骨松寧合劑結(jié)合運動對去卵巢大鼠股骨生物力學(xué)性能的影響

屈金濤,李正春,李和標(biāo)

（1.商丘師范學(xué)院 體育學(xué)院,河南 商丘 476000;2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 體育部,安徽 合肥 230036）

骨松寧合劑結(jié)合運動對去卵巢大鼠股骨生物力學(xué)性能的影響

屈金濤1,李正春1,李和標(biāo)2

（1.商丘師范學(xué)院 體育學(xué)院,河南 商丘 476000;2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué) 體育部,安徽 合肥 230036）

目的探討補腎類中藥骨松寧合劑結(jié)合運動對于去卵巢大鼠骨骼生物力學(xué)性能的影響。方法 將SD雌性大鼠60只隨機分為:假手術(shù)組（SHAM）、卵巢切除組（OVX）、己希雌酚組（DES）、骨松寧組（GSN）、骨松寧結(jié)合運動組（GSNE）,按照不同的組別和要求分別進行藥物、蒸餾水灌喂和跑臺訓(xùn)練。結(jié)果 12周后,各組大鼠間股骨彈性載荷、彈性撓度和最大撓度沒有顯著性差異;股骨最大載荷、股骨彈性應(yīng)力、股骨最大應(yīng)力和股骨彈性模量各指標(biāo)組間存在有顯著性差異（P＜0.05）,尤其是GSNE和OVX間的比較。結(jié)論骨松寧合劑結(jié)合運動能夠有效提高去卵巢大鼠骨骼在整體強度、塑性性能和彈性性能方面的生物力學(xué)指標(biāo),從而有效抑制大鼠絕經(jīng)后初期的高轉(zhuǎn)換型骨代謝。

骨松寧合劑;運動;絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松;生物力學(xué);大鼠

絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥（postmenopausal osteoporosisPMOP）,是原發(fā)性骨質(zhì)疏松癥中的最常見類型。隨著人口老齡化社會的到來,我國婦女絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥的發(fā)病率已高達40%以上[1]。對于絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的防治,采用中藥和運動相結(jié)合的方式的研究較少。帶著中醫(yī)藥的療效能否在運動健身的基礎(chǔ)之上得到鞏固和增強的疑問,本實驗采用中醫(yī)藥和運動相結(jié)合的方式來研究去卵巢大鼠股骨生物力學(xué)性能的變化,以期為更好的防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥提供新的實驗依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 3月齡SD雌性大鼠60只,SPF級（無特定病原體動物）,體重（248±10）g,由四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供。

1.2 實驗方法

1.2.1 動物喂養(yǎng) 標(biāo)準(zhǔn)嚙齒目動物飼養(yǎng)籠分籠喂養(yǎng),每籠不超過6只,自由攝食飲水,大鼠飼料為國家標(biāo)準(zhǔn)固體混合飼料,由四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)院實驗動物中心提供。保證通風(fēng)條件良好,控制室溫在 21～25℃,室內(nèi)空氣流通,光照時間為12 h/d。

1.2.2 動物分組 將購回的60只SD大鼠適應(yīng)性飼養(yǎng)3 d后,逐一稱重,隨機分為5組,每組12只:（1）假手術(shù)組（SHAM）,與以下4組手術(shù)路徑相同,但不切除卵巢,每天灌胃與服藥組藥物等量的蒸餾水;（2）模型組（OVX）,做卵巢切除手術(shù),但不作其他處理,同樣灌胃與服藥組藥物等量的蒸餾水;（3）己烯雌酚組（DES）,將己烯雌酚用雙蒸水配制成溶液,每只0.1 mg/（kg?d）灌胃;（4）骨松寧組（GSN）,手術(shù) 1 周起開始中藥灌胃;（5）骨松寧結(jié)合運動組（GSNE）,手術(shù)1周后開始運動,服藥情況同骨松寧組。

1.2.3 動物造模[2-3]適應(yīng)性喂養(yǎng)1周后,對模型組、己烯雌酚組、骨松寧組、骨松寧結(jié)合運動組SD大鼠進行雙側(cè)去卵巢手術(shù)造模,具體操作方法:2%戊巴比妥鈉（30 mg/kg）腹腔注射后,在大鼠髂脊頂部上方1 cm處做縱行切口,打開后腹膜,將卵巢完整切除后,縫合好傷口。術(shù)后腹腔注射青霉素2次,以預(yù)防感染。假手術(shù)組大鼠按照上面的手術(shù)方法,打開腹膜后,不做卵巢切除手術(shù),其他步驟一樣。

