低強(qiáng)度脈沖超聲干預(yù)大鼠骨質(zhì)疏松癥及高脂血癥的實(shí)驗(yàn)研究

李明華，史鵬飛

1.漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)?；A(chǔ)醫(yī)學(xué)部 (河南 漯河 462000) 2.漯河市中心醫(yī)院創(chuàng)傷骨科(河南 漯河 462000)

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低強(qiáng)度脈沖超聲干預(yù)大鼠骨質(zhì)疏松癥及高脂血癥的實(shí)驗(yàn)研究

李明華1，史鵬飛2

1.漯河醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)部 (河南 漯河 462000) 2.漯河市中心醫(yī)院創(chuàng)傷骨科(河南 漯河 462000)

【摘要】目的研究低強(qiáng)度脈沖超聲(LIPUS)干預(yù)對大鼠骨質(zhì)疏松癥(OP)及高脂血癥(HP)的影響。方法選取健康雌性SPF級Wistar大鼠共60只，建立OP和HP模型并進(jìn)行分組研究，OP組干預(yù)12周后分別行雌激素E2檢測、骨密度檢測、生物力學(xué)檢測、組織學(xué)切片檢測。HP組建模前后及干預(yù)后2周檢測大鼠總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平。結(jié)果超聲組、雌激素組和Sham組的骨小梁狀態(tài)較好，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較為完整，各組間整體狀態(tài)較為接近，內(nèi)臟未見明顯病理學(xué)變化；OP造模結(jié)果顯示超聲M組骨密度水平明顯低于雌激素對照組(P<0.05)，超聲H組的最大載荷有所升高(P<0.05)；HP造模結(jié)果顯示，超聲組的TG濃度低于辛伐他汀對照組(P<0.05)，LDL-C與HDL-C比值高于辛伐他汀對照組，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論LIPUS能夠有效改善大鼠骨質(zhì)疏狀態(tài)、降低血脂濃度，是一種安全、有效的超聲施加方法。

【關(guān)鍵詞】骨質(zhì)疏松癥；高脂血癥；物理治療；低強(qiáng)度脈沖；超聲干預(yù)

物理治療是目前非藥物性治療常用方式，具有安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)等諸多優(yōu)點(diǎn)，非侵入性治療更易為患者所接受，其中超聲治療在骨科疾病治療中取得的療效已經(jīng)獲得臨床認(rèn)可[1]，但對骨質(zhì)疏松癥(osteoporosis，OP)的療效還缺乏相關(guān)研究，探究超聲療法在防治骨質(zhì)疏松和糾正脂質(zhì)代謝紊亂方面的作用，具有重要的臨床意義[2]。本實(shí)驗(yàn)建立大鼠OP模型和高脂血癥(hyperlipoidemia，HP)模型，分析低強(qiáng)度脈沖超聲(Low intensity pulsed ultrasound，LIPUS)作用于OP和HP的安全性及有效性，現(xiàn)報(bào)道如下。

1材料與方法

1.1試劑與儀器E2酶聯(lián)免疫試劑盒、TC試劑盒、TG試劑盒、HDL試劑盒和LDL試劑盒均購自北京博奧森生物技術(shù)有限公司，戊巴比妥鈉、10%中性磷酸福爾馬林緩沖液、膽固醇、丙二醇(北京化學(xué)試劑公司)；超聲試驗(yàn)儀、光學(xué)顯微鏡、X射線骨密度儀、低速離心機(jī)、電子萬能試驗(yàn)機(jī)和酶標(biāo)儀(德國MEDILINK OSTE0VIEW)，結(jié)合雌激素片(愛爾蘭John Wyeth and Brother Limited，注冊證號H20100585)、辛伐他汀片(新加坡MSP Singapore Company，注冊證號H20090345)、青霉素(寧夏啟元國藥有限公司，國藥準(zhǔn)字H64020040)、生理鹽水(北京天壇生物制品股份有限公司，國藥準(zhǔn)字S10870001)。

1.2動物與分組健康雌性SPF級Wistar大鼠60只，體質(zhì)量(250± 20)g(河南醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心提供)，3月齡，未育，普通環(huán)境喂養(yǎng)，自由飲水。

1.3造模和干預(yù)

