7月龄与12月龄雌雄大鼠去势致骨质疏松的比较

曾琳玲，杨 威

（1.广东岭南职业技术学院 医药健康学院，广东 广州510663；2.广州市医药工业研究所，广东 广州510240）

骨质疏松症是一种全身性的骨骼疾病，是目前危害中老年人群身心健康的重要疾病之一。去势大鼠骨质疏松模型是较常用的动物模型之一，国内文献多采用3～6月龄的雌性大鼠去卵巢模型，较适用于模拟妇女绝经后的骨质疏松。而用雄性及12月龄大鼠建立去势骨质疏松模型，可分别模拟男性及老年性的骨质疏松，而该模型相关报导较少［1］。本实验分别选用7月龄和12月龄的雌雄大鼠建立去势骨质疏松模型，从骨生物力学、骨组织计量学、骨指数、血清生化等方面综合评价并比较上述骨质疏松模型的差异。

1 材料和方法

1.1 材料

动物：7月龄、12月龄SPF 级SD 大鼠，合格证号分别为：0032537，0034413，购自广东省医学实验动物中心，动物饲养于SPF级动物房。YLS－16A 小动物骨骼强度测定仪，山东省医学科学院设备站生产。全自动生化分析仪：7020，日本日立公司。病理图像分析软件：Image－Pro Plus 6.0，Media Cybemetics公司。

1.2 方 法［2］［3］

7、12月龄雌雄SD 大鼠分别按体重随机分为：雌雄伪手 术组（7Sham－F、7Sham－M和12Sham－F、12Sham－M），雌雄去势组（7GONA－F、7GONA－M 和12GONA－F、12GONAM），用2%戊巴比妥钠麻醉＋＋＋制备血清。血清用于测定血清钙（Ca）、磷（P）、碱性磷酸酶（ALP）。大鼠右侧股骨用于测定骨长度、最大及最小直径、骨体积、骨表观密度（用阿基米德定律测定）、骨湿重、骨干重（湿骨标本于80℃干燥24h所得）、骨灰重（干骨标本于马弗炉650℃灰化24h 所得）；左侧股骨、胫骨用于生物力学测定；左侧胫骨近端行脱钙法制片并使用病理图像分析软件测定以下骨形态计量学静态参数：骨小梁面积百分数（%Tb.Ar）、骨小梁厚度（Tb.Th）、骨小梁数量（Tb.N）、骨小梁分离度（Tb.Sp）。

1.3 统计学方法

所有数据均输入EXCEL2003统计软件进行相应的统计处理，各组计量数据均采用（±s）表示，结果进行组间t检验分析。

2 结果

2.1 去势对大鼠体重的影响

结果（见表1）表明：与伪手术组相比，7月龄雌性大鼠去势3周后体重增长明显加快（P＜0.05或0.01），雄性大鼠去势后6周体重增长明显减缓（P＜0.05），12月龄去势组体重增长与伪手术组相比无统计学差异。

表1 大鼠体重的变化 （±s）

表1 大鼠体重的变化 （±s）

注：与伪手术组相比，＊表示P＜0.05，＊＊ 表示P＜0.01。

组别 n 动物体重（g）去势前3wk 6wk 9wk 12wk 15wk 7Sham－F 12 351.6±18.6 358.4±17.9 381.3±23.6 394.4±20.4 409.3±27.2 415.3±47.1 7GONA－F 12 348.8±22.9 387.3±24.1＊＊ 410.3±24.1＊＊ 431.0±29.5＊＊ 450.3±27.3＊＊ 473.2±27.7＊＊7Sham－M 12 542.0±36.1 580.9±37.5 622.4±41.7 643.3±39.4 658.8±38.3 682.8±38.6 7GONA－M 12 546.8±29.8 554.4±29.6 576.4±32.4＊＊ 593.5±31.6＊＊ 604.0±33.1＊ 618.6±32.3＊12Sham－F 10 385.4±43.9 407.2±35.9 412.9±50.9 421.2±51.5 441.2±65.7 457.8±70.2 12GONA－F 8 407.3±49.6 413.4±24.9 435.1±41.2 437.8±41.2 467.5±50.2 475.4±50.0 12Sham－M 9 660.3±70.0 690.8±70.7 705.0±70.2 727.0±77.3 730.4±81.1 750.2±92.8 12GONA－M 9 613.2±45.6 630.1±45.4＊＊ 656.1±52.7 663.8±58.8 672.0±71.0 690.6±67.2