1.2.4 動物運動的設(shè)置[4]骨松寧結(jié)合運動組在手術(shù)1周后開始跑臺訓(xùn)練。開始跑速12 m/min,持續(xù)時間20 min,跑臺傾斜角0度。隔日增加強度3 m/min～18 m/min,第2周起在穩(wěn)定跑進速度的基礎(chǔ)之上,將持續(xù)時間控制在50 min,5 d/周。每次訓(xùn)練時,前10 min強度為15 m/min,后40 min強度為18 m/min。持續(xù)12周結(jié)束。

1.2.5 中藥加工 骨松寧合劑主要由淫羊藿、巴戟天、鹿角片、當(dāng)歸、黃芪、熟地黃等組成,制成濃度為3 g生藥/mL的藥液,用時搖勻。

1.2.6 生物力學(xué)標(biāo)本的采集、制作及測定 大鼠股動脈取血處死后,取左側(cè)股骨,剔除上面附著的肌肉和結(jié)締組織,用浸透生理鹽水的紗布包好-20℃保存。生物力學(xué)指標(biāo)測試時,將標(biāo)本自低溫-20℃冰箱的環(huán)境中取出,室溫下自然解凍,然后放在INSTRON萬能材料試驗機上進行股骨三點彎曲實驗,所有數(shù)據(jù)均有機器自帶軟件（Series IX Automated Materials Testing system）自動記錄,記錄頻率為10次/s,加載速率為2 mm/min,跨距25 mm。

1.3 數(shù)據(jù)處理 所得數(shù)據(jù)均用SPSS 11.5軟件分析處理,所有數(shù)據(jù)結(jié)果均以均數(shù)加減標(biāo)準(zhǔn)差（±s）的方式表示。組間的兩兩比較采用單因素方差分析（One-Way ANOVA）,方差齊性時,用LSD復(fù)選項進行多重比較,對誤差率不進行調(diào)整;當(dāng)方差不具有齊性時,用Tamhane,s T2法復(fù)選項進行各組均值多重比較,檢驗水準(zhǔn)取雙側(cè)α=0.05。顯著性差異為 P＜0.05,非常顯著性差異為P＜0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 各組大鼠左側(cè)股骨結(jié)構(gòu)力學(xué)各參數(shù)的比較 見表1。

表1 各組大鼠左側(cè)股骨結(jié)構(gòu)力學(xué)各參數(shù)的比較（±s,n=12）

表1 各組大鼠左側(cè)股骨結(jié)構(gòu)力學(xué)各參數(shù)的比較（±s,n=12）

注:與OVX組比較,#P＜0.05,##P＜0.01;與GSN組比較,★P＜0.05。

組 別 彈性載荷/N 彈性撓度/mm 最大載荷/N 最大撓度/mm SHAM 91.85±23.51 0.65±0.06 163.11±22.90##★ 0.82±0.08 OVX 81.91±10.94 0.55±0.15 100.36±8.30 0.72±0.09 GSN 92.83±19.90 0.55±0.05 127.57±11.45# 0.73±0.11 GSNE 98.66±10.54 0.58±0.18 158.50±18.46##★ 0.79±0.21 DES 92.56±12.69 0.64±0.14 154.05±12.50## 0.90±0.19

2.2 各組大鼠左側(cè)股骨材料力學(xué)各參數(shù)的比較 見表2。

3 討論

3.1 生物力學(xué)指標(biāo)的相關(guān)分析 力學(xué)因素與骨代謝的研究表明[5],外力作用于骨組織時,可使骨組織產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變,而骨細胞可感受到其周圍應(yīng)變的大小與變化,并將力學(xué)信號轉(zhuǎn)化為生物學(xué)信息,反饋性地調(diào)節(jié)骨代謝,以改變局部的骨量與骨強度,適應(yīng)或滿足局部力學(xué)功能的需要。應(yīng)力、應(yīng)變大的部位,骨量與骨強度大;應(yīng)力、應(yīng)變小的部位,骨量與骨強度也小,即骨組織遵守Wolf定律。

表2 各組大鼠左側(cè)股骨材料力學(xué)各參數(shù)的比較（±s,n=12）

表2 各組大鼠左側(cè)股骨材料力學(xué)各參數(shù)的比較（±s,n=12）

注:與OVX組比較,#P＜0.05,##P＜0.01;與GSN組比較,★P＜0.05;與GSNE組比較,△△P＜0.01;與DES組比較,▲P＜0.05。

組 別 彈性應(yīng)力/（N/mm2） 最大應(yīng)力/（N/mm2） 彈性模量/（N/mm2）SHAM 129.22±33.00△△ 198.52±50.10#★ 10 373.68±5 451.70#▲OVX 113.00±68.84 150.75±68.98 6 788.47±3 117.65 GSN 138.33±55.09# 150.71±60.00 8 484.61±2 574.41 GSNE 175.55±63.07##★ 206.67±76.00#★ 10 283.67±6 040.45#▲DES 117.65±52.10△△ 188.20±66.27#★ 6 777.25±2 557.72

