中药对模拟失重大鼠骨骼-肌肉系统干预的初步分析

　　　　 作者：周鹏　胡素敏　佟海英　傅骞　杨佳　高学敏　张建军

【摘要】 ：目的 研究中药复方对3周模拟失重大鼠一般状况及骨骼-肌肉系统改变的干预作用，初步观察在模拟失重情况下，复方对钙剂(牡蛎醋酸水解物)的协同作用。方法 雄性Wistar大鼠30只，随机分为空白组、模型组、中药组，3组皆于悬吊笼单独饲养，空白组始终自由活动，模型组、中药组适应饲养1周后，尾部悬吊3周模拟失重。中药组每日灌胃给予中药复方水煎剂，空白组、模型组每日给予等量牡蛎醋酸水解物水溶液。观察中药复方对模拟失重大鼠体重、腓肠肌和比目鱼肌重量和指数，以及股骨重量、长度、密度、力学强度、无机质及有机质含量的影响。结果 在3周模拟失重的中后期，模型组体重显著下降(P&<0.01)；模拟失重3周后，后肢肌肉重量与指数显著下降(P&<0.01)，股骨湿重、干重、有机质重、无机质重、骨密度、力学强度均显著降低(P&<0.01)；中药组体重较模型组显著提高(P&<0.01)，腓肠肌、比目鱼肌重量显著提高(P&<0.01或0.05)，骨密度及成分含量显著提高(P&<0.01或0.05)，骨力学强度有改善趋势。结论 中药复方可显著改善3周模拟失重所造成的大鼠一般状况和骨骼-肌肉系统改变；单纯补充钙剂不足以对抗模拟失重所致骨丢失，中药其它药味可能对钙剂牡蛎起到了协同作用。

【关键词】 中药复方　模拟失重大鼠　骨骼-肌肉系统

　　Abstract：Objective To study the effect of Chinese herb medicine compound on general state and bone-muscle system in simulated weightlessness rats， and to observe the synergistic action of other ingredients in the compound on calcium. Methods Thirty Wistar rats were pided into 3 groups：control group， tail suspend group， tail suspend and medicine group which were given Chinese herb medicine compound by intragastric administration. After 3 weeks simulated weightlessness， body weight (BW)， muscle weight (MW) and index (MI) of posterior limb， bone length (BL)， wet weight (BWW)， index (BI)， dry weight (BDW)， content of organic (ORG) and inorganic (INO) substance， bone mineral density (BMD)， and mechanical properties (MEC) of femur were observed. Results At the middle-later stage of the experiment， BW of tail suspend group decreased significantly (P&<0.01). After 3 weeks simulated weightlessness， MW and MI， BWW， BI， BDW， ORG， INO， BMD， and MEC of femur all decreased significantly (P&<0.01) in tail suspend group compared with control group. In rats of tail suspend and medicine group， BW increased significantly (P&<0.01)， MW and MI also increased significantly (P&<0.01 or 0.05)， bone properties like BWW， BDW， ORG， INO， BMD increased significantly (P&<0.01 or 0.05)， and MEC tend to increase compared with tail suspend group. Conclusion Chinese herb medicine compound is effective to prevent the change of muscle， bone and general body state. Simple calcium supplement can not prevent simulated weightlessness induced bone loss， and other ingredients in the compound may perform synergistic action to calcium (Concha Ostreae prepared by acetic acid).

　　Key words：Chinese herb medicine compound；simulated weightlessness rat；bone-muscle system

　 失重可对机体各生理系统产生较大影响[1]，其中体液丢失、体重下降、肌肉萎缩，尤其是骨质进行性流失等是飞行中的重要危险因素。目前其机制尚不清楚，亦无较理想、较全面的干预措施。中医药在干预复杂疾病中具有优势，但目前国内外在这方面的研究还很不充分。本课题组以补肾脾、调气血为大法，探索了较全面针对失重生理紊乱的有效中药复方。本实验以等量牡蛎钙溶液为对照，并基本控制各动物摄食量相等，进一步观察了中剂量复方在3周模拟失重中的作用。

　　1 实验材料

　　1.1 动物及饲料

　 Wistar大鼠，雄性，30只，体重(200±10)g，北京维通利华实验动物公司提供，动物合格证号：SCXK(京)200-0003。饲料为大、小鼠生长维持颗粒饲料，北京科澳协力饲料有限公司提供，许可证号：京饲(配)字第238号、京动许字(2000)第015号。

　　1.2 药物

　 由熟地黄、怀牛膝、黄芪、当归、牡蛎等按照一定比例组成，全部药材购自亳州药材市场，经北京中医药大学临床中药室鉴定。其中牡蛎以醋酸水解，全方按严格中药提取工艺制成0.704 g原药材/mL的供试药液(临床成人用量的8倍)，含牡蛎钙浓度8 mg/mL。空白对照为等量牡蛎醋酸水解物的去离子水溶液，含牡蛎钙8 mg/mL。

　　1.3 主要仪器

　 Lunar-DXA IQ骨密度仪(Lunar公司)；微机控制电子万能试验机(长春朝阳试验仪器有限公司)。

　　2 实验方法

　　2.1 造模

　 采用尾吊法模拟失重时后肢去负荷及体液头向转移效应。大鼠尾部无水乙醇脱脂，吹干，以医用胶布从尾根部沿两侧面纵向粘贴、横向加固，在鼠尾远端将胶布勾挂于悬吊笼横梁上，调整高度使鼠前肢承重，后肢悬空，鼠体与水平面成30°；大鼠可360°活动，自由觅食饮水。

