利塞膦酸钠治疗醋酸泼尼松诱导大鼠骨质疏松的作用

蒋毅

（四川绵阳市安州区人民医院骨科 四川 绵阳 622650）

骨质疏松症（osteoporosis，OP）表现为单位体积内骨量减少，骨小梁的数目减少，导致骨脆性增加和骨折危险性增高的全身性骨骼疾病[1]。糖皮质激素骨质疏松是最常见的继发性骨质疏松症，可由内源或外源糖皮质激素所致[2]。利塞膦酸钠是一种骨吸收抑制剂，常用于治疗和预防绝经后妇女的骨质疏松症[3]。本文使用一种糖皮质激素醋酸泼尼松造骨质疏松模型，通过考察BMD和BMC以及血清学指标，评估利塞膦酸钠治疗骨质疏松的疗效机制，为临床利塞膦酸钠治疗糖皮质激素继发性骨质疏松提供实验依据。

1.材料和方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物与分组 4月龄SPF级雌性SD大鼠28只，购于成都达硕实验动物有限公司，实验动物生产许可证号和使用许可证号分别为SCXK（川2013-24）和SYXK（川2014-189）。

1.1.2 主要药物及试剂 利塞膦酸钠（Procter & Gamble，P&G，美国）、醋酸泼尼松片（天津天药药业，国药准字：H12020689）；大鼠白细胞介素10（IL-10）、大鼠肿瘤坏死因子α（TNF-α）、大鼠胰岛素样生长因子1（IGF-1）和大鼠胰岛素样生长因子结合蛋白3（IGFBP-3）ELISA试剂盒均购自上海茁彩生物科技有限公司。

1.1.3 主要仪器 Multlskan酶标仪（赛默飞世尔），双能X线骨密度仪（美国LUNAR Prodigy，DEXA）。

1.2 方法

1.2.1 动物造模及分组 28只大鼠（260±10g）随机分为2组：模型组和治疗组均按4.5mg/kg剂量灌服醋酸泼尼松，每周2次；治疗组除了灌服醋酸泼尼松，同时按2.4μg/kg皮下注射利塞膦酸钠，每3d注射1次，模型组按相同剂量注射等量生理盐水。整个实验周期为8周，第8周最后1次给药结束后3h，采集样本，进行指标检测。

1.2.2 采血及血清指标检测 实验末次给药后3h，乙醚麻醉大鼠，背部主动脉采集血液，静置2h后，4000rpm离心l0min，收集血清。将血清置于4℃低温保存，2h内检测血清指标。按ELISA试剂盒说明书，检测IL-10、TNF-α、IGF-1和IGFBP-3。

1.2.3 BMD和BMC含量测定 取上述大鼠左侧股骨，剔除附着软组织，采用小动物梯级标准分析软件，用双能X线骨密度仪测定骨密度。

1.2.4 统计分析 用SPSS20.0软件进行统计分析。对检测数据进行t检验，数据以均数±标准差（±s）表示，以P＜0.05作为有统计学意义。

2.结果

2.1 BMD和BMC含量

模型组和治疗组大鼠BMD、BMC检测结果见表1。结果表明，经利塞膦酸钠干预，治疗组BMD和BMC含量明显高于模型组（P＜0.05）。

表1 大鼠股骨BMD、BMC含量（±s，n=14）

表1 大鼠股骨BMD、BMC含量（±s，n=14）

注：与模型组比较，*P＜0.05

组别 BMD（g/cm2） BMC（g/cm）模型组 0.186±0.024 0.092±0.016治疗组 0.207±0.015* 0.136±0.009*

2.2 血清指标检测

与模型组相比，治疗组大鼠血清TNF-α明显低于模型组（P＜0.05）；血清IGF-1和IGFBP-3明显高于模型组（P＜0.05）；IL-10高于模型组，但无统计学差异（P＞0.05），见表2。

表2 大鼠各血清指标含量（±s，n=14）

表2 大鼠各血清指标含量（±s，n=14）

注：与模型组比较，*P＜0.05

IL-10（ng/mL）模型组 3.84±0.08 2.37±0.48 3.25±0.43 1.69±0.11治疗组 3.03±0.12* 3.66±0.46* 4.76±0.72* 1.84±0.20组别 TNF-α（ng/mL）IGF-1（ng/mL）IGFBP-3（ng/mL）

3.讨论与分析

糖皮质激素有三大类药理作用，包括抗炎、免疫抑制以及抗毒素和抗休克作用，临床应用广泛[4]。其抗炎作用主要针对非感染因素，因此临床上常常用于治疗慢性非感染性疾病，同时还用于过敏性疾病及器官移植[5]。然而糖皮质激素即使采用生理剂量也容易导致骨丢失，长期应用可引起骨质疏松，尤其绝经后妇女属于高危人群，是糖皮质激素应用的主要副作用之一[6]。糖皮质激素可通过4种途径引起骨质疏松：（1）抑制机体对钙、磷的吸收从而影响钙稳态，同时干扰甲状旁腺素（PTH）促进骨吸收；（2）可促发机体雌激素及睾酮合成减少，导致骨质疏松；（3）抑制成骨细胞增殖；（4）引起肌病及肌力下降间接导致骨丢失。利塞膦酸钠是第三代双膦酸盐类药物，可以抑制破骨细胞活性，抗骨吸收，从而治疗骨质疏松[7]。本文通过一种糖皮质激素醋酸泼尼松诱导大鼠骨质疏松，在此动物模型基础上，使用利塞膦酸钠予以治疗，考察其在治疗糖皮质激素类骨质疏松的作用效果。BMD和BMC是评价骨质量以及骨中矿物质含量最直观的两项指标，也是判断骨质疏松的重要参考指标，本文通过双能X线吸收法测定BMD和BMC，发现经利塞膦酸钠干预，治疗组BMD和BMC含量明显高于模型组（P＜0.05），从而可有效治疗糖皮质激素所引起的骨质疏松。

