有氧運動配合雷洛昔芬對骨生物力學性能影響的研究

謝江濤，羅 珊,2

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有氧運動配合雷洛昔芬對骨生物力學性能影響的研究

謝江濤1，羅 珊1,2

1.阿壩師范高等?？茖W校體育系，四川 汶川，623002；2.成都體育學院研究生部，四川 成都，610041。

目的：通過對去勢大鼠骨生物力學指標的檢測，探討有氧運動與雷洛昔芬聯(lián)合作用對去勢大鼠骨生物力學性能的影響。方法：將50只雌性SD大鼠隨機分為5組：假手術(shù)組、模型組、有氧運動組、雷洛昔芬組、有氧運動+雷洛昔芬組。假手術(shù)組不去卵巢，其余各組去卵巢造模；有氧運動組、雷洛昔芬組、有氧運動+雷洛昔芬組分別在去卵巢的基礎(chǔ)上進行有氧運動訓練和（或）灌胃選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑雷洛昔芬。8周后比較各組大鼠股骨結(jié)構(gòu)力學和材料力學指標的變化。結(jié)果：（1）與模型組相比，有氧運動組、雷洛昔芬組、有氧運動+雷洛昔芬組大鼠的各項指標都顯著優(yōu)于模型組（P<0.05），部分指標出現(xiàn)顯著性差異（P<0.01）。（2）模型組各項指標都與假手術(shù)組有顯著性差別（P<0.05）。結(jié)論：有氧運動配合雷洛昔芬治療聯(lián)合應(yīng)用預(yù)防廢用性骨質(zhì)疏松比單獨應(yīng)用能獲得更好的效果；并且更加安全易行。

有氧運動；雷洛昔芬；生物力學性能

雷諾昔芬（raloxifene，RLX）對骨組織具有擬雌激素作用，且副作用小[1]。臨床相關(guān)動物實驗證實，有氧運動（aerobic exercise，AE）有防治骨質(zhì)疏松癥的作用[2]。因此，研究旨在將RLX與AE相結(jié)合，觀察大鼠口服雷諾昔芬配合有氧運動對去勢大鼠股骨生物力學性能的的影響，為防治中老年婦女PMOP尋求新方法。

1 實驗材料與方法

1.1 實驗動物及喂養(yǎng)

5月齡雌性SD 大鼠50只，體質(zhì)量（280±20）g。實驗中對動物的處置符合中華人民共和國科學技術(shù)部頒布的《關(guān)于善待實驗動物的指導性意見》的相關(guān)要求。

1.2 主要試劑及儀器

易維特（濟南偉都醫(yī)藥科技有限公司），3％戊巴比妥鈉，Instron萬能材料試驗機（美國Instron Co生產(chǎn)，型號：4302）。

1.3 研究方法

1.3.1 動物分組與處理 大鼠隨機分為5組，以3% 戊巴比妥納溶液（30mg /kg）腹腔注射麻醉大鼠，假手術(shù)組（SHAM）大鼠只進行手術(shù)，不切除卵巢；其余各組行雙側(cè)卵巢切除術(shù)后縫合。實驗各組大鼠飼養(yǎng)條件一致。（1）假手術(shù)組（SHAM）10只：即行假手術(shù)，保留卵巢。（2）模型組（OVX）10只：去卵巢。（3）有氧運動組（AE）10只：去卵巢+有氧運動。（4）雷洛昔芬組（RLX）10只：去卵巢+雷洛昔芬。（5）有氧運動+雷洛昔芬組（AE+RLX）10只：去卵巢+有氧運動+雷洛昔芬。

1.3.2 運動方案 采用跑臺有氧練習，強度依據(jù)運動適應(yīng)理論逐漸增加。參照Bedford運動方案。假手術(shù)組、模型組不安排跑臺運動，為籠內(nèi)正常生活。

1.3.3 給藥方法 拆線后次日開始灌胃給藥。動物用藥劑量（mg/kg）= 6.25×人的劑量（mg/kg）。即RLX、AE+RLX組灌胃易維特6. 25 mg/（kg·d）。AE組、OVX組及SHAM組給予等量的生理鹽水灌胃。

1.3.4 動物處死與取材 所有動物均以股動脈放血處死，取左側(cè)股骨，剔除軟組織，用浸透生理鹽水的紗布包好，在-20℃的冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.5 股骨三點彎曲力學試驗及股骨生物力學指標測定 將股骨置于Instron 萬能材料試驗機上作三點彎曲實驗，所有數(shù)據(jù)均由機器自帶軟件自動記錄。

1.3.6 股骨橫切面積的計算 脫鈣：將實驗股骨置于2.5%HCl液中脫鈣，直至以大頭針能容易刺入為度。截面制作：用刀片在骨折處切片，掃描存儲。然后采用Photoshop圖形處理軟件進行分析處理，所得圖形再經(jīng)Sport hospital不規(guī)則圖形面積分析軟件分析計算股骨橫切面積。