骨結(jié)構(gòu)力學(xué)和材料力學(xué)各生物力學(xué)指標(biāo)檢測結(jié)果表明,去卵巢大鼠股骨的結(jié)構(gòu)和材料力學(xué)性能參數(shù)均有不同程度的下降;而相對于模型組,治療各組對大鼠股骨的彈性載荷、彈性撓度、最大撓度均無明顯影響（P＞0.05）;但對大鼠股骨最大載荷,相對與模型組均有明顯顯著性優(yōu)于己希雌酚組（P＜0.05）,在提高股骨最大載荷、彈性應(yīng)力、最大應(yīng)力方面也優(yōu)于骨松寧組（P＜0.05）。最大載荷、彈性應(yīng)力和最大應(yīng)力結(jié)果的明顯提高表明,骨松寧結(jié)合運動使去卵巢大鼠骨骼的韌性、抗擠壓和抵抗破壞的能力加強,而且比單純的骨松寧合劑效果更好。已有資料表明[6-7],骨的微細結(jié)構(gòu)包括空間微細結(jié)構(gòu)的細微變化或破壞（比如顯微骨折、骨小梁減少或變薄及其空間結(jié)構(gòu)的改變等）以及骨的構(gòu)成成分的改變,骨膠原空間結(jié)構(gòu)的改變和性能的下降等也是導(dǎo)致骨的力學(xué)性能下降的重要因素。去卵巢大鼠骨的彈性模量的變化提高反映了骨構(gòu)成材料質(zhì)量的改善,說明骨松寧結(jié)合運動可以提高去卵巢大鼠骨構(gòu)成材料的質(zhì)量。筆者推測,彈性模量的提高可能與改善骨的細微結(jié)構(gòu)包括空間結(jié)構(gòu)的細微變化、骨的構(gòu)成成分的改變和骨膠原纖維性能的改變有關(guān)。江大雷等[8]的研究結(jié)果也恰巧佐證了本實驗的這一推測。

3.2 實驗方法的選擇及中藥與運動結(jié)合的意義 本實驗采用了中藥骨松寧合劑結(jié)合運動的方式來觀察去卵巢大鼠骨骼生物力學(xué)性能的變化。研究結(jié)果表明,骨松寧結(jié)合運動組大鼠相關(guān)生物力學(xué)指標(biāo)方面優(yōu)于骨松寧組,而己烯雌酚組也并沒有顯示出比骨松寧結(jié)合運動組顯著的優(yōu)越性,其中在提高去卵巢大鼠股骨彈性應(yīng)力和彈性模量方面,骨松寧結(jié)合運動組還顯示出了比己烯雌酚組更加明顯的優(yōu)越性。

骨松寧合劑在補腎填精的基礎(chǔ)上,兼顧健脾益氣、活血化瘀之法,采用陰陽雙補,化生精血,以后天養(yǎng)先天之法,補充腎氣腎精,來達到強筋壯骨的目的。以上結(jié)果從“以藥測證”的角度,證明了骨松寧合劑確實具有補腎生髓長骨之功效,也充分說明了祖國醫(yī)學(xué)中“腎主骨”理論的科學(xué)性及利用補腎類藥物防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的可行性。骨松寧合劑結(jié)合運動有效防治去卵巢大鼠絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的可能機理為:骨松寧合劑通過對機體各器官的整體調(diào)節(jié),調(diào)節(jié)機體內(nèi)微量元素的平衡,促進礦物質(zhì)在骨中的沉積和膠原的形成,提高骨的強度和韌性。運動通過對骨骼產(chǎn)生的機械應(yīng)力刺激和對骨骼附近血流的改善等作用,使骨松寧合劑的防治效果發(fā)揮的更好,從而恢復(fù)去卵巢大鼠機體內(nèi)的骨吸收和骨形成之間的動態(tài)平衡,有效提高了去卵巢大鼠骨骼的生物力學(xué)性能,從而達到防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的作用。

綜上所述,骨松寧結(jié)合運動防治去卵巢大鼠骨質(zhì)疏松癥的研究,繼承了祖國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的精粹,使之與體育運動相結(jié)合,為更進一步防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥提供了新的思路和方法。

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R285.6

A

1007-4813（2010）01-0011-03

屈金濤（1979-）,男,講師,碩士研究生。研究方向:運動與健康。

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2009-12-13）