洋葱干预后对去势大鼠骨质疏松的影响

郭辉 苟丽 熊鑫鑫 姚晓龙 杨培培 李白艳*

1. 新疆医科大学第一附属医院影像中心，乌鲁木齐 830054 2. 新疆自治区人民医院消化内科，乌鲁木齐 830001

绝经后骨质疏松症(post menopausal osteoporosis，PMOP)是中老年妇女的常见病、多发病，其发病率紧随糖尿病、心脑血管疾病，跃居老年疾病第三位。随着PMOP的发病率逐年上升，对人类的健康危害更加明显。现有抗骨质疏松治疗药物大多都有不同程度的毒副作用，服药时间长，费用昂贵，患者依从性较差[1-2]。寻找合适有效预防及治疗药物，减轻患者及社会的经济负担、延续患者的生命，PMOP将成为前所未有的公共卫生问题。

洋葱，俗称圆葱或葱头，为多年生百合科草本植物，常以肥大的鳞茎作为蔬菜食用[3]，洋葱主要含硫化物、类黄酮和前列腺素类成分，具有抑菌、抗癌和抗氧化的作用[4]。研究报道，洋葱提取物对高血压、高血脂、糖尿病、动脉粥样硬化、冠心病、胃癌、骨质疏松等病症有一定的预防和治疗作用[3,5-6]。目前，国内关于洋葱与骨质疏松研究少有报道，且洋葱抗骨质疏松作用机理还不清楚。本实验通过洋葱粉体内干预去势大鼠-骨质疏松动物模型，在明确洋葱粉对骨质疏松防治效果的基础上，以期明确其作用机制。

1 资料和方法

1.1 实验动物与分组

实验于2014年11月至2015年5月在新疆医科大学第一附属医院科技楼动物实验中心及其院内完成。选取新疆医科大学动物实验室(许可证号：SCXK(新)2011-0004)健康3月同龄雌性SPF级SD大鼠55只，体重为(250g±20)g，未曾交配，动物适应饲养1周后，将大鼠按照体重进行编号，按照随机数字表法将大鼠随机分为不加任何处理的对照组(CON)10只，其余45只进行造模(开腹切除大鼠双侧卵巢)，动物手术后给予抗生素3d，防止感染，自由摄食，饮水。造模一周后按照同样方法将造模大鼠随机分为：模型组(OVX)、低剂量洋葱粉组(LO)、中剂量洋葱粉组(MO)、高剂量洋葱粉组(HO)。CON与OVX组饮用相应体积自来水，LO、MO、HO组均从造模一周后给洋葱粉水溶剂每天饮用，连续24周。洋葱粉剂量依据文献[7]低、中、高剂量分别为1.5 g/(100 g·d)、3 g/(100 g·d)、6 g/(100 g·d)，饲养24周后处死。

1.2 检测指标

SD大鼠每周测量一次体重，饲养12周和24周后各测量一次骨密度，第24周测完骨密度后，进行腹主动脉采血后处死。检测以下指标：(1)骨密度：麻醉后的动物置双能X线骨密度仪，利用小动物专用软件分析左侧股骨上段1/3骨密度。(2) 血清标本检测：所有大鼠腹腔麻醉，进行腹主动脉取血法进行取血，取血5 mL，静置半小时，3500 r/min离心5 min，进行血清血钙(Ca)、血磷(P)、雌二醇(E2)等生化指标检测。

1.3 统计方法

2 结果

2.1 实验SD大鼠数量分析

去卵巢手术后第一天死亡3只，因麻醉过量致死；第3天死亡1只，第5天死亡1只，死亡原因可能均为肠胃胀气、肠梗阻致死；12周测量骨密度后死亡2只(模型组死亡1只，低剂量组死亡1只)。最后纳入统计分析的各组大鼠数为：CON组10只、OVX组9只、LO组9只、MO组10只，HO组10只，见表1。

表1 洋葱干预12周与24周SD大鼠各项指标组间比较Table 1 Comparison of indicators among SD rats of different groups after onion intervention for 12 and 24 weeks

