作者:赵勇,何冀川,张万强,王德龙,钟红刚
【摘要】 目的 研究活血补肾方对去卵巢大鼠骨密度和生物力学性能的影响。方法 将雌性Wistar大鼠随机分为正常组、模型组和实验组。采用切除大鼠双侧卵巢的方法复制绝经后骨质疏松症模型,应用活血补肾方防治12周后进行取材和实验指标检测:用双能X线骨密度仪检测腰椎骨密度;用力学试验机检测股骨力学性能。结果 与模型组比较,实验组腰椎骨密度显著升高(P<0.01),股骨近端生物力学水平明显改善(P<0.05)。结论 活血补肾方可以明显改善去卵巢大鼠腰椎骨密度及股骨近端生物力学性能。
【关键词】 活血补肾方;骨密度;生物力学;骨质疏松症;大鼠
Abstract:Objective To study the effect of Huoxuebushen decoction on bone mineral density and bone biomechamics of osteoporosis female rats. Methods Female Wistar rats were randomly pided into normal group, model group and test group. The model of postmenopausal osteoporosis was established through ovariectomy in rats. The osteoporosis rats were treated with Huoxuebushen decoction with the normal rats as standard control and the model rats as model control. After 12 weeks of the treatment, the bone mineral density of lumbar spine was detected by dual-energy X-ray densitometer, and the biomechamics of femoral bone was detected by mechanical testing systems. Results Compared with the model rats, the bone mineral density of lumbar spine in test group increased obviously (P<0.01). Bone biomechamics of femoral bone improved intensity (P<0.05). Conclusions Huoxuebushen decoction can increase bone mineral density in lumbar spine and improve bone biomechamics intensity of ovariectomized rats.
Key words:Huoxuebushen decoction;bone density;biomechamics;osteoporosis;rat
随着原发性骨质疏松症的发病率逐年上升[1],研究防治原发性骨质疏松症及其骨折有效而安全的药物已成为目前研究的热点。中医药在防治骨质疏松症方面有一定优势,并已取得一些成果,但多注重补肾中药的研究,而活血中药在原发性骨质疏松症防治中的作用多被忽视。本实验观察自拟活血补肾方对去卵巢大鼠椎体骨密度及股骨力学性能的影响。
1 实验材料
1.1 动物
健康雌性Wistar10月龄SPF级未育大鼠65只,体重(280±10)g,中国人民解放军军事医学科学院实验动物中心提供,许可证号:SCXK-(军)2007-004,动物质量合格证号:0029428。
1.2 药物
活血补肾方由红花、丹参、当归、续断、熟地黄、骨碎补组成,由本院药理实验室(国家三级实验室)制作成药液(煎剂),按成人与动物服用剂量换算,使每1 mL药液含0.81 g原药材,每2周配制1次,4 ℃冰箱保存。生理盐水(中国大冢制药有限公司,批号9F95A);戊巴比妥钠(北京化学试剂公司,德国进口分装,批号060222);青霉素(80万U/支,华北制药股份有限公司生产,批号E081107)。
1.3 仪器
电子万能试验机(WD-100,长春第二试验机厂);双能X线骨密度仪(美国,LUNAR DPX公司);Mettler电子天平(AB204-E,德国)。
2 实验方法
2.1 分组与造模
大鼠饲养于中国中医科学院基础理论研究所动物实验室(国家三级实验室),清洁级环境。适应性饲养4 d后,按随机数字表法分为3组,分别为正常组20只、模型组22只、实验组23只。模型组和实验组以0.3%戊巴比妥钠溶液腹腔麻醉,在背部切开皮肤,行双侧卵巢切除,术后肌肉注射青霉素0.4 mL/250 g,连续3 d。术后2组动物均自由摄水、摄食。
2.2 给药与取材
造模后3 d开始给药,实验组灌胃给予活血补肾方,给药剂量为1 mL/100 g大鼠体重,正常组和模型组每日按体重给予同等剂量的生理盐水。每日上午给药,每周称重1次。给药12周后处死大鼠,取出右侧股骨、第4腰椎,仔细剔除肌肉和筋膜,裹入浸透生理盐水的湿纱布,编号,置于-20 ℃保存备用,待实验前2 h自然解冻。灌胃过程中,模型组和实验组各死亡2只。
