朱振标 沈 慧 林之斌 丁晓莉 刘亦恒
海口市人民医院骨科中心(海口570208)
骨质疏松(OP)是一种常见的老年性疾病,近几年来随着我国人口的老龄化,OP的发病率逐年上升,近年来,科学家们开始关注一组在人体内具有雌激素样作用的化合物,这些化合物主要包括金雀异黄素、补骨脂二氢黄酮、丹参酮、补骨脂二氢黄酮等。这一类化合物的化学结构与雌激素非常相似,其可发挥拟雌激素或抗激素效应。补骨脂二氢黄酮是补骨脂中的主要有效成分,其具有类似于植物雌激素的作用,而且毒副作用低微,因此可作为雌激素的替代品长期服用,避免了雌激素的致癌作用,值得深入的研究探讨。为了研究补骨脂二氢黄酮防治OP的作用机制,本次实验观察了补骨脂二氢黄酮对去卵巢大鼠骨质疏松症的影响,探讨补骨脂二氢黄酮防治OP的作用机制。
1 实验材料 1.1实验动物 选用3月龄清洁级、雌性SD大鼠,共60只,体重为180±20g,购自长沙市天勤生物技术有限公司[许可证号:SCXK(湘)2009-0012]。
1.2 主要实验药物及试剂 补骨脂二氢黄酮粉(有效成分含量为40%);免疫组化染色试剂盒(武汉博士德生物有限公司);γ-氨基丁酸B1型受体(GABABRI)多克隆抗体(英国Abcam公司生产);γ-氨基丁酸(GABA)多克隆抗体(武汉博士德生物有限公司生产);DAB显色试剂盒(武汉博士德生物公司生产)。
1.3 主要实验仪器及设备 双能X线骨密度仪(美国Lunar公司,Prodigy型);电子天平(ACS-3C型,广州中山市新和基科技开发有限公司生产);高速冷冻离心机(2-16K,德国Sigma公司);显微镜(日本OLYMPUS公司);凝胶成像系统(美国BIO-RAD公司,GELEQ)。
2 实验方法 2.1 实验分组 大鼠分笼饲养,自由摄取标准饲料,饮用自来水,适应性饲养1周后按随机数字表法将60只大鼠随机分为假手术组20只、手术组40只。假手术组大鼠行腹腔手术找到卵巢,但不切除,手术组大鼠行双侧卵巢切除术。12周后检测股骨骨密度及尿钙值,以确定OP动物模型是否复制成功,若成功后即将40只手术组大鼠再随机分为模型组20只、补骨脂二氢黄酮给药组20只。
2.2 制作OP模型 OP模型制做参照文献中的方法[1],切除双侧卵巢制作大鼠OP模型。
将称重后的各组大鼠腹腔按40m/kg的剂量注射2%戊巴比妥钠,行全身麻醉后取仰卧位,固定后腹部剃毛并消毒,沿下腹部正中腹白线作纵行切口(切口长度约2~3cm),打开腹腔后切除大鼠双侧卵巢,术后切口用75%酒精棉球消毒。假手术组亦打开腹腔,但并不切除卵巢。术后为预防感染各组大鼠均腹腔注射10万单位青霉素(3mL/只),1d1次,连续3d。
2.3 给药方法 模型复制成功后,给药组大鼠用补骨脂二氢黄酮灌胃(50mg/kg·d)。将药物稀释成1.0mL/100g体重(5mg/mL)后即进行灌胃,灌胃前12h应禁食不禁水1d1次,持续12周。同时假手术组和模型组用等量生理盐水灌胃,同样持续12周。
2.4 股骨骨密度及尿钙测定 分别于手术后第12周及灌胃后12周,对各组大鼠行全身麻醉后采用双能X线骨密度仪测定股骨骨密度。收集各组大鼠尿液,测定24h尿钙排泄量。
2.5 标本采集 灌胃12周后处死大鼠,腹腔内注射40mg/kg 2%戊巴比妥钠,再依次灌注生理盐水(200~250mL)、4%多聚甲醛(350~400mL)。灌注完后即取左侧股骨,用DEPC水处理后,密封包裹保存于液氮中;取出右侧股骨用4%多聚甲醛固定24h(4℃条件下)。
2.6 免疫组化法检测GABA、GABABRI 按试剂盒说明书进行操作,应用Image-ProPlus6.0医学图像分析软件对表达结果进行半定量分析,测量免疫阳性部位的平均光密度。
2.7 统计学方法 用SPSS13.0软件进行统计分析,结果采用均数士标准差(±s)表示。组间比较用单因素方差分析(one-wayANOVA)(方差齐时采用Tukey检验,方差不齐时采用 Dulmett'sT3检验)。
3 结 果 3.1 一般情况 给药一段时间后,发现模型组大鼠反应迟缓,懒动,体态变得臃肿,皮毛发黄且欠光泽,而假手术组和补骨脂二氢黄酮给药组大鼠则身形敏捷,反应灵敏,皮毛光滑有光泽。灌胃结束后可能由于麻醉、灌胃等原因,一部分大鼠出现死亡,假手术组大鼠死亡1只,模型组死亡3只,补骨脂二氢黄酮给药组死亡2只。
3.2 手术12周后测定各组大鼠股骨骨密度与尿钙值手术12周后,与假手术组比较,手术组大鼠股骨骨密度值下降(P<0.05);尿钙值明显升高(P<0.01),这说明手术组大鼠的骨量明显丢失,尿钙大量排泄,同时提示OP模型复制成功。见表1。
表1 手术12周后各组大鼠股骨骨密度、尿钙结果比较(±s)
表1 手术12周后各组大鼠股骨骨密度、尿钙结果比较(±s)
注:与假手术组比较,△P<0.05,▲P<0.01
