阿司匹林預防和治療大鼠骨質疏松的實驗研究

姚志偉 張世旭 李 乾 馬 劍 尹蕓生

（山西醫(yī)科大學第二臨床醫(yī)學院，山西 太原 030001）

阿司匹林預防和治療大鼠骨質疏松的實驗研究

姚志偉 張世旭 李 乾 馬 劍 尹蕓生

（山西醫(yī)科大學第二臨床醫(yī)學院，山西 太原 030001）

目的 觀察阿司匹林對于趨勢大鼠骨質疏松的影響，探究不同劑量及不同時期口服阿司匹林對骨質疏松的輔助治療作用。方法 取42只6個月齡的雌性wistar大鼠，隨機選取6只作為假手術組（A），余36只作為去勢組。去勢組分為阿司匹林預防組：去勢對照組（B），去勢阿司匹林（8.92 mg/kg）組（C），去勢阿司匹林（26.75 mg/kg）組（D）和阿司匹林治療組：去勢對照（E），阿司匹林（8.92 mg/kg）組（F），阿司匹林組（26.75 mg/kg）組（G）。預防組于去勢后3 d給予不同劑量阿司匹林灌胃，治療組于去勢后12周灌胃。對42只大鼠雙側股骨干進行取材，對雙側股骨干行生物力學測定，右股骨干行雙能X線骨密度測量觀察骨密度變化。結果 ①骨密度：預防組B組的骨密度值較A、C、D明顯下降；治療組E組的骨密度值較A、F、G組明顯下降（P＜0.05）。②生物力學：預防部分與治療部分的去勢對照組較假手術組、去勢8.92 mg/kg組及去勢26.75 mg/kg的三點彎曲載荷顯著降低（P＜0.05）。預防組與治療組同劑量間比較，預防組的最大破壞應力指標高于治療組（P＜0.05）。結論 早期應用阿司匹林能增加去勢大鼠的骨密度，增加骨質生物力學強度。

骨質疏松；阿司匹林；大鼠；骨密度；生物力學

骨質疏松癥（osteoporosis，OP）是一種全身性骨代謝疾病，以骨量減少、骨微細結構退化、骨脆性增加、易致骨折為特征[1]，是目前臨床的常見病、多發(fā)病。尤其是隨著人類平均壽命的增加，老齡社會的到來，骨質疏松癥的發(fā)病率也在逐年增加。據我國流行病學調查顯示，我國人群中年齡50～60歲的骨質疏松癥發(fā)病率為21%，60～70歲發(fā)病率為58%，70～80歲甚至可達100%[2]。特別是女性由于骨量峰值較低同時絕經后骨流失較快，因此與男性相比更容易患骨質疏松癥[3]。據資料顯示50歲婦女的骨量僅為同齡男性的2/3[4]。50歲以上女性中約有1/3會由于骨質疏松而骨折[5]。骨質疏松高骨折風險對患者及家庭和社會帶來沉重的負擔，因此積極防治骨質疏松癥意義重大。阿司匹林是一種百年老藥，在臨床中它的用途不斷被開發(fā)。近年來有流行學調查顯示阿司匹林能夠提高老年人的骨密度[6]。阿司匹林在生活中用途多，不良反應少，目前內科學已推薦老年人常規(guī)使用小劑量阿司匹林預防血栓形成，但阿司匹林對于骨折疏松的預防和治療作用目前還不完善，本實驗以去勢大鼠為骨質疏松模型，觀察預防和治療性服用阿司匹林對大鼠骨密度和骨質生物力學強度的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 實驗動物及分組

42只6月齡雌性wistar大鼠（由山西醫(yī)科大學生理實驗動物中心提供），體質量280～340 g。將42只大鼠，隨機選取6只作為假手術組（A），余36只作為去勢組。去勢組分為阿司匹林預防組：去勢對照組（B），8.92 mg/kg阿司匹林組（C），26.75 mg/kg阿司匹林組（D）、阿司匹林治療組：去勢對照組（E），8.92 mg/kg阿司匹林組（F），26.75 mg/kg阿司匹林組（G）。

