亞麻木酚素對實驗性骨質疏松大鼠骨生物力學和AKP活性的影響

李興勇，魏曉輝，李喜香，劉效栓，陳二林，楊海娟，吳國泰

1甘肅省中醫(yī)藥研究院，甘肅 蘭州 730050；2甘肅省第三人民醫(yī)院；

3蘭州市第一人民醫(yī)院；4甘肅省中醫(yī)院；5甘肅中醫(yī)藥大學

亞麻木酚素對實驗性骨質疏松大鼠骨生物力學和AKP活性的影響

李興勇1,2，魏曉輝3，李喜香4，劉效栓4，陳二林4，楊海娟5，吳國泰5

1甘肅省中醫(yī)藥研究院，甘肅 蘭州 730050；2甘肅省第三人民醫(yī)院；

3蘭州市第一人民醫(yī)院；4甘肅省中醫(yī)院；5甘肅中醫(yī)藥大學

目的：觀察亞麻木酚素（FLs）對實驗性骨質疏松大鼠骨生物力學和血清堿性磷酸酶（A K P）活性的影響。方法：將60只SD大鼠隨機分為正常組，模型對照組，陽性對照組，F(xiàn)Ls高、中、低劑量組，每組10只。除正常組外，其余50只灌胃醋酸潑尼松［20 m g/(kg·d）]，連續(xù)7天。第8天灌胃維甲酸（80 m g/kg），1次/d，連續(xù)8天。第14天開始，F(xiàn)Ls低、中、高劑量組大鼠分別灌胃0.05 g/kg、0.1 g/kg和0.2 g/kg的FLs混懸液，陽性對照組灌胃雌二醇1.5 m g/kg，正常對照組和模型對照組灌胃蒸餾水（10 m L/kg），連續(xù)14天。觀察大鼠的一般狀態(tài)，檢測骨生物力學和A K P活性。結果：造模后，與正常組比較，模型組大鼠體質量明顯減輕（P＜0.05）；血清A K P活性升高；最大載荷(Pm ax)、最大彎矩(M m ax)和明顯降低（P＜0.05）；最大撓度(Lm ax)和骨應變具有降低的趨勢。給藥后，與模型組比較，F(xiàn)Ls高劑量組A K P含量降低（P＜0.05）；FLs各劑量都可不同程度提高Pm ax，Lm ax，M m ax和骨應變（P＜0.05）。結論：亞麻木酚素可以提高骨質疏松大鼠血清A K P活性，并可提高Pm ax，Lm ax，M m ax和骨應變，提示其對骨質疏松有一定的對抗作用。

亞麻木酚素；骨質疏松；堿性磷酸酶；骨生物力學

骨質疏松癥是以骨量減少、骨的微觀結構退化為特征的一種全身性骨代謝疾病，伴有骨脆性增加而易于發(fā)生骨折［1］。隨著世界人口老齡化趨勢的加劇，骨質疏松性骨折作為嚴重的并發(fā)癥，對老年人健康的影響，日益引起人們的重視。雌激素對骨代謝有著重要作用，目前研究表明，絕經(jīng)后雌激素水平迅速下降是婦女發(fā)生骨質疏松的直接誘因，雌激素缺乏與骨質疏松癥的發(fā)病存在廣泛關聯(lián)，但其具體機制尚不明了。亞麻木酚素與雌激素結構十分相似，主要存在于亞麻籽中，又叫開環(huán)異落葉松酚二葡萄糖苷［2］。相關研究認為其對雌激素依賴性疾病骨質疏松、乳腺癌、前列腺癌等有預防作用［3-5］。本研究采用醋酸潑尼松、維甲酸建立實驗性大鼠骨質疏松模型，觀察亞麻木酚素對骨質疏松大鼠骨最大載荷(Pmax)、最大撓度(Lmax)、最大彎矩(Mmax)、骨應力(σ)和骨應變及血清AKP活性的影響，探討其對骨質疏松大鼠的治療作用。

1 材料與方法

1.1 動物 SD大鼠，SPF級，60只，雌雄各半，體質量(200±2)g，由甘肅中醫(yī)藥大學實驗動物中心提供，合格證號SCXK(甘)2011-0001，動物實驗設施使用證號SYXK(甘)2011-0001。SPF級飼料(由北京科奧協(xié)力飼料有限公司提供)喂養(yǎng)，自由飲水，室溫(25±0.5)℃，相對濕度(55±5)%，12小時燈光，12小時黑暗，適應7天后開始實驗。

1.2 藥物與試劑 亞麻木酚素(提取物)，棕色粉末，水中大部分溶解，殘存少量水不溶性顆粒物(甘肅省中醫(yī)院藥劑科提供，口服，擬推薦臨床成人日用量為0.2 g)。醋酸潑尼松(浙江仙琚制藥股份有限公司生產(chǎn)，批號：141126)；維甲酸(上海源葉生物科技有限公司生產(chǎn)，批號：SN1114CA14)；戊酸雌二醇(拜耳醫(yī)藥保健有限公司廣州分公司生產(chǎn)，批號：153A)；堿性磷酸酶測試盒(南京建成生物工程研究所生產(chǎn)，批號：20150331)。

