，這與國內(nèi)外諸多文獻所得結(jié)果一致[10-12]，亦證實本研究造模成功。

中醫(yī)并無骨質(zhì)疏松病名記載，但其病因病機與“骨痹”“骨痿”“骨蝕”“痛癥”“骨枯”等高度一致，故骨質(zhì)疏松屬于中醫(yī)上述疾病范疇。中醫(yī)古籍記載腎主骨生髓，與骨疾病關(guān)系密切[13-14]。腎為先天之本，主骨生髓而養(yǎng)骨，腎精充盛則骨髓生化有源，骨髓充足則骨骼得養(yǎng)，從而堅勁有力、耐久立而強勞作，如若腎精虧虛，腎精生發(fā)乏源，骨骼疲軟無力。此外，腎虛氣血生化乏源，元氣不足而氣血運化不暢而致瘀，瘀血阻滯于絡(luò)脈，水谷精微布散障礙，骨髓由此無法濡養(yǎng)骨骼而出現(xiàn)骨痛、脊柱變形、脆性骨折等骨質(zhì)疏松相關(guān)性臨床癥狀[15-16]，就如《醫(yī)林改錯》書中描述：“元氣既虛，必不能達于血管，血管無氣，必停留而瘀”;《黃帝內(nèi)經(jīng)》亦認(rèn)為：“老者之氣血衰，其肌肉枯，氣道澀”，由此腎虛是骨質(zhì)疏松發(fā)病之本，血瘀是發(fā)病之標(biāo)，本病乃本虛標(biāo)實。因此治療本病的關(guān)鍵在于“補腎化瘀”，基于此，王清任創(chuàng)立了身痛逐瘀湯以實現(xiàn)從氣血入手治療“諸痹癥疼痛”。方中桃仁、紅花共奏活血化瘀之功，共為君藥;五靈脂、沒藥、香附是行氣活血之品，共為臣藥;羌活、秦艽可祛風(fēng)除濕，牛膝有活血通絡(luò)止痛的作用，地龍可加強通絡(luò)舒筋之功，川芎、當(dāng)歸加強君藥活血通絡(luò)作用的同時可養(yǎng)血潤燥，續(xù)斷、狗脊以補肝腎，續(xù)筋骨，調(diào)血脈。整方共奏活血化瘀、通痹止痛、補腎強骨之功。在本研究中我們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過加味身痛逐瘀湯干預(yù)后大鼠骨結(jié)構(gòu)力學(xué)及材料力學(xué)性能均出現(xiàn)明顯提升，形態(tài)學(xué)研究亦顯示大鼠骨組織骨小梁排列紊亂，變細且稀疏的征象明顯減輕，結(jié)構(gòu)大致清晰，偶見骨小梁斷裂，這說明加味身痛逐瘀湯確對骨質(zhì)疏松有明顯療效。

目前有研究顯示微量元素與骨質(zhì)疏松關(guān)系密切，金屬微量元素（鐵、鋅、鎂等）微量元素維持機體骨代謝、骨轉(zhuǎn)換正常進行的重要因素，有研究顯示絕經(jīng)后婦女多存在下丘腦-垂體-性腺軸功能減退，下丘腦-垂體-性腺軸是調(diào)節(jié)機體內(nèi)分泌代謝的關(guān)鍵部位，而微量元素又廣泛參與調(diào)節(jié)機體的內(nèi)分泌代謝過程，二者相輔相成[17]。在諸多微量元素中鋅、鎂、鐵是重要因子，鋅的缺乏會影響垂體促性腺激素的分泌釋放，使垂體中促生長激素減少，進而出現(xiàn)性功能低和成骨作用減弱。Fe廣泛參與調(diào)節(jié)機體新骨形成及骨轉(zhuǎn)化環(huán)節(jié)，F(xiàn)e的表達高低直接影響骨礦物質(zhì)形成和骨基質(zhì)合成程度，從而影響骨質(zhì)疏松的發(fā)病發(fā)展。有研究人員通過實驗研究證實補充微量元素可促進成骨細胞的增殖和分化，促進骨質(zhì)疏松的改善[18]。因此調(diào)節(jié)微量元素的表達是改善骨質(zhì)疏松的關(guān)鍵。本研究顯示模型組大鼠外周血清Fe、Zn、Mg水平均顯著下降，這證實了骨質(zhì)疏松發(fā)生發(fā)展過程中金屬元素水平確發(fā)生變化，而經(jīng)過加味身痛逐瘀湯干預(yù)后大鼠外周血Fe、Zn、Mg水平明顯提高，這說明加味身痛逐瘀湯對骨質(zhì)疏松模型大鼠骨組織顯微結(jié)構(gòu)及生物力學(xué)性能的作用可能通過調(diào)節(jié)機體金屬元素表達而實現(xiàn)的。

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（2019-10-16收稿 責(zé)任編輯：芮莉莉）