有氧运动配合雷洛昔芬对骨生物力学性能影响的研究

谢江涛，罗 珊,2



有氧运动配合雷洛昔芬对骨生物力学性能影响的研究

谢江涛1，罗 珊1,2

1.阿坝师范高等专科学校体育系，四川 汶川，623002；2.成都体育学院研究生部，四川 成都，610041。

目的：通过对去势大鼠骨生物力学指标的检测，探讨有氧运动与雷洛昔芬联合作用对去势大鼠骨生物力学性能的影响。方法：将50只雌性SD大鼠随机分为5组：假手术组、模型组、有氧运动组、雷洛昔芬组、有氧运动+雷洛昔芬组。假手术组不去卵巢，其余各组去卵巢造模；有氧运动组、雷洛昔芬组、有氧运动+雷洛昔芬组分别在去卵巢的基础上进行有氧运动训练和（或）灌胃选择性雌激素受体调节剂雷洛昔芬。8周后比较各组大鼠股骨结构力学和材料力学指标的变化。结果：（1）与模型组相比，有氧运动组、雷洛昔芬组、有氧运动+雷洛昔芬组大鼠的各项指标都显著优于模型组（P<0.05），部分指标出现显著性差异（P<0.01）。（2）模型组各项指标都与假手术组有显著性差别（P<0.05）。结论：有氧运动配合雷洛昔芬治疗联合应用预防废用性骨质疏松比单独应用能获得更好的效果；并且更加安全易行。

有氧运动；雷洛昔芬；生物力学性能

雷诺昔芬（raloxifene，RLX）对骨组织具有拟雌激素作用，且副作用小[1]。临床相关动物实验证实，有氧运动（aerobic exercise，AE）有防治骨质疏松症的作用[2]。因此，研究旨在将RLX与AE相结合，观察大鼠口服雷诺昔芬配合有氧运动对去势大鼠股骨生物力学性能的的影响，为防治中老年妇女PMOP寻求新方法。

1 实验材料与方法

1.1 实验动物及喂养

5月龄雌性SD 大鼠50只，体质量（280±20）g。实验中对动物的处置符合中华人民共和国科学技术部颁布的《关于善待实验动物的指导性意见》的相关要求。

1.2 主要试剂及仪器

易维特（济南伟都医药科技有限公司），3％戊巴比妥钠，Instron万能材料试验机（美国Instron Co生产，型号：4302）。

1.3 研究方法

1.3.1 动物分组与处理 大鼠随机分为5组，以3% 戊巴比妥纳溶液（30mg /kg）腹腔注射麻醉大鼠，假手术组（SHAM）大鼠只进行手术，不切除卵巢；其余各组行双侧卵巢切除术后缝合。实验各组大鼠饲养条件一致。（1）假手术组（SHAM）10只：即行假手术，保留卵巢。（2）模型组（OVX）10只：去卵巢。（3）有氧运动组（AE）10只：去卵巢+有氧运动。（4）雷洛昔芬组（RLX）10只：去卵巢+雷洛昔芬。（5）有氧运动+雷洛昔芬组（AE+RLX）10只：去卵巢+有氧运动+雷洛昔芬。

1.3.2 运动方案 采用跑台有氧练习，强度依据运动适应理论逐渐增加。参照Bedford运动方案。假手术组、模型组不安排跑台运动，为笼内正常生活。

1.3.3 给药方法 拆线后次日开始灌胃给药。动物用药剂量（mg/kg）= 6.25×人的剂量（mg/kg）。即RLX、AE+RLX组灌胃易维特6. 25 mg/（kg·d）。AE组、OVX组及SHAM组给予等量的生理盐水灌胃。

1.3.4 动物处死与取材 所有动物均以股动脉放血处死，取左侧股骨，剔除软组织，用浸透生理盐水的纱布包好，在-20℃的冰箱保存备用。

1.3.5 股骨三点弯曲力学试验及股骨生物力学指标测定 将股骨置于Instron 万能材料试验机上作三点弯曲实验，所有数据均由机器自带软件自动记录。

1.3.6 股骨横切面积的计算 脱钙：将实验股骨置于2.5%HCl液中脱钙，直至以大头针能容易刺入为度。截面制作：用刀片在骨折处切片，扫描存储。然后采用Photoshop图形处理软件进行分析处理，所得图形再经Sport hospital不规则图形面积分析软件分析计算股骨横切面积。