1.1.2 骨質疏松模型的建立

隨機抽取6只作為假手術組，其余36只作為實驗組。去勢組大鼠用10%水合氯醛（3 mL/kg）腹腔注射麻醉，麻妥后，采用背部正中縱行切口，長約1 cm，進入腹腔找到雙側卵巢，剝離周圍脂肪組織，結扎輸卵管，摘除卵巢，確認無活動性出血后關閉腹腔術后前3 d，陰道涂片，無角化者證明卵巢完全切除，否則棄去不用。假手術組，手術方法同上，但找到卵巢后不切除，只切除卵巢周圍近似卵巢大小脂肪。

1.2 主要儀器和試驗藥物

美國HOLOGIC雙能X線骨密度測量儀（美國HOLOGIC公司，型號Discovery-Wi），阿司匹林（AstraZeneca，阿斯利康制藥有限公司，批號H32026201）。

1.3 給藥方法

預防實驗組：C組和D組于去勢后3 d分別給予8.92 mg/kg、26.75 mg/kg阿司匹林灌胃，每日1次，統(tǒng)一給予1 mL/（100g·d），連續(xù)4周。治療實驗組：F組和G組于去勢后12周分別給予8.92 mg/kg、26.75 mg/kg阿司匹林灌胃，每日1次，統(tǒng)一給予1 mL/（100g·d），連續(xù)4周。

1.4 標本采集及處理

于16周后處死動物，取雙側股骨干，左側股骨干行生物力學測定，右股骨干行雙能X線骨密度測量觀察骨密度變化。

盡管奧迪A4L所處的細分市場競爭異常激烈，但坐擁亮眼的外觀、豐富的配置、與時俱進的動力和不到30萬元的起售價，我們依舊有理由相信它是那個能夠吸引眾多消費者目光的最佳車型。

1.5 觀察指標

①體質量：電子秤測量大鼠的體質量（1次/周）。②骨密度：自然解凍后采用美國HOLOGIC雙能X線骨密度測量儀（山西醫(yī)科大學第二醫(yī)院）測量右側股骨干骨密度。③生物力學測定：自然解凍后左側股骨干行行三點彎曲試驗測量股骨的力學強度。

1.6 統(tǒng)計學處理

全部實驗數據均采用SPSS17.0分析軟件進行統(tǒng)計學處理，統(tǒng)計數據采用均數±標準差表示，所有數據均進行方差齊性檢驗，正態(tài)性檢驗，兩樣本定量資料采用t檢驗，多組均數的比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較用LSD檢驗。

2 結 果

2.1 體質量變化

每周測量一次大鼠體質量，連續(xù)16周，發(fā)現所有去勢大鼠體質量明顯增加，而假手術組小鼠體質量未出現明顯改變。

各組骨密度見表1。

表1 各組骨密度(g/cm2)

2.2.1 預防組中去勢對照（B）組的骨密度低于假手術組（A），8.92 mg/kg阿司匹林組（C）， 26.75 mg/kg阿司匹林組（D）（P＜0.05），差異有統(tǒng)計學意義。假手術組（A）與8.92 mg/kg阿司匹林組（C），26.75 mg/kg阿司匹林組（D）差異不大（P＞0.05）。其中，8.92 mg/kg阿司匹林組（C）骨密度低于26.75 mg/kg阿司匹林組（D）（P＜0.05）。

2.2.2 治療組中去勢對照（E）組的骨密度低于假手術組（A），8.92 mg/kg阿司匹林組（F），26.75 mg/kg阿司匹林組（G）（P＜0.05），差異有統(tǒng)計學意義。假手術組（A）與8.92 mg/kg阿司匹林組（F），26.75 mg/kg阿司匹林組（G）差異不大（P＞0.05）。其中，8.92 mg/kg阿司匹林組（F）骨密度低于26.75 mg/kg阿司匹林組（G）（P＜0.05）。

2.2.3 同劑量阿司匹林治療與預防組之間骨密度變化不大（P＞0.05）。

2.3 生物力學

股骨三點彎曲試驗見表2。

表2 股骨三點彎曲試驗(N)