IL-10和TNF-α是体内重要的炎性因子，同时也参与调节骨组织内的破骨细胞与成骨细胞功能活动，维持其动态平衡。IL-10由Th2细胞等产生，是一种抑制性细胞因子，可以抑制骨吸收[8]。实验结果显示，利塞膦酸钠可以提高大鼠血清IL-10水平，但与模型组相比无明显差异（P＞0.05），提示利塞膦酸钠可能通过提升机体IL-10水平，抑制破骨细胞激活和分化，进而影响成骨细胞增殖，达到治疗骨质疏松的作用，但还需要后期更多研究论证。有研究表明，TNF-α可以促进骨吸收，抑制骨形成[9]，本实验结果表明，与模型组相比，治疗组大鼠血清TNF-α明显低于模型组（P＜0.05），提示利塞膦酸钠可通过降低TNF-α影响骨吸收和骨形成，起到治疗骨质疏松的作用。结合两个炎性因子变化趋势推测，利塞膦酸钠可通过提升血清IL-10水平从而抑制TNF-α，进一步抑制破骨细胞分化，降低骨吸收，从而改善骨质疏松的症状。本实验还考察了血清IGF-1和IGFBP-3。IGF-1可提升成骨细胞活性从而参与骨骼重建，促进骨生成；IGFBP-3与IGF-1具有很好的相关性，IGFBP-3可与IGF-1结合，阻止IGF-1血管外流并调节其与受体的相互作用[10]。有研究报道，IGFBP-3与IGF-1含量与骨质疏松成负相关，与骨密度有明显正相关[11]。本文实验结果表明，利塞膦酸钠可以明显提升大鼠血清IGF-1和IGFBP-3含量（P＜0.05），结合前期骨密度检测，也印证了IGFBP-3、IGF-1与骨密度的相关性。

综上所述，本实验结果表明，利塞膦酸钠可提高糖皮质激素继发性骨质疏松大鼠的骨BMD和BMC，同时降低血清TNF-α水平，提高血清IGF-1、IGFBP-3和 IL-10含量，从而调节改善骨质疏松症状，保护骨组织，可为临床治疗糖皮质激素继发性骨质疏松提供实验依据。

【参考文献】

[1]殷玉莲, 陈红风.骨质疏松症中西医发病机制与治疗研究进展[J].辽宁中医药大学学报, 2017(10)：89-93.

[2]吕祥, 程彬彬, 杜娟, 等.糖皮质激素性骨质疏松症发病机制及其中药治疗研究概况[J].世界中医药, 2011, 06(2)：180-182.

[3]Feldbrin Z, Luckish A,Shargorodsky M.Effects of longterm risedronate treatment on serum ferritin levels in postmenopausal women with osteoporosis：the impact of cardiovascular risk factor load[J].Menopause-the Journal of the North American Menopause Society, 2016, 23(1)：55.

[4]Coutinho A E,Chapman K E.The anti-inflammatory and immunosuppressive effects of glucocorticoids, recent developments and mechanistic insights[J].Molecular &Cellular Endocrinology, 2011, 335(1)：2-13.

[5]Zhang S, Shen Z, Hu G, et al.Effects of endogenous glucocorticoids on allergic inflammation and T(H)1/T(H)2 balance in airway allergic disease[J].Annals of Allergy Asthma & Immunology, 2009, 103(6)：525-534.

[6]宗群川, 王涛.新型气体信号分子H2S与骨质疏松的研究概况[J].中国骨质疏松杂志, 2017, 23(10)：1396-1400.

[7]Sefc L, Broulík P, Pelichovská T, et al.Risedronate has no adverse effects on mouse haematopoiesis[J].Folia Biol, 2007, 53(4)：143-145.

[8]Fazzalari N L.Bone remodeling：A review of the bone microenvironment perspective for fragility fracture(osteoporosis) of the hip.[J].Seminars in Cell &Developmental Biology, 2008, 19(5)：467-472.

[9]杨丽, 蔡宇, 张荣华.TNF-α与绝经后骨质疏松症研究进展[J].陕西医学杂志, 2005, 34(2)：216-217.

[10]Delafontaine P, Song Y H, Li Y.Expression, regulation,and function of IGF-1, IGF-1R, and IGF-1 binding proteins in blood vessels[J].Arteriosclerosis Thrombosis & Vascular Biology, 2004, 24(3)：435.

[11]吴文, 智喜梅, 李东风,等.绝经后妇女骨质疏松患者血清IGF-1、IGFBP-3与骨密度及骨代谢指标的关系[J].中国病理生理杂志 , 2007, 23(2)：376-378.