吡拉西坦抗D-半乳糖性骨质疏松的作用

罗红梅 崔 燎 吴 铁 (广东医学院生理科学实验室，广东 东莞 523808)

吡拉西坦抗D-半乳糖性骨质疏松的作用

罗红梅 崔 燎1吴 铁1(广东医学院生理科学实验室，广东 东莞 523808)

目的观察吡拉西坦片的抗D-半乳糖性骨质疏松效应。方法6月龄SD普通级雄性大鼠30只，按体重随机分成对照组、D-半乳糖模型组、吡拉西坦低剂量组、吡拉西坦高剂量组、司坦唑醇组5组，对照组皮下注射生理盐水、模型组和用药组分别皮下注射D-半乳糖120 mg·kg－1·d－1，对照组和模型组用生理盐水灌胃，用药组分别每日用吡拉西坦500mg/kg，1 000mg/kg，司坦唑醇600 mg/kg灌胃。3个月后，心脏取血处死大鼠，获取血清，取出左侧股骨，测定骨干、湿重，同时取出左侧胫骨和第四腰椎，进行骨组织形态计量学分析，用放射免疫法测定血清睾酮，化学发光法测定血糖含量。结果模型组骨量较对照组明显降低，而吡拉西坦高剂量组和司坦唑醇组骨量较模型组升高，但无统计学差异。模型组的血清睾酮含量较对照组降低，吡拉西坦组的血清睾酮含量与模型组相比无明显变化，但司坦唑醇组血清睾酮则明显上升，各组血糖含量无明显变化。结论吡拉西坦可能通过提高脑功能达到抗骨质疏松效应，而司坦唑醇则通过提高体内雄激素水平达到抗骨质疏松效应。

吡拉西坦;司坦唑醇;抗骨质疏松

目前有观点认为脑老化萎缩是导致老年性骨质疏松的原因之一，脑老化使机体的运动功能、内分泌功能和胃肠功能降低，骨骼系统得不到足够的力载荷和激素的刺激，得不到充足的营养支持，促使老年性骨质疏松的发生。通过改善脑功能提高机体的整体健康水平，有预防骨质疏松发生的作用。吡拉西坦是临床上广泛使用的改善脑功能药物，能提高脑的能量代谢，促进脑内蛋白质合成，对多种原因导致的脑功能障碍有改善作用〔1〕。根据以上理论，吡拉西坦有可能有抗骨质疏松的效应，本实验拟观察吡拉西坦对D-半乳糖性骨质疏松大鼠骨量的影响，以期进一步证明脑功能的改善对机体骨量的影响。

1 材料与方法

1.1 材料 6月龄SD大鼠30只，雄性，体重300～400 g(广东医学院动物中心提供，动物合格证号:2004A028);D-半乳糖(恒信生化试剂有限公司，批号20011127);睾酮放射免疫试剂盒(天津九鼎试剂公司);硬组织切片机(莱卡公司)。

1.2 动物准备 6月龄SD普通级雄性大鼠30只，按体重随机分成对照组、D-半乳糖模型组、吡拉西坦低剂量(L)组、吡拉西坦高剂量(H)组、司坦唑醇组5组。对照组皮下注射生理盐水，模型组和用药组皮下注射 D-半乳糖120 mg·kg－1·d－1〔2〕。对照组和模型组用生理盐水灌胃，用药组分别用吡拉西坦低剂量500 mg/kg，吡拉西坦高剂量1 000 mg/kg，司坦唑醇600 mg/kg灌胃。饲养条件:分笼饲养，每笼2只，自由摄水摄食，专室专人饲养，每周称重1次。连续给药3个月后在全麻下处死大鼠，大鼠处死前第13、14天皮下注射25 mg/kg盐酸四环素，第3、4天皮下注射5 mg/kg钙黄绿素做荧光标记。右心室抽血处死大鼠，取出左侧股骨、胫骨和第4腰椎，剔除软组织备用。抽出的血静置一段时间后，3 000 r/min离心，吸取上清(即血清)用于生化指标的测定和放射免疫测定睾酮，－20℃保存。

1.3 指标测定

1.3.1 骨干、湿重测定 将取下的股骨剔除软组织，用电子天平准确称其湿重后，将股骨放入80℃烤箱中连续烤72 h后，取出称其干重。

1.3.2 骨标本制备和骨量测定 将新鲜取出的第4腰椎和左侧胫骨放入4%甲醛溶液中，当天用低速锯锯开后用70%、80%、95%、100%酒精进行梯度脱水，每个浓度脱水1 d，然后用二甲苯透明12 h，最后进行塑料包埋。用石膏打磨机将骨块的切片打磨平整，然后用硬组织切片机切片，厚度为8μm，厚片树脂封片后直接在图像分析仪上测量骨的静态参数。静态参数包括骨小梁百分率(%Tb.Ar)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数(Tb.N)和小梁分离度(Tb.Sp)，薄片为4μm，用Golden染色法染色后，镜下观察结构。