2 结 果

2.1 生物力学指标的变化

2.1.1 各组大鼠左侧股骨结构力学各参数的比较 Table 1表明：在最大载荷方面，OVE和AE组与SHAM组相比差异均具高度显著性（P<0.01），ES组与SHAM差异具显著性（P<0.05），AE+RLX组与 SHAM组差异不具有显著性（P>0.05）；SHAM、RLX和AE+RLX 与OVX组间差异均具高度显著性（P<0.01），AE组与OVX组间差异具显著性（P<0.05）。

Table 1. Comparison of various parameters of the rats in each group left femur structural mechanics

Note : compare to SHAM group, ★：P＜0.05，★★：P＜0.01；

compare to OVX group, ◆：P＜0.05，◆◆: P＜0.01

在股骨断裂载荷方面，与SHAM组相比OVX组与之的差异具高度显著性（P<0.01），其他组与之无显著性差异（P>0.05）。与OVX组相比，SHAM、RLX和AE+RLX 与OVX组间差异均具高度显著性（P<0.01） AE组与OVX组差异不具显著性（P>0.05），但AE组断裂载荷明显增加。在股骨结构刚度方面，与SHAM相比，OVX组与之的差异具高度显著性（P<0.01），AE组与之差异具显著性（P<0.05），RLX、AE+RLX组与之的差异无统计学意义（P>0.05）； SHAM、RLX、AE+RLX与OVX组的差异具高度显著性（P<0.01），AE组与OVX组差异具显著性（P<0.05）。在能量吸收方面， SHAM组、AE+RLX和OVX组间有显著性差异（P<0.05）外，余组之间均无显著性差异（P>0.05）。

2.1.2 各组大鼠左侧股骨材料力学各参数的比较 由Table2可知：在极限强度方面，OVX组与SHAM组之间的差异具高度显著性（P<0.01），AE组与之差异具显著性（P<0.05），其他两组与之差异无统计学意义（P>0.05）；SHAM和AE+RLX组与OVX组比较差异具高度显著性（P<0.01），RLX组与之差异具显著性（P<0.05），AE组与之差异不显著（P>0.05）。

Table2. Comparison of various parameters of the left femur of rats in each group Mechanics of Materials

Note : compare to SHAM group, ★：P＜0.05，★★：P＜0.01；

compare to OVX group, ◆：P＜0.05，◆◆: P＜0.01

在最大应变方面，OVX组与SHAM组之间的差异具高度显著性（P<0.01），其他各组与之比较差异不具统计学意义（P>0.05）；SHAM组、RLX组和AE+RLX组与OVX组的差异均具有高度显著性（P<0.01），AE组与之差异则具显著性（P<0.05）。在弹性模量方面，OVX组与SHAM组之间的差异具高度显著性（P<0.01），其他各组与之差异不显著（P>0.05）；SHAM组、AE组、RLX组和AE+RLX组与OVX组比较差一均具高度显著性。

3 分析与讨论

3.1 有氧运动结合雷洛昔芬能效分析

相对于模型组，各治疗组大鼠股骨的结构力学指标除能量吸收外，其余指标变化显著；在材料力学指标上除AE组的极限强度指标外，也表现出显著性差异。但对大鼠股骨最大载荷、弹性应力、最大应力、弹性模量各指标上，相对与模型组均有显著差异。研究表明[3]，骨骼弹性模量的提高与骨的细微结构的微观变化、骨的构成成分的改变和骨胶原纤维性能的改变有关。骨的微观结构包括空间微观结构的微观变化，比如细微骨折、骨小梁减少或变薄及其空间结构的改变等；以及骨的微观结构的变化，如骨盐丢失。同时，骨胶原结构的改变和性能的下降也是导致骨的生物力学性能下降的影响因素。去势大鼠骨弹性模量的提高反映了骨构成材料质量的改善，说明有氧运动结合雷洛昔芬可以提高去卵巢大鼠骨构成材料的质量。此次实验的结果也显示，有氧运动结合雷洛昔芬可有效改善去卵巢大鼠的骨质量，因此用该手段来提高绝经后骨质疏松的骨质量是切实可行的。

3.2 选择性雌激素受体调节剂雷洛昔芬的安全性分析

研究表明：使用雷洛昔芬可降低骨转换率，增加股骨颈骨、椎体密度值，预防椎体骨折，减少阴道出血，抑制乳腺癌细胞的增殖［4］。本实验结果显示模型组大鼠骨生物力学性能显著降低，提示去势后大鼠骨质丢失。而采用雷洛昔芬干预后，骨材料力学和结构力学性能无显著变化，表明雷洛昔芬能够对去势所致的骨质丢失可以起到保护作用。因此，采用选择性雌激素受体调节剂雷洛昔芬防治妇女绝经后骨质疏松是安全可靠的药物选择。