2.3 指标测定
2.3.1 骨密度测定 截取大鼠第4腰椎椎体,清除周围软组织后,生理盐水冲洗,并用生理盐水纱布包裹,置于-20 ℃保存,用双能X线骨密度测量仪测定大鼠腰椎骨密度。
2.3.2 三点弯生物力学参数测定 按规定方位放置股骨干,支点跨距20 mm,加压点为中点,选取标定载荷10 kg,加载速度2 mm/min,加载至骨折。记录载荷-位移曲线及测定指标。
2.3.3 股骨近端生物力学参数测定 完成三点弯试验后,保存股骨上端1/3~2/3,依据三点弯试验标本各部位的受力方向,股骨近端力学结构并无影响。在电子万能力学试验机上按规定方位固定右侧股骨上端,选取标定载荷10 kg,加载速度2 mm/min,记录载荷-形变曲线及测定指标。
3 统计学方法
所有数据均用x±s表示,由SPSS13.0统计软件处理。组间两两比较用方差分析,方差齐用LSD检验,方差不齐用Dunnett-t检验,以P<0.05为差异具有统计学意义。
4 结果(见表1~表3)
表1 3 组大鼠股骨近端力学试验测定结果(略)注:与模型组比较,*P<0.05,**P<0.01(下同)表2 3组大鼠三点弯试验结果(略)表3 3 组大鼠第4腰椎骨密度测量结果(略)
5 讨论
原发性骨质疏松症严重影响老年人的身体健康,其危害主要是并发骨折即骨质疏松性脆性骨折,主要包括椎体压缩骨折、桡骨远端骨折及髋部骨折。其中椎体压缩骨折是最常见的骨质疏松性脆性骨折,在轻度外伤或日常活动后均有可能发生。骨折后残废率、死亡率及医疗费用增加,所以,骨质疏松性脆性骨折的防治已成为世界关注的课题。对于骨质疏松性脆性骨折的防治主要在其原发病骨质疏松的防治。治疗骨质疏松最重要的目的也是防止发生骨折。运用中医学理论分析,可以说原发性骨质疏松症为本,其继发的各种骨折为标。原发性骨质疏松症属于中医“骨痿”、“骨痹”范畴。肾主骨生髓,公认其病机是“肾虚”,治疗本病多运用“补肾”方法。而老年人具有“多虚多瘀”、“因虚致瘀”的特点[2],已经发现原发性骨质疏松症患者存在不同程度的瘀血症状、体征[3],所以,将活血化瘀法应用到原发性骨质疏松症的防治中应该是以后研究的重点。
活血补肾方以上述中医理论为基础,由熟地黄、丹参、红花、续断、骨碎补、当归组成。方中骨碎补、熟地黄、续断补肾壮骨、填补肾精,使肾精充足而骨髓化生有源;丹参、红花、当归调补气血,通经络而祛瘀滞,使气血畅达,骨有所养。全方可活血通络、补肾壮骨,并且具有寓通于补、补而不滞的特点。配伍紧扣“肾虚血瘀”的基本病机,且不同于以往只重补肾而轻活血的治疗方法。
骨质疏松症是在皮质骨和松质骨中都发生的疾病,本实验选用了股骨干的三点弯试验和股骨近端的压缩试验。三点弯试验是在骨伤生物力学测试中常用的检测方法[4],在本实验中,实验组和正常组最大载荷高于模型组,实验组最大载荷低于正常组,说明中药活血补肾复方能有效改善股骨的力学强度。股骨近端压缩试验是对股骨近端的力学性能的检测,由于大鼠与人类股骨颈在组织形态上有许多一致的方面,所以,该测试是一种与临床联系比较紧密的实验方法。在本实验中可以看到,在破坏挠度、最大载荷方面,模型组与正常组相比差异明显,说明去卵巢大鼠的股骨近端力学性能显著下降;应用活血补肾中药治疗后,股骨近端破坏时的断裂挠度和最大载荷均显著增加。说明在本实验中,中药活血补肾方的应用可以较好地改善去卵巢大鼠股骨近端的力学性能。
双能X线骨密度仪的检测敏感性高,可以忽略软组织对测定的影响,是目前检测骨质疏松症最常用的检测方法,也是目前学术界公认的诊断骨质疏松的金标准。椎体以松质骨为主,是骨质疏松最早累及的部位,也是最常见压缩骨折的部位。本实验结果显示,在治疗12周后,实验组椎体骨密度有所提高,与模型组比较差异有统计学意义。说明本方能有效改善钙、磷等骨矿物质代谢,从而增强骨密度。
本实验与以往一些实验[5]相比,把给药时间点提前,以预防为主,符合中医“未病先防,既病防变”的治未病思想。从实验结果可知,活血补肾复方对去卵巢大鼠骨质疏松模型的疗效是肯定的,能够改善骨质疏松大鼠的骨密度和骨的生物力学性能,能有效地抵抗外来力量的冲击,从而提高了骨的抗骨折能力。目前其最优的给药剂量和药物的作用机制尚不明确,有待于进一步深入研究、发掘。
参考文献
1 Reginster JY, Burlet N. Osteoporosis:A still increaseing prevalence[J]. Bone,2006,38:S4-S9.
2 何冀川,赵 勇.活血补肾法防治原发性骨质疏松症的理论探讨[J].北京中医药,2009,28(12):941-942.
3 睦承志,周 军,刘志坤.绝经后骨质疏松症血瘀病机的客观初步论证[J].中医研究,2005,18(1):30-33.
4 史念珂,富东慧,蔡 霞.大鼠股骨生物力学研究[J].天津大学学报,2006, 39(4):458-462.
5 王勇刚,晷 强,徐武清,等.补肾活血法对去势大鼠骨质疏松模型血清IGF-I的影响[J].江苏中医药,2009,41(1):70-71.