1.3 主要儀器 Nestorius電子天平(德國Nestorius公司提供)；XYJ-2低溫離心機(金壇市恒豐儀器廠提供)；P型陶瓷纖維美誠馬弗爐(北京美誠科學儀器有限公司提供)；3300型紫外分光光度計(上海美譜達儀器有限公司提供)；AG-107A型自動控制電子萬能試驗機(日本島津公司提供)；BX60-32FB3-F01型OLMPUS顯微鏡(奧林帕斯公司提供)；大恒細胞分析系統(tǒng)(中國大恒集團有限公司提供)；日本櫻花SAKURA TISSUE-TEK TEC5組織包埋機(北京怡康勇佳科技有限責任公司提供)；日本櫻花SAKURA TISSUE-TEKVIP5全自動密閉式組織脫水機(北京怡康勇佳科技有限責任公司提供)；RM2135石蠟切片機(德國Leica公司提供)。

1.4 方法

1.4.1 造模與分組 60只SD大鼠，隨機分為6組：正常組、模型對照組、陽性對照組、亞麻木酚素(FLs)低劑量組、中劑量組和高劑量組，每組10只，除正常組外其余各組灌胃醋酸潑尼松(20 mg/kg體質量)，1次/d，連續(xù)7天，第8天灌胃維甲酸(80mg/kg體質量)，1次/d，連續(xù)8天。

1.4.2 給藥 造模第14天，F(xiàn)Ls低、中、高劑量組大鼠灌胃亞麻木酚素(分別為0.05、0.1、0.2 g/kg，相當于臨床成人日用量的7、14、28倍)，陽性對照組灌胃雌二醇(1.5 mg/kg，相當于臨床成人日用量的14倍)，正常對照組和模型對照組灌胃等容量的蒸餾水，連續(xù)14天。

1.5 指標與檢測方法

1.5.1 體質量 各組大鼠每3天稱體質量1次，觀察大鼠的運動、皮毛光澤、飲食等情況。

1.5.2 血清堿性磷酸酶(A K P)活性測定 末次給藥60分鐘后，麻醉大鼠，股動脈取血，分離血清(低溫離心，3 500 r/min，10分鐘)，用比色法在520 nm波長處測定AKP活性。血清AKP活力(金氏單位/100 mL)=測定管OD值/標準管OD值×標準管含酚量(0.005 mg)×100 mL/0.05 mL。

1.5.3 骨生物力學指標測定 取左股骨進行骨生物力學試驗，計算Pmax、Lmax、Mmax、σ和骨應變。

1.6 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 13.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計量資料以(χ±s)表示，組間比較采用單因素方差分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 FLs對實驗性骨質疏松大鼠體質量的影響 與正常對照組比較，模型對照組大鼠體質量明顯減少，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)；與模型組比較，F(xiàn)Ls不同劑量組體質量均有所增加。第4周和第5周，F(xiàn)Ls中劑量組與除正常組以外的其他的組比較，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。見表1。

表1 FLs對實驗性骨質疏松大鼠體質量的影響(±s) g

表1 FLs對實驗性骨質疏松大鼠體質量的影響(±s) g

注：與正常組比較*表示P＜0.05，**表示P＜0.01；與模型組比較#表示P＜0.05，##表示P＜0.01。

組別 只數(shù) 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周正常組 10 195.96±15.64 205.16±16.50 224.51±21.71 228.91±21.47 234.62±25.92模型對照組 10 181.27±20.68 180.61±20.47*181.42±21.19*191.52±24.24**206.97±27.96*陽性對照組 10 184.34±13.46 181.47±15.28 176.86±14.19 183.42±13.69 192.37±9.38 FLs高劑量組 10 184.44±19.82 183.83±21.38 182.69±22.44 191.17±23.44 209.24±24.06 FLs中劑量組 10 183.06±11.47 183.73±12.39 189.73±13.20 204.46±11.92#222.28±14.04#FLs低劑量組 10 177.90±14.91 173.78±12.16 177.59±15.21 189.79±13.09 201.10±14.15

2.2 FLs對大鼠血清堿性磷酸酶活性的影響 與正常對照組比較，模型對照組大鼠血清AKP活性升高，差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)；與模型對照組比較，F(xiàn)Ls高劑量組AKP含量降低，差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。見表2。

2.3 FLs對實驗性骨質疏松大鼠骨生物力學指標的影響 與正常對照組比較，模型對照組大鼠Pmax，Mmax和明顯降低，差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，Lmax和骨應變具有降低的趨勢，但差異無統(tǒng)計學意義。與模型對照組比較，F(xiàn)Ls各劑量都能不同程度提高Pmax，Lmax，Mmax和骨應變，組間比較差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。見表3。

表2 FLs對大鼠血清堿性磷酸酶活性的影響(±s)

表2 FLs對大鼠血清堿性磷酸酶活性的影響(±s)

