骨松宁合剂结合运动对去卵巢大鼠股骨生物力学性能的影响

屈金涛,李正春,李和标

（1.商丘师范学院 体育学院,河南 商丘 476000;2.安徽农业大学 体育部,安徽 合肥 230036）

骨松宁合剂结合运动对去卵巢大鼠股骨生物力学性能的影响

屈金涛1,李正春1,李和标2

（1.商丘师范学院 体育学院,河南 商丘 476000;2.安徽农业大学 体育部,安徽 合肥 230036）

目的探讨补肾类中药骨松宁合剂结合运动对于去卵巢大鼠骨骼生物力学性能的影响。方法 将SD雌性大鼠60只随机分为:假手术组（SHAM）、卵巢切除组（OVX）、己希雌酚组（DES）、骨松宁组（GSN）、骨松宁结合运动组（GSNE）,按照不同的组别和要求分别进行药物、蒸馏水灌喂和跑台训练。结果 12周后,各组大鼠间股骨弹性载荷、弹性挠度和最大挠度没有显著性差异;股骨最大载荷、股骨弹性应力、股骨最大应力和股骨弹性模量各指标组间存在有显著性差异（P＜0.05）,尤其是GSNE和OVX间的比较。结论骨松宁合剂结合运动能够有效提高去卵巢大鼠骨骼在整体强度、塑性性能和弹性性能方面的生物力学指标,从而有效抑制大鼠绝经后初期的高转换型骨代谢。

骨松宁合剂;运动;绝经后骨质疏松;生物力学;大鼠

绝经后骨质疏松症（postmenopausal osteoporosisPMOP）,是原发性骨质疏松症中的最常见类型。随着人口老龄化社会的到来,我国妇女绝经后骨质疏松症的发病率已高达40%以上[1]。对于绝经后骨质疏松的防治,采用中药和运动相结合的方式的研究较少。带着中医药的疗效能否在运动健身的基础之上得到巩固和增强的疑问,本实验采用中医药和运动相结合的方式来研究去卵巢大鼠股骨生物力学性能的变化,以期为更好的防治绝经后骨质疏松症提供新的实验依据。

1 材料与方法

1.1 实验动物 3月龄SD雌性大鼠60只,SPF级（无特定病原体动物）,体重（248±10）g,由四川大学华西医学院实验动物中心提供。

1.2 实验方法

1.2.1 动物喂养 标准啮齿目动物饲养笼分笼喂养,每笼不超过6只,自由摄食饮水,大鼠饲料为国家标准固体混合饲料,由四川大学华西医学院实验动物中心提供。保证通风条件良好,控制室温在 21～25℃,室内空气流通,光照时间为12 h/d。

1.2.2 动物分组 将购回的60只SD大鼠适应性饲养3 d后,逐一称重,随机分为5组,每组12只:（1）假手术组（SHAM）,与以下4组手术路径相同,但不切除卵巢,每天灌胃与服药组药物等量的蒸馏水;（2）模型组（OVX）,做卵巢切除手术,但不作其他处理,同样灌胃与服药组药物等量的蒸馏水;（3）己烯雌酚组（DES）,将己烯雌酚用双蒸水配制成溶液,每只0.1 mg/（kg◦d）灌胃;（4）骨松宁组（GSN）,手术 1 周起开始中药灌胃;（5）骨松宁结合运动组（GSNE）,手术1周后开始运动,服药情况同骨松宁组。

1.2.3 动物造模[2-3]适应性喂养1周后,对模型组、己烯雌酚组、骨松宁组、骨松宁结合运动组SD大鼠进行双侧去卵巢手术造模,具体操作方法:2%戊巴比妥钠（30 mg/kg）腹腔注射后,在大鼠髂脊顶部上方1 cm处做纵行切口,打开后腹膜,将卵巢完整切除后,缝合好伤口。术后腹腔注射青霉素2次,以预防感染。假手术组大鼠按照上面的手术方法,打开腹膜后,不做卵巢切除手术,其他步骤一样。