2 結(jié) 果

2.1 生物力學指標的變化

2.1.1 各組大鼠左側(cè)股骨結(jié)構(gòu)力學各參數(shù)的比較 Table 1表明：在最大載荷方面，OVE和AE組與SHAM組相比差異均具高度顯著性（P<0.01），ES組與SHAM差異具顯著性（P<0.05），AE+RLX組與 SHAM組差異不具有顯著性（P>0.05）；SHAM、RLX和AE+RLX 與OVX組間差異均具高度顯著性（P<0.01），AE組與OVX組間差異具顯著性（P<0.05）。

Table 1. Comparison of various parameters of the rats in each group left femur structural mechanics

Note : compare to SHAM group, ★：P＜0.05，★★：P＜0.01；

compare to OVX group, ◆：P＜0.05，◆◆: P＜0.01

在股骨斷裂載荷方面，與SHAM組相比OVX組與之的差異具高度顯著性（P<0.01），其他組與之無顯著性差異（P>0.05）。與OVX組相比，SHAM、RLX和AE+RLX 與OVX組間差異均具高度顯著性（P<0.01） AE組與OVX組差異不具顯著性（P>0.05），但AE組斷裂載荷明顯增加。在股骨結(jié)構(gòu)剛度方面，與SHAM相比，OVX組與之的差異具高度顯著性（P<0.01），AE組與之差異具顯著性（P<0.05），RLX、AE+RLX組與之的差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）； SHAM、RLX、AE+RLX與OVX組的差異具高度顯著性（P<0.01），AE組與OVX組差異具顯著性（P<0.05）。在能量吸收方面， SHAM組、AE+RLX和OVX組間有顯著性差異（P<0.05）外，余組之間均無顯著性差異（P>0.05）。

2.1.2 各組大鼠左側(cè)股骨材料力學各參數(shù)的比較 由Table2可知：在極限強度方面，OVX組與SHAM組之間的差異具高度顯著性（P<0.01），AE組與之差異具顯著性（P<0.05），其他兩組與之差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）；SHAM和AE+RLX組與OVX組比較差異具高度顯著性（P<0.01），RLX組與之差異具顯著性（P<0.05），AE組與之差異不顯著（P>0.05）。

Table2. Comparison of various parameters of the left femur of rats in each group Mechanics of Materials

Note : compare to SHAM group, ★：P＜0.05，★★：P＜0.01；

compare to OVX group, ◆：P＜0.05，◆◆: P＜0.01

在最大應(yīng)變方面，OVX組與SHAM組之間的差異具高度顯著性（P<0.01），其他各組與之比較差異不具統(tǒng)計學意義（P>0.05）；SHAM組、RLX組和AE+RLX組與OVX組的差異均具有高度顯著性（P<0.01），AE組與之差異則具顯著性（P<0.05）。在彈性模量方面，OVX組與SHAM組之間的差異具高度顯著性（P<0.01），其他各組與之差異不顯著（P>0.05）；SHAM組、AE組、RLX組和AE+RLX組與OVX組比較差一均具高度顯著性。

3 分析與討論

3.1 有氧運動結(jié)合雷洛昔芬能效分析

相對于模型組，各治療組大鼠股骨的結(jié)構(gòu)力學指標除能量吸收外，其余指標變化顯著；在材料力學指標上除AE組的極限強度指標外，也表現(xiàn)出顯著性差異。但對大鼠股骨最大載荷、彈性應(yīng)力、最大應(yīng)力、彈性模量各指標上，相對與模型組均有顯著差異。研究表明[3]，骨骼彈性模量的提高與骨的細微結(jié)構(gòu)的微觀變化、骨的構(gòu)成成分的改變和骨膠原纖維性能的改變有關(guān)。骨的微觀結(jié)構(gòu)包括空間微觀結(jié)構(gòu)的微觀變化，比如細微骨折、骨小梁減少或變薄及其空間結(jié)構(gòu)的改變等；以及骨的微觀結(jié)構(gòu)的變化，如骨鹽丟失。同時，骨膠原結(jié)構(gòu)的改變和性能的下降也是導致骨的生物力學性能下降的影響因素。去勢大鼠骨彈性模量的提高反映了骨構(gòu)成材料質(zhì)量的改善，說明有氧運動結(jié)合雷洛昔芬可以提高去卵巢大鼠骨構(gòu)成材料的質(zhì)量。此次實驗的結(jié)果也顯示，有氧運動結(jié)合雷洛昔芬可有效改善去卵巢大鼠的骨質(zhì)量，因此用該手段來提高絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松的骨質(zhì)量是切實可行的。

3.2 選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑雷洛昔芬的安全性分析

研究表明：使用雷洛昔芬可降低骨轉(zhuǎn)換率，增加股骨頸骨、椎體密度值，預(yù)防椎體骨折，減少陰道出血，抑制乳腺癌細胞的增殖［4］。本實驗結(jié)果顯示模型組大鼠骨生物力學性能顯著降低，提示去勢后大鼠骨質(zhì)丟失。而采用雷洛昔芬干預(yù)后，骨材料力學和結(jié)構(gòu)力學性能無顯著變化，表明雷洛昔芬能夠?qū)θ菟碌墓琴|(zhì)丟失可以起到保護作用。因此，采用選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑雷洛昔芬防治婦女絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松是安全可靠的藥物選擇。