注：與模型組比較#表示P＜0.05。

組別 只數(shù) 劑量/(m g·kg-1)A K P含量(金氏/100 m L)正常組 10 - 22.37±10.35模型對照組 10 - 23.29±10.80陽性對照組 10 1.5 20.74±5.40 FLs高劑量組 10 200 18.23±9.29#FLs中劑量組 10 100 27.80±16.71 FLs低劑量組 10 50 26.11±14.40

表3 FLs對實驗性骨質疏松大鼠骨力學指標的影響(±s)

表3 FLs對實驗性骨質疏松大鼠骨力學指標的影響(±s)

注：與正常組比較*表示P＜0.05，**表示P＜0.01；與模型組比較#表示P＜0.05，##表示P＜0.01。

組別 只數(shù) 劑量(m g/kg) Pm ax(n) Lm ax(m m) M m ax(M) σ(N/m m2) 骨應變/%正常組 10 - 103.41±7.28 0.98±0.24 465.6±40.5 99.41±12.65 4.52±1.35模型對照組 10 - 86.46±6.85**0.85±0.35 380.4±36.4**82.25±11.60*4.04±1.20陽性對照組 10 1.5 97.52±7.64#1.06±0.38#435.2±41.8##101.56±16.54##4.68±0.92#FLs高劑量組 10 200 96.83±6.89#1.23±0.13#455.3±50.2##98.61±12.94##4.66±0.87#FLs中劑量組 10 100 93.56±10.56 0.95±0.34 438.0±52.6#90.50±8.46#4.32±0.66 FLs低劑量組 10 50 91.94±8.34 0.90±0.19 405.6±59.5 86.25±18.40 4.30±1.28

3 討論

骨質疏松癥是威脅老年人健康的一種常見病，以骨量減少，骨組織顯微結構改變和骨折頻度增加為特征［6-8］。維甲酸是維生素A的衍生物，可影響骨的生長、發(fā)育和代謝，維甲酸既可增加成骨細胞的數(shù)量，又可刺激破骨細胞使其活性增強，從而使骨代謝呈現(xiàn)高轉換型改變，但總趨勢是骨吸收大于骨形成［9-11］。潑尼松為臨床常用藥物，長期大劑量運用可引起內(nèi)分泌系統(tǒng)功能紊亂及骨質疏松等嚴重不良反應［12-14］。本研究結果顯示，亞麻木酚素(提取物)對實驗性骨質疏松具有一定的治療作用，為進一步研究亞麻木酚素奠定了基礎，但其作用機制還有待進一步研究。

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Effects of Flax Lignans on the Activity of AKP and Bone Biomechanics of the Rats with Experimental Osteoporosis

LI Xingyong1,2,WEI Xiaohui3,LI Xixiang4,LIU Xiaoshuan4,CHEN Erlin4,YANG Haijuan5WU Guotai5
1 Gansu Provincial Academy of Chinese Medicine,Lanzhou 730050,China;
2 Gansu Province the Third People′s Hospital;3 The First People′s Hospital of Lanzhou City;
4 Gansu Provincial Hospital of Traditional Chinese Medicine;5 Gansu University of Traditional Chinese Medicine

Objective:To observe the influence of flax lignans (FLs)on bone biomechanics and alkaline phosphatase (AKP)activity of the rats with experimental osteoporosis.Methods:Sixty rats were randomized into normal control group,the model control group,positive control group,high,moderate and low doses groups of FLs, ten rats each group.Except normal control group,other 50 rats accepted intragastric administration of prednisone acetate［20 mg/(kg·d)］for seven consecutive days,and intragastric administration of retinoic acid (80 mg/kg body weight)since the 8th day,once per day,for eight consecutive days.Since the 14 th day,low,moderate and high doses groups of FLs lavaged FLs suspension in the densities of 0.05 g/kg,0.1g/kg,and 0.2 g/kg respectively,and positive control group lavaged estradiol in the concentration of 1.5 mg/kg,normal control group and model control group accepted intragastric administration of distilled water(10 mL/kg),for 14 days consecutively.General states of the rats were observed to detect bone biomechanics and AKP activity.Results:After establishing the models,compared with the normal group,body weight of the rats in the model group decreased significantly (P＜0.05);AKP activity increased;Pmax and Mmax decreasesed obviously(P＜0.05);Lmax and bone strain showed the tendency of lowering.After medicating,compared with the model group,AKP contents of high doses group of FLs lowered(P＜0.05); FLs in different doses could improve Pmax,Lmax,Mmax and bone strain to different extents(P＜0.05).Conclusion: FLs could improve AKP activity,increase Pmax,Lmax,Mmax and bone strain,which suggests that FLs could fight against osteoporosis.

flax lignans;osteoporosis;alkaline phosphatase;bone biomechanics

R285.5

A

1004-6852(2015)10-0037-03

2015-05-20

李興勇(1963—)，男，碩士研究生導師，碩士研究生，主任醫(yī)師，甘肅省醫(yī)學會骨科學會副主任委員，甘肅省中西醫(yī)結合學會骨科微創(chuàng)專業(yè)委員會副主任委員，甘肅省中西醫(yī)結合學會理事，甘肅省醫(yī)院協(xié)會常務理事。研究方向：骨關節(jié)病的診治。