2.2 对大鼠生物力学指标影响

结果（见表2）表明：与伪手术组相比，除12GONA－F组外，其余去势组股骨、胫骨三点弯曲试验最大荷载均明显减少（P＜0.01）；与7月龄相应组相比，12月龄大鼠股骨、胫骨三点弯曲试验最大荷载无明显改变（P＞0.05）；与雌性相应组相比，雄性各组大鼠股骨、胫骨三点弯曲试验最大荷载均明显增加（P＜0.01）。

2.3 对大鼠组织计量学指标的影响

结果（见表3）表明：与伪手术组相比，各去势组胫骨近端%Tb.Ar、Tb.N 均减少（P＜0.01），Tb.Sp均增加（P＜0.01或0.05）。与7Sham－F 组相比，7Sham－M、12Sham－F胫骨近端%Tb.Ar、Tb.N 减少（P＜0.01），Tb.Sp增加（P＜0.01）。

2.4 对大鼠血清生化的影响

结果（见表4）表明：与7Sham－F组相比，7GONA－F组、12Sham－F ALP明显升高（P＜0.01）。7GONA－F组血清钙明显降低（P＜0.01）。与7Sham－M 组相比，7GONA－M 组ALP明显降低，血清钙明显降低（P＜0.01）。12月龄大鼠去势后有雌性ALP 增加而雄性ALP 减少的趋势（P＞0.05）。

表2 对股骨三点弯曲最大载荷的影响 （±s）

表2 对股骨三点弯曲最大载荷的影响 （±s）

注：与伪手术组相比，＊表示P＜0.05，＊＊表示P＜0.01；与雌性相应组相比，△表示P＜0.05，△△表示P＜0.01；与7月龄相应组相比，▲表示P＜0.05，▲▲表示P＜0.01。下同。

组别 n 股骨最大载荷（kg） 胫骨最大载荷（kg）7Sham－F 12 19.804±2.304 12.521±2.575 7GONA－F 12 16.335±1.523＊＊ 8.911±12.832＊7Sham－M 12 25.660±1.183△△ 19.116±2.565△△7GONA－M 12 22.228±1.755＊＊△△14.700±1.908＊＊△△12Sham－F 10 18.812±2.242 11.180±0.814 12GONA－F 8 17.387±0.713 11.438±0.930 12Sham－M 9 26.535±2.077△△ 18.035±1.855△△12GONA－M 9 21.469±3.882＊＊△△14.179±2.334＊＊

表3 对胫骨近端组织计量学的影响 （±s）

表3 对胫骨近端组织计量学的影响 （±s）

组别 n 骨小梁面积百分比（%） 骨小梁厚度（μm） 骨小梁数目（个／mm2） 骨小梁分离度（μm）7Sham－F 12 37.16±8.11 52.89±8.23 7.03±1.13 93.31±27.43 7GONA－F 12 16.22±5.39＊＊ 44.63±6.71＊ 3.65±1.06＊＊ 251.73±80.02＊＊7Sham－M 12 22.46±5.77△△ 52.87±10.09 4.24±0.77△△ 192.04±44.34△△7GONA－M 12 15.20±6.01＊＊ 50.92±7.12△ 2.90±0.93＊＊ 347.28±179.36＊＊12Sham－F 10 22.49±4.13▲▲ 57.05±10.84 3.98±0.60▲▲ 199.91±37.42▲▲12GONA－F 8 13.26±4.55＊＊ 52.48±9.17 2.48±0.69＊＊▲▲ 398.13±199.37＊12Sham－M 9 18.54±4.29 59.07±8.81 3.15±0.65△▲▲ 270.45±61.97△▲▲12GONA－M 9 11.28±3.96＊＊ 52.12±9.94 2.10±0.48＊＊▲ 472.24±170.23＊＊

表4 对大鼠血清生化的影响 （±s）

表4 对大鼠血清生化的影响 （±s）

组别 n ALP（U／L） Ca（mmol／L） IP（mmol／L）7Sham－F 12 19±11 2.50±0.09 1.66±0.32 7GONA－F 12 34±12＊＊ 2.37±0.13＊＊ 1.53±0.24 7Sham－M 12 51±16△△ 2.30±0.11△△ 2.29±0.78△7GONA－M 12 35±11＊ 1.83±0.42＊＊△△ 1.47±0.44＊＊12Sham－F 10 31±13▲ 2.46±0.16 1.28±0.29▲▲12GONA－F 8 41±17 2.32±0.15 1.31±0.17▲12Sham－M 9 56±14△△ 2.29±0.16△ 1.70±0.11△△▲12GONA－M 9 47±11▲ 2.25±0.09▲▲ 1.47±0.20＊

