跑台运动训练和停训对去卵巢大鼠胫骨无机矿物质含量的影响

韩天雨 卜淑敏 王子龙

(首都体育学院，北京 100191)

临床实践证明，绝经后骨质疏松是可以预防的，而且预防比治疗更重要〔1,2〕，因此，研究能增加骨量或减少骨量丢失的预防措施具有更重要的意义。适当的运动能预防绝经后骨质疏松的发生，但这种预防效应在停止训练后还能否被保持，目前还存在矛盾〔3,4〕。Umemura等〔3〕报道，为期8 w的跳跃运动对去卵巢大鼠骨组织的改善效应在停训24 w后仍被保持。而Iwamoto等〔4〕报道，为期1年的快走和体操训练虽能显著增加患有骨质疏松的绝经后妇女腰椎的骨密度，但这种增加效应在停训1年后消失。究竟是实验对象不同，还是运动方式不同造成的结果不同，目前未知。本实验观察中等强度跑台运动训练和停训对去卵巢大鼠血清钙、磷水平和骨组织无机矿物含量的影响。

1 材料与方法

1.1实验动物 健康3月龄雌性SD大鼠60只，体重(235±8)g，购自北京维通利华实验动物有限公司，在北京大学医学部实验动物中心饲养〔合格证号：SCKK(京)2006-0008〕。

1.2手术和分组 大鼠适应饲养1 w后，按体重随机分为假手术组(20只)和手术组(40只)。假手术组和手术组均禁食12 h，腹腔注射10%水合氯醛麻醉(3 ml/kg)，手术组从背部切除双侧卵巢，假手术组不切除卵巢，而将卵巢旁与卵巢等大的脂肪组织切除。手术后恢复1 w，将手术组大鼠按体重又随机分为去卵巢静止组(20只)和去卵巢运动组(20只)。实验过程中，有7只大鼠因手术感染而于实验的不同时间先后死亡，最后假手术组19只、去卵巢静止组16只、去卵巢运动组18只。

1.3运动训练方案和运动后分组 手术后第2周，去卵巢运动组大鼠开始在小动物跑台上适应训练1 w，跑速是从第1天的12 m/min逐渐增加到第7天的18 m/min，持续时间从30 min递增到45 min。正式运动训练期为14 w，4次/w，每次45 min，跑台坡度为5°，跑速为18 m/min。正式运动训练14 w时，将各组大鼠按体重随机分为两个亚组，分组情况和各组大鼠数目如下：假手术-16 w组(9只)、假手术-32 w组(10只)、去卵巢-16 w组(8只)、去卵巢-32 w组(8只)、去卵巢运动组(9只)和停训组(9只)。

1.4取材及材料处理 分别于末次运动的36～48 h或停训16 w时，用10%水合氯醛(3 ml/kg)麻醉各大鼠，腹主动脉取血后断头处死。分离胫骨，剔除骨周围软组织后，立即称量胫骨湿重，之后用生理盐水浸泡过的纱布包裹密封置于-20℃冰箱中待其他指标检测。同时计算出每100 g体重的胫骨湿重。

1.5血清钙和磷水平的测定 血清钙和磷检测试剂盒购自南京建成生物工程有限公司。血清钙和磷水平的测定完全按照试剂盒说明书的步骤操作。

1.6胫骨去脂肪重量的测定 胫骨去脂肪的处理方法见参见文献〔5〕。取胫骨，浸泡于甲醇和三氯甲烷的混合液中7 d以去除脂肪，之后置于60℃烘箱中烘干24 h，取出称量后记为胫骨去脂肪干重，同时计算每100 g体重的胫骨去脂肪干重。

1.7胫骨无机质含量的测定 胫骨经60℃烘干至无总量变化，然后经600℃烤至无重量变化，称重记为胫骨灰重，即为无机矿物质重量，然后计算每100 g体重的胫骨骨灰重。

2 结 果

2.1跑台运动训练和停训对去卵巢大鼠血清钙、磷水平的影响 去卵巢16 w时，与假手术-16 w组比较，去卵巢-16 w组大鼠血钙水平显著降低(P<0.05)，血磷水平无显著变化；与去卵巢-16 w组比较，去卵巢运动组大鼠血钙和血磷水平均无显著变化。去卵巢32 w时，三组大鼠血钙和血磷水平均无显著变化。见表1。

表1 各组大鼠血清钙和磷水平的比较

2.2跑台运动训练和停训对去卵巢大鼠胫骨湿重、去脂肪干重、灰重的影响 去卵巢16 w时，与假手术-16 w组比较，去卵巢-16 w组大鼠胫骨湿重/体重、去脂肪干重/体重、灰重/体重显著降低(P<0.01)；与去卵巢-16 w组比较，去卵巢运动组大鼠胫骨湿重/体重、去脂肪干重/体重、灰重/体重显著增加(P<0.01)，而体重和胫骨湿重、去脂肪干重、灰重无显著变化。去卵巢32 w时，与假手术-32 w组比较，去卵巢-32 w组大鼠体重显著增加，胫骨湿重/体重、去脂肪干重/体重、灰重/体重显著降低(P<0.01)，胫骨湿重无显著变化；与去卵巢-32 w组比较，去卵巢运动停训组大鼠胫骨湿重/体重、去脂肪干重/体重、灰重/体重显著降低(P<0.05)，体重和胫骨湿重无显著变化。见表2。

