雷奈酸鍶對模擬失重雄性大鼠骨質(zhì)疏松防治作用的研究.pdf

1、研究背景：
　　 進(jìn)行空間人體實驗是以航天員作為被試者進(jìn)行實驗。這種人體實驗不僅代價昂貴、實驗條件嚴(yán)格受限,如被試者少、實驗條件不宜控制、測量方法受限等。限于航天人體實驗的局限性,大多數(shù)航天醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)研究都在實驗室中進(jìn)行,研究對象均為動物。本研究采用誘發(fā)性骨質(zhì)疏松動物模型(InducedOsteoioorosis Animal Models),該動物模型是指使用物理的、化學(xué)的和生物的致病因素作用于動物,造成動物組織、器官或全身一

2、定的損害,出現(xiàn)某些類似人類疾病時的功能、代謝障礙或形態(tài)結(jié)構(gòu)方面的病變,為近代生物醫(yī)學(xué)研究所常用,特別是藥物篩選研究工作所首選。
　　 失重是物體只表現(xiàn)為質(zhì)量而不表現(xiàn)為重量的特殊力學(xué)環(huán)境--微重力(Microgravity),微重力是指航天器在引力場中飛行時,受到的非引力的力一般都很小,產(chǎn)生的加速度也很小。這種非引力加速度通常只有地面重力加速度的萬分之一或更小,其大小通常定義為10-6～10-4g。為了與者正常的重力對比,就把這種

3、微加速度現(xiàn)象叫做“微重力”,微重力越小,失重越完全。總之,失重狀態(tài)只是理想狀態(tài),微重力才是實際情況。判斷物體是否失重一個最重要的標(biāo)志是,物體內(nèi)部各部分、各質(zhì)點之間沒有相互作用力,即沒有拉、壓、剪切等任何應(yīng)力。而引起骨質(zhì)疏松的重要機(jī)制之一就是在失重狀態(tài)下,動物模型或人體各質(zhì)點之間沒有相互作用,即無應(yīng)力刺激而引起廢用性骨質(zhì)疏松。骨質(zhì)疏松(Osteoporosis,OP)是一種以骨量減少,骨微結(jié)構(gòu)破壞,從而導(dǎo)致骨的脆性增加和易于發(fā)生骨折為特征

4、的疾病。本研究的主要目的是通對模擬失重大鼠給予雷奈酸鍶(Strontium Ranelate,SR)干預(yù),從骨密度和骨超微結(jié)構(gòu)等不同角度觀察SR對模擬失重大鼠骨組織形態(tài)學(xué)的影響,為今后該藥的臨床試驗提供實驗依據(jù)。
　　 宇航員在太空飛行期間由于失重會引起機(jī)體一系列的生理改變,其中骨代謝異常是對人體危害較為嚴(yán)重的并發(fā)癥之一。而宇航員飛行期間發(fā)生的骨代謝異常主要表現(xiàn)為廢用性骨質(zhì)疏松。失重導(dǎo)致的骨質(zhì)稀少主要表現(xiàn)為骨量丟失、骨骼脫礦、密

5、度降低、骨力學(xué)性能的下降、糞鈣和尿鈣排出量增加、血鈣升高、出現(xiàn)負(fù)鈣平衡。一般臨床上的骨質(zhì)疏松癥是由內(nèi)分泌紊亂所致,在群體中呈年齡依賴性分布,而失重導(dǎo)致的骨骼結(jié)構(gòu)功能變化則是由于重力環(huán)境變化引起的。失重性骨質(zhì)疏松的機(jī)制主要有機(jī)械載荷減少:骨骼發(fā)育與運(yùn)動密切相關(guān),機(jī)械力因素能刺激骨生長,維持骨強(qiáng)度和骨量,制動導(dǎo)致骨吸收相對活躍；骨的壓電效應(yīng)減弱:壓電電位改變是骨代謝局部調(diào)節(jié)的始動因素,制動后,壓電位降低,成骨細(xì)胞活性受到抑制,骨量丟失增加；

6、體液轉(zhuǎn)移:尾吊時,大鼠體液發(fā)生轉(zhuǎn)移,骨內(nèi)膜血管和骨膜淋巴管系統(tǒng)跨壓改變,流體切變應(yīng)力改變,擴(kuò)血管物質(zhì)增多,作用于破骨和成骨細(xì)胞,破壞平衡,致骨丟失。
　　 骨質(zhì)疏松的治療包括非藥物治療和藥物治療,非藥物治療包括改善營養(yǎng)狀況、加強(qiáng)運(yùn)動、糾正不良生活習(xí)慣等。傳統(tǒng)上,抗骨質(zhì)疏松的主要藥物有骨礦化類藥物、骨吸收抑制劑、骨形成促進(jìn)劑等幾大類,這些藥物在治療廢用骨質(zhì)疏松取得一定的療效,但是這些藥物儀從單方面機(jī)制治療骨質(zhì)疏松,主要機(jī)制是抑制骨

7、吸收或者促進(jìn)骨形成。雷奈酸鍶是一種新型的抗骨質(zhì)疏松藥物,具有抑制骨吸收和促進(jìn)骨形成雙重作用的藥理作用。廢用性骨質(zhì)疏松的形成機(jī)制既有骨吸收增強(qiáng),也有骨形成減弱?？梢?雷奈酸鍶可能更適合于失重性骨質(zhì)疏松癥的治療。有鑒于此,本研究選擇了雷奈酸鍶作為治療失重性骨質(zhì)疏松的藥物。本研究的目的是通過給予模擬失重大鼠雷奈酸鍶藥物干預(yù),觀察治療的效果,從而評價雷奈酸鍶在抗失重性骨質(zhì)疏松的治療效果,為進(jìn)一步的人體實驗提供實驗依據(jù)。
　　 目的：