组 别 n 股骨骨密度(mg/cm2) 尿钙(mmol/L)手术组 40 120.8±5.2△ 5.1±1.7▲20 131.6±4.4 2.8±0.5假手术组
3.3 灌胃12周后测定各组大鼠股骨骨密度与尿钙结果灌胃12周后,与模型组比较,补骨脂二氢黄酮组大鼠股骨骨密度值升高(P<0.05);尿钙排泄明显减少(P<0.01)。见表2。
表2 灌胃12周后各组大鼠股骨骨密度、尿钙结果比较(±s)
表2 灌胃12周后各组大鼠股骨骨密度、尿钙结果比较(±s)
注:与模型组比较,△P<0.05,▲P<0.01
17 120.8±5.2 5.1±1.7假手术组 19 131.6±4.4△ 2.8±0.5▲补骨脂二氢黄酮给药组18 128.9±4.2△ 2.9±0.6模型组▲
3.4 各组大鼠股骨组织GABA含量 见表3。
表3 各组大鼠骨组织GABA含量(±s)
表3 各组大鼠骨组织GABA含量(±s)
注:与模型组比较△P<0.05
17 10mL 0.0306±0.0103假手术组 19 10mL 0.0182±0.0059△补骨脂二氢黄酮给药组 18 50mg 0.0201±0.0131平均光密度模型组组别 n 剂量(/kg·d)△
3.5 各组大鼠骨组织GABABRI含量 见表4。
表4 各组大鼠骨组织GABABRI表达(±s)
表4 各组大鼠骨组织GABABRI表达(±s)
注:与模型组比较△P<0.05
17 10mL 0.0169±0.0090假手术组 19 10mL 0.0109±0.0051△补骨脂二氢黄酮给药组 18 50mg 0.0112±0.0058平均光密度模型组组别 n 剂量(/kg·d)△
4 讨 论 OP是一种常见的老年性疾病,近年来,学者们对其研究较多[2-4],目前研究认为GABA是哺乳动物神经系统中最重要的抑制性神经递质,以GABA为递质的中枢突触部位约占50%,GABA在生物体内具有重要的生理功能,参与多种神经生理活动,己报道其具有调节血压、促进脑部血流、营养神经细胞、预防肥胖、促进乙醇代谢(醒酒)、改善更年期综合症等生理活性[5]。祖国医学将骨质疏松称为骨痿、骨痹,其病因归类如下:①先天禀赋不足:由于父母体虚导致先天遗传不足,孕育不足以致肾气亏虚,肾精不足,髓空骨软而发为本病;②饮食不节:脾为后天之本、气血生化之源,若暴饮暴食、嗜欲偏食、饮酒过度等原因均可损伤脾胃,若脾胃长期受损,导致脾主运化水谷精微的功能出现异常则可致机体脏腑、四肢百骸失于滋养,肌肉瘦削而发为本病;③久病失治:大病之后,脏气损伤,失于调理,正气亏虚难复,精气亏耗,伤及五脏,最终必伤及肾而发为本病。补骨脂为豆科植物补骨脂Psoralea corylifoliaL的干燥成熟果实,又名怀故子、川故子、黑故纸、破故纸,具有温肾助阳,纳气,止泻的功效。药理实验研究表明其具有扩张冠状动脉、增加冠脉血流量、抗肿瘤、抗菌、双向调节平滑肌以及雌激素样作用,临床广泛用于治疗肾虚腰膝痛、骨痿、骨痹,具有促进成骨细胞的增殖与分化,抗骨质疏松的作用[6]。
从本次研究中发现,与假手术组比较,模型组大鼠股骨骨密度降低,尿钙值升高,骨组织中GABA和GABABRI的含量增多。但当用补骨脂二氢黄酮灌胃12周后发现给药组大鼠股骨骨密度值升高,尿钙值降低,骨组织GABA和GABABRI的含量明显减少,但与假手术组比较无显著性差异,说明补骨脂二氢黄酮可以增加OP模型大鼠的骨密度,降低了成骨的迫切性,使神经系统的调节作用减缓,减少了GABA及相关物质的释放。推测当GABA在身体内大量聚集但又不能及时被转运的情况下,GABA可能是通过GABABR抑制OB的活性,OP模型大鼠经补骨脂二氢黄酮灌胃治疗后股骨骨密度增加,尿钙减少,骨组织中GABA、GABABRI含量均下降,这说明补骨脂二氢黄酮可能是通过GABA抑制OB活性这种途径防治OP,这可能是补骨脂二氢黄酮治疗OP的机制之一。
[1] 谢义松,张紫铭,吴官保.等.虎潜丸对去印巢大鼠骨质疏松模型骨密度及转化生长因子β1表达的影响[J].中医正骨,2013,25(12):11-14.
[2] 李连弟,郭大江.补中益气汤加味治疗老年性骨质疏松症疗效观察[J].陕西中医,2013,33(12):1625-1627.
[3] 马 伟,马占洋,王福山,等.延经丸对去卵巢骨质疏松大鼠血清PTH、CT的影响[J].陕西中医,2012,33(12):625-626.
[4] 韩丽萍,魏敏惠,王相东,等.补肾活血方及其拆方对骨质疏松大鼠骨密度及组织形态的影响[J].陕西中医,2013,36(2):85-87.
[5] 刘志广.腺苷A1受体在癫痫发病机制中的作用及其与GABA信号通路相关性的研究[D].华中科技大学,2013,5.
[6] 李 璘,邱蓉丽,乐 巍,等.补骨脂雌激素样作用实验研究[J].辽宁中医药大学学报,2012,14(4):57-59.