表2 各组大鼠胫骨湿重、胫骨去脂肪干重、胫骨无机矿物质含量的变化

3 讨 论

成体骨骼是一种不断变化的结缔组织。骨量的稳态是许多因子，如生长因子、激素、力学负荷等相互作用的结果〔6〕。妇女绝经后，由于雌激素水平显著下降，易发生骨质疏松。大量研究表明〔1,2〕，适当的运动能预防绝经后骨质疏松的发生。一方面，运动对对骨骼有良好的机械性刺激作用，从而使骨组织感受到一种应力，这种应力刺激对骨形成和骨吸收起着重要调节作用。另一方面，运动时，肌肉收缩产生的机械力也可以间接刺激骨组织、增加骨盐，从而促进骨的形成〔7〕。本研究说明去卵巢可使大鼠胫骨无机矿物质含量下降。适当的运动确能减缓去卵巢大鼠骨矿物质的丢失。

本实验表明跑台运动对去卵巢大鼠胫骨无机矿物质丢失的减缓作用在停训后随之消失。对比Umemura等〔3〕的研究报道，推测抗重力性运动对去卵巢大鼠骨骼的改善效应在停训后会保持更久。跑台运动是一种有氧耐力性运动，可产生1.6～3倍重力于自身体重的地面反作用力，而跳跃运动是一种抗重力的力量性运动，跳起落地时可产生4.1～6倍重力于自身体重的地面反作用力〔8〕。这可能是抗重力性小于跳跃运动的跑台运动对去卵巢大鼠胫骨无机矿物质含量的效应保持时间较短的原因之一。可见，不同运动方式对去卵巢大鼠骨组织的改善效应在停训后维持的时间是不同的，跑台运动对去卵巢大鼠胫骨无机矿物质含量丢失的减缓作用是暂时的，会在停训后消失。若采取非抗重力性运动的方式预防绝经后骨质疏松，持续的运动训练是必需的。

血清总钙的测定对骨无机矿物质的研究具有一定的参考意义。研究显示，50岁以上的绝经后妇女，每增加1岁，血钙减少0.25 mg/L〔9〕。本研究中，去卵巢16 w时，去卵巢组大鼠血清钙水平显著低于假手术组。此结果与刘庆利等〔10〕报道得结果相似。此外，本研究结果可见，由去卵巢导致的大鼠血清钙含量降低只在去卵巢后的早期出现。与我们前期报道〔11〕结果，即去卵巢大鼠骨密度的下降主要发生去卵巢的早期是相适应的。

综上，中等强度跑台运动对去卵巢大鼠胫骨无机矿物质含量的改善效应在停训后消失。为保持跑台运动对去卵巢大鼠无机矿物质含量影响的效应，持续运动训练是必需的。

4 参考文献

1Schmitt NM, Schmitt J, Dören M. The role of physical activity in the prevention of osteoporosis in postmenopausal women-An update〔J〕. Maturitas, 2009;63(1):34-8.

2Iwamoto J, Sato Y, Takeda T,etal. Role of sport and exercise in the maintenance of female bone health〔J〕. Bone Miner Metab, 2009;27 (5): 530-7.

3Umemura Y, Nagasawa S, Sogo N,etal. Effects of jump training on bone are preserved after detraining, regardless of estrogen secretion state in rats〔J〕. J Appl Physiol, 2008; 104(4):1116-20.

4Iwamoto J, Takeda T, Ichimura S. Effect of exercise training and detraining on bone mineral density in postmenopausal women with osteoporos〔J〕. Orthop Sci, 2001; 6 (2): 128-32.

5Honda A, Sogo N, Nagasawa S,etal. Bones benefits gained by jump training are preserved after detraining in young and adult rats〔J〕. J Appl Physiol, 2008; 105 (3): 849-53.

6Siegrist M. Role of physical activity in the prevention of osteoporosis〔J〕. Med Monatsschr Pharm, 2008; 31 (7): 259-64.

7Cole JH, van der Meulen MC. Whole bone mechanics and bone quality〔J〕. Clin Orthop Relat Res, 2011; 469 (8): 2139-49.

8刘体伟. 不同运动方式对去卵巢大鼠骨密度、生物力学及代谢指标的影响〔D〕. 华东师范大学硕士毕业论文，2007.

9朱宪彝. 代谢性骨病学〔M〕.天津：天津科技出版社, 1982: 167-78.

10刘庆利，权铁刚，唐广志，等. 中药治疗对去卵巢大鼠骨质疏松动物模型血钙、血磷、碱性磷酸酶与骨密度的影响〔J〕. 中国老年学杂志，2008；28(16)：1528-9.

11魏 翔，卜淑敏，汪建红. 跑台运动训练和停训对去卵巢大鼠腰椎骨密度和和骨髓脂肪细胞数目的影响〔J〕. 中国运动医学杂志，2012;31(3)：46-9.