8、r>　　 通對建立模擬失重雄性大鼠骨質(zhì)疏松模型,建模成功之后給予雷奈酸鍶(Strontium Ranelate,SR)藥物干預(yù),觀察對照組和治療組大鼠的血生化指標(biāo)、骨密度、骨含量、骨面積和骨超微結(jié)構(gòu)等的變化,評價SR對模擬失重雄性大鼠骨質(zhì)疏松的防治作用,為今后該藥的臨床應(yīng)用提供實驗依據(jù)。
　　 方法:
　　 3月齡SPF級雄性SD大鼠27只,隨機(jī)平均分為3組:A組為非尾吊自由活動對照組；B組為尾吊模擬失重組；C組為尾吊

9、模擬失重并予雷奈酸鍶(600mg/kg/d)灌胃組,A組和B組灌等量生理鹽水。每天灌胃1次,每4天稱重1次,按重量調(diào)整給藥劑量。3組大鼠均單籠喂養(yǎng),自由進(jìn)食和飲用純凈水,實驗期為28 d。實驗期滿后各組大鼠用3％戊巴比妥鈉(50mg/kg)腹腔麻醉,左心室放血處死,取抗凝血3 ml,室溫下放置1h后,離心(3000 r/min,10 min)分離血清。血清及時送檢,檢測血清鈣(Calcium,Ca)、磷(Phosphorus,P)及堿性

10、磷酸酶(Alkalinephosphatase,ALP)。取大鼠右側(cè)股骨,剔除干凈周圍軟組織,測量股骨骨密度、骨礦鹽含量及骨面積。在股骨頸處橫斷鋸斷股骨,取股骨頸段,經(jīng)固定、沖洗、脫水、干燥后給予真空噴金,在掃描電鏡下觀察股骨頸骨小梁的分布、數(shù)量、厚度及膠原的排列、斷裂等情況。統(tǒng)計學(xué)方法:所有數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差((x)±SD)表示,用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析,兩獨立樣本組間比較采用t檢驗,多組均數(shù)比較采用單方向方差分析(

11、One-way ANOVA),方差齊性劑量資料采用LSD多重檢驗,P<0.05作為有差異有統(tǒng)計學(xué)意義的檢驗標(biāo)準(zhǔn)。
　　 結(jié)果:
　　 (1)大鼠一般生長情況
　　 整個實驗期間大鼠活動自如,毛發(fā)濃密有光澤。實驗第4天B組和C組大鼠體質(zhì)量較實驗前下降(P<0.01),此后3組大鼠體質(zhì)量增長基本保持穩(wěn)定,組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。實驗期滿后,B、C組大鼠的體質(zhì)量較A組有所降低,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.

12、05)。
　　 (2)骨代謝生化指標(biāo)測定結(jié)果
　　 懸吊28 d后,B組大鼠血清堿性磷酸酶(Alkaline phosphatase,ALP)含量顯著高于A組(P<0.05)；C組大鼠血清ALP含量顯著低于B組(P<0.05),各組間鈣、磷含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。A組和C組之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
　　 (3)大鼠右側(cè)股骨骨密度(Bone Mineral Density,BMD)、骨礦

13、鹽含量(BoneMineral Content,BMC)及骨面積(Bone Area,BA)測定結(jié)果B組大鼠股骨BMD、BMC顯著低于A組(P<0.05)；而C組BMD、BMC顯著高于B組(P<0.05)。A組與C組BMD、BMC差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。三組大鼠BA值之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)
　　 (4)掃描電鏡結(jié)果
　　 三組大鼠低倍鏡觀察比較:A組大鼠股骨頸骨小梁數(shù)目較多,骨小梁厚度正常,分布均

14、一,形成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；B組大鼠骨髓腔擴(kuò)大、骨小梁數(shù)目明顯減少,小梁間距離增大,吸收孔大小不一,形狀各異,骨小梁變細(xì),厚薄不均,一些骨小梁形成盲端游離于骨髓腔中,其立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)受到破壞:C組大鼠股骨頸骨骨小梁數(shù)目較B組增多,骨小梁厚度有所增加,總體上分布較為均一,基本上形成立體的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。三組大鼠高倍鏡下觀察比較:A組大鼠骨小梁表面膠原纖維走向清晰,排列緊密、整齊,纖維之間有斜向纖維；B組骨髓腔擴(kuò)大,骨小梁表面凹凸不平,立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)完全

15、破壞,骨小梁表面的膠原纖維排列雜亂,結(jié)構(gòu)變得松散,可見到骨吸收現(xiàn)象,即被破壞的骨膠原失去正常結(jié)構(gòu),其中有的區(qū)域膠原已消失,變成形狀、深淺不一的骨吸收陷窩,其形狀多為圓形或橢圓形,較淺。在更高倍數(shù)觀察下可見B組大鼠微骨折；C組大鼠骨纖維走向基本清晰,排列整齊,有序,C組與A組對照,經(jīng)過治療后,骨膠原纖維排列走向基本清晰,未見骨吸收和微骨折現(xiàn)象。
　　 結(jié)論:
　　 (1)通過尾吊法建立的雄性大鼠廢用性骨質(zhì)疏松動物模型,骨丟