1.3.3 血清睾酮和血糖测定 测量时将血清解冻，用放射免疫法检测血清中睾酮含量(根据试剂盒说明书操作)，用化学发光法测定血清中血糖含量(根据试剂盒说明书操作)。

2 结果

2.1 药物对D-半乳糖雄性大鼠体重(BW)、骨干重(BDW)及睾酮的影响 模型组大鼠体重、骨干重有所下降，但无统计学意义，其他用药组与模型组相比则无明显变化。模型组大鼠较对照组血清睾酮含量明显降低(P＜0.05)，说明D-半乳糖可以导致血清睾酮含量下降。吡拉西坦各组的血清睾酮含量与模型组相当，而司坦唑醇组与模型组相比血清睾酮含量明显上升。见表1。

2.2 药物对D-半乳糖雄性大鼠胫骨上段骨组织形态计量学静态参数的影响 模型组大鼠与对照组相比，胫骨上段的骨小梁面积百分率、骨小梁数目明显下降(P＜0.01)，骨小梁分离度明显上升(P＜0.05)，说明模型建立成功。吡拉西坦高剂量组与模型组相比，骨小量面积百分率，宽度和数目均较模型组增高，但无统计学意义，司坦唑醇组与模型组相比，大鼠胫骨上段的骨小梁面积百分率、骨小梁数目与模型组相比升高，骨小梁分离度下降(P＜0.05)，说明司坦唑醇能对抗D-半乳糖导致的胫骨上段骨丢失。见表2。

表1 药物对D-半乳糖雄性大鼠体重、骨干重和骨重/体重的影响(±s，n=6)

表1 药物对D-半乳糖雄性大鼠体重、骨干重和骨重/体重的影响(±s，n=6)

与对照组比较:1)P＜0.05，2)P＜0.01，与模型组比较:3)P＜0.05，4)P＜0.01;下表同

组别 BW(g) BDW(g) 睾酮(nmol/m l)GLU(mg/dl)6.85模型组 361.8±42.1 0.677±0.08 50.4±28.621)101.4±27.30吡拉西坦组(L)377.8±27.35 0.709±0.06 43.67±21.32 121.3±13.93吡拉西坦组(H)383.0±27.54 0.703±0.06 46.51±9.47 112.9±10.27司坦唑醇组 371.75±34.8 0.726±0.05 111.75±78.23)对照组 376.8±31.71 0.746±0.09 171.67±135.3 99.7±1 106.5±10.38

2.3 药物对D-半乳糖雄性大鼠腰椎骨组织形态计量学静态参数的影响 模型组雄性大鼠的腰椎骨量明显降低。从骨小梁面积百分率、骨小梁数目和骨小梁分离度等指标看，高剂量吡拉西坦组大鼠的腰椎骨量与模型组相比，骨小梁百分率明显上升(P＜0.01)，骨小梁数目上升(P＜0.05)，骨小梁厚度也增厚(P＜0.05)，而骨分离度明显下降(P＜0.05)，说明高剂量吡拉西坦对D-半乳糖引起的腰椎骨丢失有良好的对抗效果，司坦唑醇组与模型组相比也有相同变化，但无统计学意义。见表3。

表2 药物对D-半乳糖雄性大鼠胫骨上段静态参数的影响(±s，n=6)

表2 药物对D-半乳糖雄性大鼠胫骨上段静态参数的影响(±s，n=6)

组别 %Tb.Ar(%)Tb.Th(μm) Tb.N(#/mm) Tb.Sp(μm)8.0±3.0 64.97±6.06 1.24±0.54 885.15±511.63模型组 3.7±1.52)61.77±12.26 0.62±0.262)1 879.17±1 004.941)吡拉西坦组(L) 4.2±2.5 61.66±12.59 0.66±0.37 1 770.75±772.16吡拉西坦组(H) 6.3±5.1 71.53±17.45 0.78±0.42 1 510.98±572.74司坦唑醇组 7.7±2.73) 67.07±3.88 1.14±0.373)916.18±406.763)对照组

表3 药物对D-半乳糖雄性大鼠腰椎静态参数的影响(±s，n=6)

表3 药物对D-半乳糖雄性大鼠腰椎静态参数的影响(±s，n=6)

组别 %Tb.Ar(%) Tb.Th(um) Tb.N(#/mm) Tb.Sp(um)对照组 23.1±5.0 87.88±15.01 2.62±0.28 296.78±42.48模型组 15.8±4.12)65.74±10.662) 2.38±0.35 362.68±72.621)吡拉西坦组(L) 18.2±6.5 75.47±15.08 2.36±0.48 366.96±115.87吡拉西坦组(H)23.4±4.54)86.82±19.183)2.72±0.293)284.05±36.523)司坦唑醇组19.2±4.9 70.23±8.69 2.70±0.39 305.74±62.25

2.4 各组大鼠胫骨上端Golden染色图片 见图1。模型组大鼠骨量明显减少，吡拉西坦高剂量组和司坦唑醇组骨量有所上升。

图1 各组雄性大鼠胫骨上段不脱钙骨切片(Golden法染色，5μm，×100)