2.3.1 預防組中去勢對照（B）組的三點載荷低于假手術組（A），8.92 mg/kg阿司匹林組（C），26.75 mg/kg阿司匹林組（D）（P＜0.05），差異有統(tǒng)計學意義。假手術組（A）與8.92 mg/kg阿司匹林組（C），26.75 mg/kg阿司匹林組（D）差異不大（P＞0.05）。其中，8.92 mg/kg阿司匹林組（C）的三點載荷低于26.75 mg/kg阿司匹林組（D）（P＜0.05）。

2.3.2 治療組中假手術組（A）的三點載荷高于去勢組（E），8.92 mg/kg阿司匹林組（F），26.75 mg/kg阿司匹林組（G）（P＜0.05），差異有統(tǒng)計學意義。

2.3.3 同劑量阿司匹林治療與預防組之間三點載荷比較，顯示預防組高于治療組（P＜0.05）。

3 討 論

雌性Wistar大鼠在6～9個月齡，進入骨生長靜止期，此時相當于人類的成年期，此時手術切除卵巢最接近人類絕經后骨質疏松機制。本實驗切除大鼠雙側卵巢后，大鼠體質量增加，術后3 d陰道涂片，無角化，證實卵巢完全切除。本實驗去勢后，分別于術后3 d和12周給予不同劑量阿司匹林灌胃，分別測定各組骨密度和生物力學測定，結果顯示：①骨密度：骨密度的測定通常以脊柱及股骨頸、股骨粗隆等部位的測定結果為診斷依據，雙能X線是目前測定骨密度最有效的方法[7]。本實驗組中無論阿司匹林預防組還是治療組的骨密度均較去勢對照組高（P＜0.05），且低劑量組骨密度值小于高劑量組（P＜0.05）。說明大鼠去勢后骨質丟失加速，服用阿司匹林后可以提高大鼠骨質密度，即阿司匹林可以預防和治療絕經后引起的骨質疏松，且呈劑量相關性。②生物力學強度：對于骨質疏松患者而言，其高骨折風險對患者及家庭和社會帶來沉重的負擔。因此對于骨質疏松的治療和預防來說，我們最關心的是其骨質的強度問題。骨生物力學直接反應骨組織結構的力學效應，是研制和開發(fā)防治骨質疏松新藥的一個重要檢驗手段[8]。本實驗結果顯示，去勢組的左股骨干三點載荷小于空白對照組和阿司匹林預防及治療組（P＜0.05），而阿司匹林治療組的三點載荷小于空白對照組及同劑量預防組（P＜0.05）。說明阿司匹林可以提高骨的力學強度，而早期預防使用阿司匹林的效果大于后期治療效果，當骨質疏松造成骨的力學性能改變時已為時過晚。

目前，用于治療骨質疏松癥的藥物主要從促進骨形成和抑制骨吸收兩面入手，常用骨促進劑有鈣劑、維生素D等，骨吸收抑制劑主要有雌激素、選擇性雌激素調節(jié)劑、雙磷酸鹽、降鈣素等。但是這些藥在改善骨密度的同時，也存在著一些不良反應。如雌激素替代療法可提高乳癌、卵巢癌、心臟病、中風、血栓栓塞和阿爾茲海默癥的發(fā)生率[9-11]。而雙膦酸鹽除了惡心嘔吐、胃腸道不適、腎毒性和淋巴細胞下降[9]等不良反應外還可以抑制骨轉換，導致骨的微創(chuàng)傷不能修復及骨愈合不良[10]。