2.2 实验SD大鼠体重分析

5组实验大鼠喂养12周(F=1.022，P=0.407)、24周(F=0.950，P=0.445)体重组间相比，差异无统计学意义(P>0.05)，5组实验大鼠喂养12周和24周体重进行配对t检验，差异无统计学意义(t=1.4，P=0.168)，见表1。

2.3 实验SD大鼠各组左侧股骨骨密度检测结果分析

12周后模型组与对照组比较大鼠骨密度值明显减低，差异有统计学意义(t=-2.201，P=0.042)，说明模型组造模成功，见表1。

12周后大鼠骨密度值由大到小为MO组>LO组>HO组>OVX组。与OVX组比较，MO组(P=0.002)、LO组(P=0.018)大鼠骨密度值差异具有统计学意义，HO组(P=0.073)大鼠骨密度值差异无统计学意义。24周后大鼠骨密度值由大到小为MO组>HO组>LO组>OVX组。与OVX组比较，LO组(P=0.046)、MO组(P<0.001)、HO组(P=0.002)大鼠骨密度值差异具有统计学意义，说明去势大鼠食用洋葱粉有增加骨密度的效果，但是剂量越高不一定效果越好，MO组增加去势大鼠骨密度效果最好，见表1。5组实验大鼠骨密度值组内进行比较，差异有统计学意义(t=3.725，P=0.002)，见表1。

2.4 24周后实验SD大鼠各组血清中血钙、血磷、E2的表达

大鼠血清Ca的水平由大到小为CON组>HO组>MO组>OVX组>LO组，大鼠血清P的水平由大到小为LO组>MO组>HO组>OVX组>CON组，与LO组比较，MO、HO、CON、OVX组大鼠血清Ca、血清P水平差异具有统计学意义(P<0.05)；其它各组血钙、血磷水平两两比较，差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

表2 洋葱粉干预24周SD大鼠血清各项指标组间比较Table 2 Comparison of serum indicators of SD rats of different groups after onions intervention

大鼠血清E2水平由大到小为MO组>HO组>CON组>LO组>OVX组。与MO组比较，LO(P<0.001)、HO(P=0.001)、CON(P<0.001)、OVX(P<0.001)大鼠血清E2水平差异具有统计学意义；与OVX组比较，HO(P<0.001)、CON(P<0.001)大鼠血清E2水平差异具有统计学意义，但LO组大鼠血清E2水平差异无统计学意义(P=0.068)；与CON组比较，LO组大鼠血清E2水平差异具有统计学意义(P=0.004)，但HO组大鼠血清E2水平差异无统计学意义(P=0.344)；与HO组比较，LO组大鼠血清E2水平差异具有统计学意义(P<0.001)，见表2。

3 讨论

目前建立绝经后骨质疏松动物模型最为常用的是去势法[8-10]，切除雌性大鼠双侧卵巢后，导致雌激素水平降低，对成骨细胞的刺激减弱，使骨吸收活性大于骨形成能力，骨的快速丢失导致骨质疏松症，因此美国FDA规定在关于骨质疏松的研究中首选去势大鼠做动物模型。3月龄大鼠处于性成熟期，激素代谢水平也趋于稳定，适合去卵巢骨质疏松模型构建。本实验采用3月龄大鼠切除双侧卵巢构建骨质疏松模型，切除大鼠卵巢12周后测量骨密度，OVX组大鼠左侧股骨骨密度显著低于CON组，提示骨量丢失，骨质疏松模型造模成功。