3.3 有氧運動對中老年女性健康的作用分析

研究表明，人體骨骼能隨體育運動產(chǎn)生適應(yīng)性變化[5-8]。即應(yīng)遵循Wollf定律：即機體在接受應(yīng)力或承受重力的部位形成骨質(zhì)，不接受應(yīng)力或不承重的部位吸收骨質(zhì)；機體對應(yīng)力產(chǎn)生適應(yīng)時，骨量將維持在一定的水平。有氧運動又被稱為：“綠色療法”，能夠獲得藥物所不及的效果。系統(tǒng)規(guī)律的有氧運動有助于確保神經(jīng)細胞的完整性，同時可加速體內(nèi)脂類物質(zhì)氧化代謝，對減肥或塑身有積極的影響[9]；長期有規(guī)律的有氧運動會促進老年慢性阻塞性肺病患者少數(shù)敏感基因表達發(fā)生變化，從而開啟一系列對機體有益的生物學過程。并且有氧運動是中老年女性健身的主要方式。身、心的健康存在內(nèi)在聯(lián)系和良性互動[10]，長期參與有氧運動可以改善老年女性的身體健康狀況，促使中老年女性保持輕松、愉悅的心情和良好的心態(tài)。使中老年女性生活的輕松、舒適、愉悅。因此，有氧運動不僅能在防治骨質(zhì)疏松癥取得療效，維持骨骼正常的生物力學性能；并且能夠促使中老年女性獲得身體健康與心理健康和諧統(tǒng)一。

綜上，盡管目前有許多方法都能對中老年婦女PMOP產(chǎn)生療效，但潛在的風險和困難不容忽視。并且某些風險有可能發(fā)展成為比骨質(zhì)疏松癥本身更加嚴重的疾病。因此，選擇有氧運動結(jié)合服用雷洛昔芬防治骨質(zhì)疏松方案將更加安全、便捷。

4 結(jié) 語

本實驗采用雌性大鼠去卵巢建立骨質(zhì)疏松模型，利用生物力學的方法研究了有氧運動運動以及運動和RLX聯(lián)合作用對去勢大鼠骨生物力學性能的影響，研究得出結(jié)論：

（1）有氧運動和服用RLX均影響了去勢大鼠股骨生物力學性能的改變，減緩了去勢大鼠股骨生物力學性能的下降，表明有氧和RLX治療均可減緩去勢大鼠骨量的丟失，有利于保持骨量，維持股骨較好的生物力學性能。

（2）有氧運動和RLX治療聯(lián)合應(yīng)用預(yù)防廢用性骨質(zhì)疏松比單獨應(yīng)用具有更好的防治效果。

（3）有氧運動和RLX治療對絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥防治手段更加安全、便捷。

（4）雖然服用RLX對機體是否會產(chǎn)生其他副作用目前尚不清楚，但就目前條件下，該方法的創(chuàng)新性與實用性值得參考。

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Aerobic Exercise Combined with Effects of Raloxifene on Bone Biomechanical Properties

XIE Jiang-tao1, LUO-shan1, 2

1.Physical Education Dept of Aba Teachers College, Sichuan Wenchuan, 623002, China;2. Chengdu Sport University, Sichuan Chengdu, 610041, China.

Objective: ovariectomized rats bone biomechanical indicators detect, investigate the combined effects of aerobic exercise and raloxifene on ovariectomized rats bone biomechanical properties. Methods: 50 female SD rats were randomly divided into five groups: sham operation group, model group, aerobic exercise group, the raloxifene group, aerobic exercise + raloxifene group. Sham group only surgery but not ovariectomy, the rest of the group of ovariectomized modeling; aerobic exercise group, the raloxifene group aerobic exercise + raloxifene groups, respectively, based on ovariectomized aerobic exercise training and （or） orally selective estrogen receptor modulator raloxifene. After eight weeks, comparing changes in the rat femur structural mechanics and material mechanics index. Results: （1） Compared with model group, the aerobic exercise group, raloxifene group, the indicators of aerobic exercise + raloxifene rats significantly better than the model group （P <0.05）, part of indicators appear very significant difference （P <0.01）.（2） Indicators of the model group and the sham group showed significant difference （P <0.05）. Conclusion: Aerobic exercise and RLX in treatment of combined use of prevent disuse osteoporosis has better control effect than single applications; Applying this method to prevention and treatment of osteoporosis middle-aged and old women will be safer, convenient.

Aerobic exercise; Biomechanics; Raloxifene

1007―6891（2014）04―0040―03

10.13932/j.cnki.sctykx.04.11

G804.68

A

2014-03-28