1.2.4 动物运动的设置[4]骨松宁结合运动组在手术1周后开始跑台训练。开始跑速12 m/min,持续时间20 min,跑台倾斜角0度。隔日增加强度3 m/min～18 m/min,第2周起在稳定跑进速度的基础之上,将持续时间控制在50 min,5 d/周。每次训练时,前10 min强度为15 m/min,后40 min强度为18 m/min。持续12周结束。

1.2.5 中药加工 骨松宁合剂主要由淫羊藿、巴戟天、鹿角片、当归、黄芪、熟地黄等组成,制成浓度为3 g生药/mL的药液,用时摇匀。

1.2.6 生物力学标本的采集、制作及测定 大鼠股动脉取血处死后,取左侧股骨,剔除上面附着的肌肉和结缔组织,用浸透生理盐水的纱布包好-20℃保存。生物力学指标测试时,将标本自低温-20℃冰箱的环境中取出,室温下自然解冻,然后放在INSTRON万能材料试验机上进行股骨三点弯曲实验,所有数据均有机器自带软件（Series IX Automated Materials Testing system）自动记录,记录频率为10次/s,加载速率为2 mm/min,跨距25 mm。

1.3 数据处理 所得数据均用SPSS 11.5软件分析处理,所有数据结果均以均数加减标准差（±s）的方式表示。组间的两两比较采用单因素方差分析（One-Way ANOVA）,方差齐性时,用LSD复选项进行多重比较,对误差率不进行调整;当方差不具有齐性时,用Tamhane,s T2法复选项进行各组均值多重比较,检验水准取双侧α=0.05。显著性差异为 P＜0.05,非常显著性差异为P＜0.01。

2 结果与分析

2.1 各组大鼠左侧股骨结构力学各参数的比较 见表1。

表1 各组大鼠左侧股骨结构力学各参数的比较（±s,n=12）

表1 各组大鼠左侧股骨结构力学各参数的比较（±s,n=12）

注:与OVX组比较,#P＜0.05,##P＜0.01;与GSN组比较,★P＜0.05。

组 别 弹性载荷/N 弹性挠度/mm 最大载荷/N 最大挠度/mm SHAM 91.85±23.51 0.65±0.06 163.11±22.90##★ 0.82±0.08 OVX 81.91±10.94 0.55±0.15 100.36±8.30 0.72±0.09 GSN 92.83±19.90 0.55±0.05 127.57±11.45# 0.73±0.11 GSNE 98.66±10.54 0.58±0.18 158.50±18.46##★ 0.79±0.21 DES 92.56±12.69 0.64±0.14 154.05±12.50## 0.90±0.19

2.2 各组大鼠左侧股骨材料力学各参数的比较 见表2。

3 讨论

3.1 生物力学指标的相关分析 力学因素与骨代谢的研究表明[5],外力作用于骨组织时,可使骨组织产生相应的应变,而骨细胞可感受到其周围应变的大小与变化,并将力学信号转化为生物学信息,反馈性地调节骨代谢,以改变局部的骨量与骨强度,适应或满足局部力学功能的需要。应力、应变大的部位,骨量与骨强度大;应力、应变小的部位,骨量与骨强度也小,即骨组织遵守Wolf定律。

表2 各组大鼠左侧股骨材料力学各参数的比较（±s,n=12）

表2 各组大鼠左侧股骨材料力学各参数的比较（±s,n=12）

注:与OVX组比较,#P＜0.05,##P＜0.01;与GSN组比较,★P＜0.05;与GSNE组比较,△△P＜0.01;与DES组比较,▲P＜0.05。

组 别 弹性应力/（N/mm2） 最大应力/（N/mm2） 弹性模量/（N/mm2）SHAM 129.22±33.00△△ 198.52±50.10#★ 10 373.68±5 451.70#▲OVX 113.00±68.84 150.75±68.98 6 788.47±3 117.65 GSN 138.33±55.09# 150.71±60.00 8 484.61±2 574.41 GSNE 175.55±63.07##★ 206.67±76.00#★ 10 283.67±6 040.45#▲DES 117.65±52.10△△ 188.20±66.27#★ 6 777.25±2 557.72