2.5 对大鼠右侧股骨骨指数的影响

结果（见表5、表6）表明：与7Sham－F组相比，7GONAF组骨最大直径、湿重、干重、灰重及表观骨密度均明显减少（P＜0.05）；与7Sham－M 组相比，7GONA－M 组骨长度、最大直径、湿重均明显减少（P＜0.01或0.05）；与12Sham－M组相比，12GONA－M 组骨长度、最小直径、体积、湿重、干重、灰重均明显减少（P＜0.01 或0.05）；而12Sham－F 与12GONA－F组各项骨指数均无统计学差异。与雌性组相比，各相应雄性组的骨长度、最大直径、最小直径、体积、湿重、干重、灰重均明显增加（P＜0.01或0.05）；与12Sham－F相比，12Sham－M 骨表观骨密度明显增加（P＜0.01）。与7月龄组相比，12月龄雌性组表观骨密度减少（P＜0.01）。

表5 对大鼠右侧股骨骨长度、直径的影响 （±s）

表5 对大鼠右侧股骨骨长度、直径的影响 （±s）

组别 n 骨长度（cm） 骨最大直径（cm） 骨最小直径（cm） 骨体积（ml）7Sham－F 12 3.807±0.140 0.592±0.029 0.328±0.020 0.701±0.057 7GONA－F 12 3.772±0.074 0.561±0.024＊ 0.327±0.019 0.666±0.064 7Sham－M 12 4.382±0.103△△ 0.728±0.048△△ 0.387±0.017△△ 1.0433±0.0584△△7GONA－M 12 4.245±0.081＊＊△△ 0.687±0.041＊△△ 0.372±0.026△△ 0.9683±0.1210△△12Sham－F 10 3.851±0.130 0.539±0.085 0.320±0.016 0.74±0.10 12GONA－F 8 3.911±0.104▲▲ 0.496±0.060▲ 0.317±0.019 0.77±0.07▲▲12Sham－M 9 4.463±0.114△△ 0.715±0.075△△ 0.410±0.033△△ 1.15±0.11△△▲12GONA－M 9 4.350±0.076＊△△▲▲ 0.645±0.090△△ 0.368±0.022＊＊△△ 1.00±0.06＊＊△△

表6 对大鼠右侧股骨湿重、干重、灰重的影响 （±s）

表6 对大鼠右侧股骨湿重、干重、灰重的影响 （±s）

组别 n 骨湿重（g） 骨干重（g） 骨灰重（g） 骨表观密度（g／cm3）7Sham－F 12 1.0817±0.1271 0.8198±0.0934 0.5486±0.0708 1.54±0.08 7GONA－F 12 0.9699±0.0911＊ 0.7402±0.0837＊△ 0.4688±0.0720＊ 1.46±0.07＊7Sham－M 12 1.5829±0.1259△△ 1.1363±0.0792△△ 0.7302±0.0598△△ 1.52±0.07 7GONA－M 12 1.4302±0.1680＊△△ 0.9813±0.1523△ 0.6144±0.0884△△ 1.48±0.07 12Sham－F 10 1.0279±0.1240 0.7825±0.0899 0.4792±0.0562 1.40±0.08▲▲12GONA－F 8 1.0271±0.0784 0.7663±0.0575 0.4715±0.0373 1.33±0.06▲▲12Sham－M 9 1.7539±0.1578△△▲ 1.3250±0.1162△△▲▲ 0.8072±0.1038△△ 1.53±0.05△△12GONA－M 9 1.5112±0.1374＊＊△△ 1.1170±0.0818＊＊△△▲ 0.6941±0.0623＊△△▲ 1.51±0.10△△

3 讨论

原发性骨质疏松是中老年人较常见的病症，其包括妇女绝经后骨质疏松及老年性骨质疏松。手术摘除大鼠双侧卵巢的方法能较好地模拟妇女绝经后骨质疏松，而雄性大鼠去势术是模拟男性骨质疏松的简便可行的动物模型。本试验用7月龄及12月龄的雌雄大鼠分别建立上述骨质疏松模型。试验发现：7月龄雌性大鼠去卵巢后体重增长加快，这可能与雌激素缺乏，活动减少，能量消耗小而进食未减和脂代谢紊乱有关。相反地，雄性大鼠去睾丸后则表现为体重增长减缓，推测是去势后雄性激素减少，从而蛋白质合成减少和氨基酸分解的作用增加而使肌肉减少导致体重增长减缓。但12月龄的雌雄大鼠去势后上述趋势并不明显，可能与老龄鼠自身性激素水平低因而去势后变化不明显有关。