3.3 有氧运动对中老年女性健康的作用分析

研究表明，人体骨骼能随体育运动产生适应性变化[5-8]。即应遵循Wollf定律：即机体在接受应力或承受重力的部位形成骨质，不接受应力或不承重的部位吸收骨质；机体对应力产生适应时，骨量将维持在一定的水平。有氧运动又被称为：“绿色疗法”，能够获得药物所不及的效果。系统规律的有氧运动有助于确保神经细胞的完整性，同时可加速体内脂类物质氧化代谢，对减肥或塑身有积极的影响[9]；长期有规律的有氧运动会促进老年慢性阻塞性肺病患者少数敏感基因表达发生变化，从而开启一系列对机体有益的生物学过程。并且有氧运动是中老年女性健身的主要方式。身、心的健康存在内在联系和良性互动[10]，长期参与有氧运动可以改善老年女性的身体健康状况，促使中老年女性保持轻松、愉悦的心情和良好的心态。使中老年女性生活的轻松、舒适、愉悦。因此，有氧运动不仅能在防治骨质疏松症取得疗效，维持骨骼正常的生物力学性能；并且能够促使中老年女性获得身体健康与心理健康和谐统一。

综上，尽管目前有许多方法都能对中老年妇女PMOP产生疗效，但潜在的风险和困难不容忽视。并且某些风险有可能发展成为比骨质疏松症本身更加严重的疾病。因此，选择有氧运动结合服用雷洛昔芬防治骨质疏松方案将更加安全、便捷。

4 结 语

本实验采用雌性大鼠去卵巢建立骨质疏松模型，利用生物力学的方法研究了有氧运动运动以及运动和RLX联合作用对去势大鼠骨生物力学性能的影响，研究得出结论：

（1）有氧运动和服用RLX均影响了去势大鼠股骨生物力学性能的改变，减缓了去势大鼠股骨生物力学性能的下降，表明有氧和RLX治疗均可减缓去势大鼠骨量的丢失，有利于保持骨量，维持股骨较好的生物力学性能。

（2）有氧运动和RLX治疗联合应用预防废用性骨质疏松比单独应用具有更好的防治效果。

（3）有氧运动和RLX治疗对绝经后骨质疏松症防治手段更加安全、便捷。

（4）虽然服用RLX对机体是否会产生其他副作用目前尚不清楚，但就目前条件下，该方法的创新性与实用性值得参考。

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Aerobic Exercise Combined with Effects of Raloxifene on Bone Biomechanical Properties

XIE Jiang-tao1, LUO-shan1, 2

1.Physical Education Dept of Aba Teachers College, Sichuan Wenchuan, 623002, China;2. Chengdu Sport University, Sichuan Chengdu, 610041, China.

Objective: ovariectomized rats bone biomechanical indicators detect, investigate the combined effects of aerobic exercise and raloxifene on ovariectomized rats bone biomechanical properties. Methods: 50 female SD rats were randomly divided into five groups: sham operation group, model group, aerobic exercise group, the raloxifene group, aerobic exercise + raloxifene group. Sham group only surgery but not ovariectomy, the rest of the group of ovariectomized modeling; aerobic exercise group, the raloxifene group aerobic exercise + raloxifene groups, respectively, based on ovariectomized aerobic exercise training and （or） orally selective estrogen receptor modulator raloxifene. After eight weeks, comparing changes in the rat femur structural mechanics and material mechanics index. Results: （1） Compared with model group, the aerobic exercise group, raloxifene group, the indicators of aerobic exercise + raloxifene rats significantly better than the model group （P <0.05）, part of indicators appear very significant difference （P <0.01）.（2） Indicators of the model group and the sham group showed significant difference （P <0.05）. Conclusion: Aerobic exercise and RLX in treatment of combined use of prevent disuse osteoporosis has better control effect than single applications; Applying this method to prevention and treatment of osteoporosis middle-aged and old women will be safer, convenient.

Aerobic exercise; Biomechanics; Raloxifene

1007―6891（2014）04―0040―03

10.13932/j.cnki.sctykx.04.11

G804.68

A

2014-03-28