骨结构力学和材料力学各生物力学指标检测结果表明,去卵巢大鼠股骨的结构和材料力学性能参数均有不同程度的下降;而相对于模型组,治疗各组对大鼠股骨的弹性载荷、弹性挠度、最大挠度均无明显影响（P＞0.05）;但对大鼠股骨最大载荷,相对与模型组均有明显显著性优于己希雌酚组（P＜0.05）,在提高股骨最大载荷、弹性应力、最大应力方面也优于骨松宁组（P＜0.05）。最大载荷、弹性应力和最大应力结果的明显提高表明,骨松宁结合运动使去卵巢大鼠骨骼的韧性、抗挤压和抵抗破坏的能力加强,而且比单纯的骨松宁合剂效果更好。已有资料表明[6-7],骨的微细结构包括空间微细结构的细微变化或破坏（比如显微骨折、骨小梁减少或变薄及其空间结构的改变等）以及骨的构成成分的改变,骨胶原空间结构的改变和性能的下降等也是导致骨的力学性能下降的重要因素。去卵巢大鼠骨的弹性模量的变化提高反映了骨构成材料质量的改善,说明骨松宁结合运动可以提高去卵巢大鼠骨构成材料的质量。笔者推测,弹性模量的提高可能与改善骨的细微结构包括空间结构的细微变化、骨的构成成分的改变和骨胶原纤维性能的改变有关。江大雷等[8]的研究结果也恰巧佐证了本实验的这一推测。

3.2 实验方法的选择及中药与运动结合的意义 本实验采用了中药骨松宁合剂结合运动的方式来观察去卵巢大鼠骨骼生物力学性能的变化。研究结果表明,骨松宁结合运动组大鼠相关生物力学指标方面优于骨松宁组,而己烯雌酚组也并没有显示出比骨松宁结合运动组显著的优越性,其中在提高去卵巢大鼠股骨弹性应力和弹性模量方面,骨松宁结合运动组还显示出了比己烯雌酚组更加明显的优越性。

骨松宁合剂在补肾填精的基础上,兼顾健脾益气、活血化瘀之法,采用阴阳双补,化生精血,以后天养先天之法,补充肾气肾精,来达到强筋壮骨的目的。以上结果从“以药测证”的角度,证明了骨松宁合剂确实具有补肾生髓长骨之功效,也充分说明了祖国医学中“肾主骨”理论的科学性及利用补肾类药物防治绝经后骨质疏松的可行性。骨松宁合剂结合运动有效防治去卵巢大鼠绝经后骨质疏松的可能机理为:骨松宁合剂通过对机体各器官的整体调节,调节机体内微量元素的平衡,促进矿物质在骨中的沉积和胶原的形成,提高骨的强度和韧性。运动通过对骨骼产生的机械应力刺激和对骨骼附近血流的改善等作用,使骨松宁合剂的防治效果发挥的更好,从而恢复去卵巢大鼠机体内的骨吸收和骨形成之间的动态平衡,有效提高了去卵巢大鼠骨骼的生物力学性能,从而达到防治绝经后骨质疏松的作用。

综上所述,骨松宁结合运动防治去卵巢大鼠骨质疏松症的研究,继承了祖国传统医学的精粹,使之与体育运动相结合,为更进一步防治绝经后骨质疏松症提供了新的思路和方法。

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R285.6

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1007-4813（2010）01-0011-03

屈金涛（1979-）,男,讲师,硕士研究生。研究方向:运动与健康。

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2009-12-13）