洋葱不但是一种美味蔬菜，还能强健人体骨骼。研究认为洋葱是最能够阻止骨质流失的一种蔬菜，其具有药用价值，预防骨质疏松效果甚至比药物还要好[11-12]。虽然现在还不清楚洋葱对骨质疏松的药理机制，但是Huang等[13]认为食用大量洋葱能够增加去卵巢动物的骨密度和骨骼强度，Matheson等[14]研究发现人食用洋葱，能增加人的骨质密度，防止骨质疏松骨折发生的风险。本实验以洋葱粉为受试物、以去势雌性大鼠为实验对象，研究表明，在喂饲12周后，MO、LO、HO组大鼠骨密度值比OVX组分别增加180.6%、135.3%、98.2%，MO、LO组与OVX组大鼠骨密度值比较差异具有统计学意义，HO组与OVX组比较差异无统计学意义；24周后，MO、LO、HO组大鼠骨密度值比OVX组分别增加157.2%、70.3%、107.0%，洋葱干预三组与OVX组大鼠骨密度值比较差异具有统计学意义，说明去势大鼠食用洋葱粉能增加骨密度，但是骨密度增加不与洋葱粉的剂量呈正比。洋葱干预组与模型组比较可抑制去势大鼠骨量丢失，增加大鼠骨质密度，其中MO组最明显，说明洋葱可以增加骨强度，减少骨量的丢失。推测可能是由于洋葱中含有槲皮素和类黄酮成分，皮素能抑制骨吸收，类黄酮具有促进骨形成的作用[15-16]。槲皮素对去卵巢大鼠骨量丢失具有保护作用[17]，类黄酮成分具有雌激素样作用[18]，雌激素和具有弱雌激素作用的类黄酮补充体内雌激素水平的变化，维持内分泌系统的稳定，保持了体内无机元素，维持了骨矿物质的代谢平衡。

血钙、磷是反映骨形成活性的重要指标。血清总钙的测定对骨矿代谢和钙磷代谢的研究具有重要价值[19]。骨中的钙、磷通过成骨和溶骨作用，不断与胞外液进行钙磷交换，维持血钙和血磷浓度的相对稳定性。血钙和血磷相互影响，血钙升高，血磷则下降，反之亦然。本实验研究显示，OVX组大鼠血钙较对照组降低；与OVX组比较，MO、HO组大鼠血钙水平分别升高约为8%、11%，HO组大鼠血钙水平降低约为31.9%。说明一定剂量洋葱浓度能避免去势大鼠血钙丢失的作用。磷可促进骨基质的合成和骨矿物质的沉积，改变骨细胞对钙的摄入，导致骨细胞结构和功能的改变。本实验MO组大鼠血磷水平略高于对照组；与模型组比较，LO、MO、HO组大鼠血磷水平分别升高约为74.4%、9.6%、0.9%。说明洋葱干预能增加大鼠血磷的含量，但是MO、HO、OVX、CON组两两比较均无显著差异。

妇女绝经期后，雌激素缺乏，骨转换率升高，骨吸收与骨形成之间脱节，破骨细胞吸收的骨量大于成骨细胞形成的骨量，导致净骨量丢失[20]。本实验研究发现，去卵巢大鼠洋葱粉干预24周后，OVX组比CON组比较，大鼠体内E2水平降低29.4%，有显著差异性，发生骨质疏松症状；与CON组比较，MO、HO组大鼠体内E2水平升高约为25.2%、4.9%，LO组大鼠体内E2降低约为18%；与OVX组比较，LO、MO、HO组大鼠体内E2升高约为16.1%、77.3%、49.3%；洋葱粉干预各组大鼠体内E2水平两两比较有显著差异性，MO组大鼠体内E2水平最高，说明洋葱粉干预能增加体内E2水平，但是需要合适剂量洋葱才能达到最高E2水平。这可能与洋葱中含有黄酮类植物雌激素，能提高体内雌激素水平有关[17]。

本研究的局限性，没能测量12周中血清Ca、P、E2的含量水平，设计中测量骨密度值间隔时间可能较大，以及影响骨质疏松较大的血清指标等有待后续进一步研究。

综上所述，洋葱具有提高去卵巢大鼠BMD的作用，能够提高血清钙、磷的含量，同时提高雌二醇水平含量，在一定的程度上提高雌激素水平，达到防治骨质疏松症的目的。