图2 各组雄性大鼠胫骨上段不脱钙骨切片(Golden法染色，5μm，10×1.7倍)

3 讨论

D-半乳糖是目前国内建立急性衰老模型的常用方法，在一定时间内连续给动物皮下注射一定剂量D-半乳糖，使机体细胞内半乳糖浓度升高，D-半乳糖在醛糖还原酶的作用下生成半乳糖醇，这种物质因不能进一步被代谢而堆积在细胞内影响细胞正常渗透压，导致细胞肿胀和功能障碍，促进细胞凋亡，加速组织老化。近年本课题组研究发现D-半乳糖会导致骨丢失，其机制可能与D-半乳糖导致脑-垂体-性腺轴功能紊乱，降低血清性激素水平有关〔3〕。吡拉西坦是γ-氨基丁酸的环化衍生物，能刺激大脑核糖核酸和蛋白质合成，刺激二磷酸腺苷向三磷酸腺苷转化，提高脑内ATP水平，增强大脑皮层和皮层下神经结构间的信息传递，强化记忆，恢复脑功能。同时，吡拉西坦还能降低脑血管阻力，增强脑血流量，增强大脑皮层对缺氧的耐受力，阻止继发病变发生。对老年性痴呆、酒精中毒、儿童智力低下和脑外伤等引起的意识障碍均有改善作用，增强患者的记忆功能，改善患者的生活质量〔4〕。吡拉西坦也能对抗D-半乳糖所致脑老化作用，能明显减少D-半乳糖所致脑老化物质生成〔5〕。

本实验结果显示吡拉西坦有对抗D-半乳糖性骨质疏松的作用。吡拉西坦高剂量组和司坦唑醇组大鼠胫骨上端和第4腰椎骨的骨量比模型组均明显升高，同时司坦唑醇组的血清睾酮水平明显升高。司坦唑醇是同化类激素，能增加蛋白质合成，促进骨胶原形成，具有明显的促成骨作用〔6〕，但吡拉西坦低、高剂量组的血清睾酮水平没有升高，吡拉西坦是通过什么途径提高骨量的呢?作者认为它的作用机制应该是多方面、多环节的，在激素水平恒定的情况下，骨量与运动系统和消化系统功能密切相关，吡拉西坦可能通过改善脑功能，改善机体整体健康水平，从而提高机体运动系统和消化系统功能，促进骨形成。肌肉数量和肌力维持需要神经营养作用，老年人因脑衰老出现肌肉萎缩，脑损伤患者因患肢缺乏神经营养出现肌肉萎缩，脑功能如果得到恢复，肌力和运动功能也能逐渐得到恢复。脑瘫患者患肢肌肉发达程度与力量强弱是影响患肢骨量的重要因素，瘫痪后8个月内的运动功能状态是预测1年后骨量的重要因素，因为肌力和运动提供的力载荷是促进骨形成的有效刺激〔7〕。许建文等〔8〕报道吡拉西坦能改善脑性瘫痪患者的肌力和生活自理能力，因此吡拉西坦有可能通过增强肌力和机体运动功能促进骨形成。另外，消化系统功能增强，保证钙、维生素和蛋白质的有效吸收，也是保证成骨作用的重要因素。在老年性骨质疏松治疗中，保证钙、维生素和蛋白质等营养物质的摄入和吸收是治疗的首要任务，消化系统功能改善了，预防老年性骨质疏松就是必然的。

1 国家药典委员会.吡拉西坦，中华人民共和国药典(二部)〔M〕.北京:化学工业出版社，2000:309-10.

2 罗红梅，崔 燎，吴 铁.F-半乳糖对不同性别大鼠骨形态计量学的影响〔J〕.中国药理学通报，2004;20(10):1182-5.

3 罗红梅，崔 燎，吴 铁.D-半乳糖对雄性大鼠腰椎骨密度和血清睾酮含量的影响〔J〕.中国临床药物与治疗学，2005;10(6):670-3.

4 周红宇，郑国统，张工善.吡拉西坦促进记忆作用原理的研究进展〔J〕.中国药理学通报，1996;12(2):123-5.

5 谢展雄，吴健伟，吴铁松.衰老模型大鼠脑组织超氧化物酶活性和丙二醛含量的影响〔J〕.中国药房，2009;20(19):1459-60.

6 刘彬淑，陈华萍，吴 铁，等.康力龙对类固醇性大鼠骨质疏松骨密度和生物力学的影响〔J〕.解剖学研究，2006;26(1):53-5.

7 刘 洋，周 军，叶超群.机械振动的成骨效应研究进展〔J〕.中国骨伤，2008;5(21):400-2.

8 许建文，张光军，陈正跃.吡拉西坦治疗脑性瘫痪〔J〕.实用儿科临床杂志，2002;17(4):356-7.

R33

A

1005-9202(2011)18-3564-03

1 广东医学院药理教研室

罗红梅(1977-)，女，硕士，讲师，主要从事生理学研究。

〔2010-06-03收稿 2011-03-25修回〕

(编辑 徐 杰)