　　2.2 分组与给药

　　正常大鼠30只，按体重随机分为3组，每组10只；悬吊笼单笼饲养。全部动物定量饮食，每日每只动物10～20 g全价饲料，按生长情况调整食量，基本保证各动物摄食量相等。实验期4周。第1周为适应期，第2～4周为模拟失重期。空白组：不悬吊，大鼠始终自由活动，每日以含牡蛎钙8 mg/mL的水溶液2.5 mL灌胃，合每日添加牡蛎钙20 mg。模型组：不悬吊适应1周，尾吊3周模拟失重，每日以含牡蛎钙8 mg/mL的水溶液2.5 mL灌胃，合每日添加牡蛎钙20 mg。中药组：不悬吊适应1周，尾吊3周模拟失重，每日以0.704 g原药材/mL供试药液2.5 mL灌胃给药，其中含牡蛎钙20 mg。

　　2.3 取材与检测

　 分组前、悬吊前、悬吊中期、实验末分别称取体重；实验结束时以10%水合氯醛麻醉动物；取腓肠肌、比目鱼肌，迅速称重；取股骨、第四腰椎，剔净周围软组织，称重，用双能X线骨密度仪检测骨密度和骨矿含量，在电子万能试验机上用三点弯曲法测量股骨力学强度，压缩法测量腰椎力学强度，记录载荷-位移曲线，读取弹性载荷和最大载荷。上述股骨入烘箱110 ℃烘至恒重，称取干重；转入马弗炉600 ℃充分灼烧，称取灰分重量，为无机质重；干重与无机质重的差值为有机质重。

　　2.4 统计学方法

　　各组数据以—x±s表示，用SAS8.2统计软件作组间单因素方差分析及两均数间多重比较，P&<0.05为差异有显著性意义。

　　3 结果

　　(见表1～表3)表1 实验不同阶段各组动物体重变化(略)注：与空白组比较，**P&<0.01；与模型组比较，#P&<0.05，##P&<0.01(下同)表2 各组动物后肢肌肉重量及指数(略)表3 各组动物股骨一般情况(略)

　　4 讨论

　 通常认为，失重或模拟失重时的体液头向分布和承重骨及重力肌脱负荷是导致机体生理紊乱包括体重下降、肌肉萎缩、骨质流失等的基本因素。其中体重的下降主要与体液流失和肌肉萎缩有关，而肌肉的萎缩和骨质流失则主要由失重造成的骨和肌肉废用导致。本课题组通过挖掘中医药理论，对失重所造成的生理效应进行了全面辨证，认为失重造成机体阴阳失衡、气血不和、脏腑功能紊乱，其证候特点是以虚为主，虚中挟实，其关键涉及肾脾先后天二本之耗伤，故以补肾脾、调气血为大法确立中药复方。
　
　　实验结果表明，该中药复方对失重模型动物体重增长缓慢有显著改善(P&<0.01)，并且有随模拟失重时间延长而发挥长效的趋势，以致在模拟失重3周后，中药组体重恢复到了与空白组可比的程度，表明中药对促进食物吸收利用有着可观的作用。3周模拟失重可引起后肢肌肉显著萎缩(P&<0.01)，而慢肌比目鱼肌较快肌腓肠肌受的影响更大；中药组腓肠肌与比目鱼肌重量均比模型组有显著恢复(分别为P&<0.01与P&<0.05)，并且肌指数也有一定程度提高。表明中药对模拟失重造成的后肢萎缩具有一定的对抗作用，且对快肌的改善程度比慢肌要大。

　　3周模拟失重未造成显著的股骨长度增长异常，但与空白组比较，模型鼠股骨的湿重显著下降(P&<0.01)，中药可干预这种下降的趋势。从股骨指数上看，组间差异不显著，甚至模型组较空白组均值还高些，这种结果提示模拟失重造成的骨的变化与体重的下降是有一定关系的；但与肌肉比起来，硬组织骨单纯重量上的改变无疑要小得多。模拟失重3周后，模型组股骨密度较空白组有显著下降(P&<0.01)，下降幅度约13.5%；而中药组股骨密度下降幅度为10.3%，较模型组显著为轻(P&<0.05)，相对于模型组的缓解幅度是23.7%。伴随股骨密度的下降，模型大鼠股骨力学强度亦有显著下降(P&<0.01)，体现在韧性和硬度两方面均受到严重影响；中药组骨力学强度较模型组有不同程度的改善，尽管与模型组无显著差异，但与空白组的差异也不显著，这种结果可能与样本量不够大有关。与模型鼠骨韧性及硬度显著下降一致的结果是骨有机质和无机质含量的显著减少，其中无机质的减少显得更为突出；中药组干重、无机质重、有机质重三者的下降程度均较模型组显著改善(P&<0.05)。值得注意的是，伴随模型鼠骨中无机质比例的显著下降，有机质比例相应显著升高，而这种升高却并没有带来弹性载荷即韧性的提高。此现象提示有机质在排列上及与无机质的组合上可能出现了问题，前人研究中也曾发现模拟失重后肢骨Ⅰ型胶原含量增加，但排列紊乱，同时力学性能显著下降[2]。
　　
　　此次实验结果是在各组等量给钙的情况下所得出。本次实验由于条件所限，未设同期非补钙组，以致不能更好地评价钙剂在其中的作用，以及复方其它药味对钙剂的协同作用。但根据上述结果可以肯定的一点是，单纯补充钙质对模拟失重骨丢失的对抗作用是不够的，而复方中的其它药味在调节骨代谢、缓解肌萎缩、改善全身状况方面显然起到了重要作用。

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参考文献