由胫骨近端骨松质组织计量学静态参数可见，7、12月龄的雌雄大鼠去势后胫骨上段松质骨的骨量明显丢失，呈现典型骨质疏松状态。增龄亦能引起大鼠骨松质骨量的减少，其中雌鼠出现增龄性的骨质疏松表现得更为明显。另外，笔者还发现，仅从胫骨近端骨松质组织计量学静态参数看，雄性伪手术组的骨量低于雌性伪手术组，其中7月龄大鼠表现更为明显。

由生物力学试验可见，7月龄雌雄大鼠及12月龄雄性大鼠去势后其力学性能均明显降低，能形成明显的骨质疏松。此外，与7月龄大鼠相比，12月龄大鼠力学性能未见明显改变。雄性大鼠的力学性能明显优于雌性大鼠，这与组织计量学所得结论相反，其原因值得进一步研究与探索。

实验可见，7月龄雌雄大鼠及12月龄雄性大鼠去势后其股骨长度、直径、体积、骨重量及骨表观密度均有不同程度的降低，这与力学性能的变化较为一致。雄性大鼠骨长度、直径、体积、骨重量均明显大于同龄的雌性动物，与7月龄组相比，12月龄雌性大鼠骨表观密度明显降低，说明雌性大鼠的增龄性骨质疏松比雄性更明显。

由血清生化指标可见，7月龄雌性大鼠去势后ALP 增加，而雄性大鼠去势后ALP 减少，12月龄大鼠去势后表现出相同的趋势但改变不明显。推测雌性大鼠ALP 的增加与文献报导的去卵巢后大鼠骨转换率的增加有关；而雄性激素缺乏时首先引起骨量迅速丢失及重建增加，但随时间增长骨形成反而降低。去势后7月龄雌雄大鼠血清钙均明显降低，12月龄大鼠则表现不明显。推测是12月龄大鼠自身性激素水平低故去势后上述变化不明显。

综合上述结果：7、12月龄的雌雄大鼠去势后均能形成骨质疏松，但12月龄雌性大鼠去势后所形成的骨质疏松虽然在微观形态上（组织计量学）有所表现，但在宏观表现上（如生物力学、骨重量、长度等）均表现不明显。因此，根据本试验结果不推荐用12月龄的雌性大鼠建立去势骨质疏松模型。与7月龄大鼠相比，12月龄大鼠可形成增龄性骨质疏松，但增龄对雌性大鼠的影响比雄性更为明显。因此，用7月龄的雌雄大鼠建立去势致骨质疏松模型分别模拟妇女绝经后和男性骨质疏松是确实可行的，用12月龄雄性大鼠去势则可模拟老年性骨质疏松。老龄雄鼠ORX 后造成的骨量减少可能涵盖了增龄和去势的双重作用。

另外，从实验结果可见骨组织计量学、生物力学、骨密度、长度、直径等的变化常表现不一致甚至相反（如雌雄大鼠组织计量学与生物力学的结果是相反的）。其原因是与其它材料相比，骨的本质区别在于它是有生命的器官，能不断地进行再建活动，使骨能在承载变化的情况下，通过自动反馈控制系统使内部结构和外表形态适应外力环境的变化。骨的力学性能除了与骨量有关外，还与骨的几何形态、骨胶原纤维的结构和矿化程度等密切相关。通常骨组织计量学比力学指标及骨密度等的变化更明显和提前出现。但仅从组织计量学的指标判断骨质疏松是片面的，血清生化指标能反映骨代谢但所受影响因素较多只能作为模型判断的辅助指标。因此，判断骨质疏松的形成应从骨组织计量学、生物力学、骨密度、血清生化等多方面进行综合分析，并根据抗骨质疏松药物作用对象的特点选择适合的年龄与性别的动物建立骨质疏松模型。

［1］ 刘钰瑜，吴铁.骨质疏松动物模型的研究进展［J］.中国临床药理学与治疗学，2002.7（6）：570－573.

［2］ 徐叔云，卞如濂.药理实验方法学［M］.第三版.北京：人民卫生出版社，2002：1560－1566.

［3］ D D THOMPSON，H A SIMMONS.FDA guidelines and animal models for osteoporosis［J］.Bone，1995，17（10）.

［4］ 许碧连，吴铁，崔燎，等.大鼠去卵巢后对不同部位骨骼的影响［J］.中国临床药理学与治疗学，2004，9（10）.

［5］ 王鑫国，郭秋红，白霞，等.年龄对大鼠去卵巢骨质疏松模型的影响［J］.中国骨质疏松杂志，2008，15（4）.

［6］ 李恩，薛延，等.骨质疏松鉴别诊断与治疗［M］.第一版.北京：人民卫生出版社，2005：620－625.