雖然目前對于骨質疏松癥的預防已成為熱點話題，但是至今對于絕經后骨質疏松的預防尚未形成統(tǒng)一的意見，且無論從心理上還是經濟上來看，極少數患者能接受早期預防骨質疏松的形成。是否有一種老年人常用藥在治療其他疾病的同時可以達到預防骨質疏松的作用，從而達到一藥多治的效果?阿司匹林是一種百年老藥，在臨床中它的用途不斷被開發(fā)。阿司匹林在生活中用途多，不良反應少，已推薦老年人常規(guī)使用小劑量阿司匹林預防腦血栓、腦梗死的形成，而阿司匹林的藥物不良反應大都停留在大劑量使用上，主要有腸道反應（最為常見）、凝血功能障礙、過敏反應、水楊酸反應、瑞氏綜合征。因此我們主要研究小劑量阿司匹林的治療作用。近年來有流行學調查顯示阿司匹林能夠提高老年人的骨密度[11]。阿司匹林可以通過多種生物學途徑發(fā)揮作用，如抑制COX1、COX2和PG2的活動等，但是目前還沒能確切的闡明阿司匹林治療骨質疏松的詳細機制。Yamaza等[12]通過研究認為阿司匹林治療骨質疏松的生物學途徑可能有：①阿司匹林能抑制Fas抗體誘導骨髓間質干細胞的死亡，能誘導活化的T細胞的死亡。

②阿司匹林可以抑制去勢小鼠成纖維細胞集落單位的生成和誘導骨髓間質干細胞的增殖。③阿司匹林治療能加速退化磷酸β-蛋白的降解，因此增加了Wnt信號的水平，這是一個公認的促進成骨途徑。還有學者研究發(fā)現，體外運用阿司匹林能上調MSCs端粒酶的活性，而端粒酶活性增高有助于MSCs通過Runx2通路向成骨方向分化，其端粒酶活性的水平又遠遠較腫瘤細胞校小[12,13]。另有研究表明阿司匹林具有預防環(huán)磷酰胺致大鼠骨質疏松的作用，該作用可能與阿司匹林改善血流循環(huán)以及抑制脂質過度氧化等作用有關[14]。而又有研究表明COX-2抑制劑可顯著減低破骨細胞的分化，并能降低成熟破骨細胞的再吸收活性；且COX-2的抑制劑可降低成骨細胞及間充質干細胞向脂肪細胞的分化。阿司匹林作為COX-2抑制劑可阻斷PG的合成，減少破骨細胞的形成、抑制骨丟失，從而阻止OVX導致的骨丟失，該作用可能是通過抑制COX-2的表達來實現的[15]。臨床通過聯合用藥治療能否消除不利因素，以及阿司匹林治療骨質疏松的確切機制都需要進行進一步的研究。目前仍需進一步確定阿司匹林治療骨質疏松的最佳劑量和療程。

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Study of the Prevention and Treatment Effect on Female Osteoporotic Mice with Aspirin

YAO Zhi-wei, ZHANG Shi-xu, LI Qian, MA Jian, YI Yun-sheng
(Second Clinical Medical College of Shanxi Medical University, Taiyuan 030001, China)

Objective To observe the effect of aspirin on osteoporosis and to explore the effect of different doses or different time of aspirin on adjuvant therapy after osteoporosis in ovariectomized rats. Methods Forty-Two 6-month female wistar rats were randomly divided into two groups: 6 rats in shamoperated (A) group and 36 rats in ovariestomized (OVX) group. The OVX group was divided two groups. Prevention of osteoporosis using aspirin: OVX control group (B), 8.92 mg/kg aspirin group (C), 26.75 mg/kg aspirin group (D). Treatment of osteoposis using aspirin: OVX control group (E), 8.92 mg/kg aspirin group(F), 26.75 mg/kg aspirin group (G). The rats in prevention group were given an intragastric gavage of aspirin after OVX 3 days, while the treatment groups after 12 weeks. Bilateral humerus was collected. Three-point bending eaperiment was performed on the bilateral. The right humerus tested using dual-energy X-ray absorptiometry. Result ①bone mineral (BDM): The BMD in group B was significantly lower than that in group A, C, D. The BMD in group E was significantly lower than that in goup A, F, G (P＜0.05). ②Three-point bending lode: The three-point bending lode in the OVX control groups was significantly lower than that aspirin groups (P＜0.05). The three-point bending lode in the prevention group was higher than the treatment group of the same dose (P＜0.05). Conclusion Aspirin can obviously increase the BMD of ovariectomized osteoporotic mice, and improve the mechanical properties of the bone.

Osteoporosis; Aspirin; Rats; Bone mineral density; Biomechanics

R589.3；R-33

：B

：1671-8194（2014）07-0051-03