1.3.1OP造模及干預(yù)36只大鼠分為超聲L組、超聲M組、超聲H組、空白對照組、雌激素對照組和Sham對照組，每組各6只，2%戊巴比妥鈉(0.2 mL/100 g)經(jīng)腹腔注射麻醉，嚴(yán)格執(zhí)行無菌操作，其中超聲組均行卵巢切除術(shù)+超聲，三組電流分別設(shè)為0.5 A、0.6 A、0.7 A；空白對照組行卵巢切除術(shù)、雌激素對照組行卵巢切除術(shù)+雌激素灌胃，Sham對照組行假手術(shù)，即切除腸系膜脂肪，不切除卵巢、不結(jié)扎輸卵管。所有切除卵巢的各組統(tǒng)稱為卵巢切除組，將卵巢保存在10%中性福爾馬林溶液中，術(shù)畢均注射青霉素預(yù)防感染。造模4個(gè)月后，超聲組每日定時(shí)超聲輻照，以水為介質(zhì)，脈沖占空比為1∶4，6 min/d，連續(xù)輻照12周；雌激素對照組將雌激素片研磨成粉末，配置成0.06 mg/mL溶液，劑量0.3 mL/100 g，1次/d，每周間隔2 d，連續(xù)灌胃12周；空白對照組和Sham對照組不進(jìn)行超聲輻照和雌激素灌胃干預(yù)。

1.3.2HP造模及干預(yù)取24只大鼠分為超聲組、空白對照組、辛伐他汀對照組和Sham對照組，每組各6只，超聲組給予脂肪乳劑+超聲干預(yù)，空白對照組僅給予脂肪乳劑干預(yù)，辛伐他汀對照組給予脂肪乳劑+辛伐他汀干預(yù)，Sham對照組給予生理鹽水干預(yù)；制備脂肪乳劑，對超聲組、空白對照組和辛伐他汀對照組按1 mL/100 g體質(zhì)量劑量灌胃，1次/d，連續(xù)灌胃10 d；Sham對照組用等體積生理鹽水灌胃。造模10 d后，對超聲組實(shí)施超聲輻射，方法同OP組；對辛伐他汀對照組將辛伐他汀片研磨成粉末，配置成0.06 mg/mL溶液，劑量為0.16 mL/100 g，1次/d，每周間隔1 d，連續(xù)灌胃2周。

1.4觀察指標(biāo)

1.4.1OP組干預(yù)12周后，處理大鼠，取出雙側(cè)股骨，置于10%甲醛固定液中，放于混合脫鈣液中4周，梯度酒精上進(jìn)行脫水，經(jīng)透明、浸蠟、包埋和切片完成骨組織脫鈣標(biāo)本蠟塊制備；經(jīng)脫蠟、蘇木素染色、分色、伊紅染色、分色、脫水、透明和封片完成HE染色，將切片置于顯微鏡下采集圖像面觀察骨小梁大小、密度和完整性[3]。解剖大鼠，取出心、肝、脾、肺、腎，分別行雌激素E2檢測、骨密度檢測、生物力學(xué)檢測、組織學(xué)切片檢測。

1.4.2HP組建模前采集血液標(biāo)本，生化分析儀檢測大鼠總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)和低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)，分別在脂肪乳劑灌胃10 d后和超聲或藥物干預(yù)2周后進(jìn)行第2次和第3次采血，檢測方法和指標(biāo)同上，同時(shí)計(jì)算LDL-C與HDL-C比值[3]。

2結(jié)果

2.1OP組

2.1.1組織學(xué)檢測骨組織形態(tài)學(xué)圖像顯示，超聲組、雌激素組和Sham組的骨小梁狀態(tài)較好，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)較為完整，各組間整體狀態(tài)較為接近；空白對照組骨小梁較細(xì)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)并無完整，有i斷裂出現(xiàn)；超聲組中，超聲L組的骨小梁數(shù)量偏少，見圖1。病理形態(tài)學(xué)觀察結(jié)果顯示，各組大鼠各臟器外形和細(xì)胞結(jié)構(gòu)均較為完整，未見病理學(xué)改變。

圖1　大鼠股骨組織HE染色(×400)

2.1.2血清雌激素水平比較與術(shù)前相比，卵巢切除組大鼠雌激素水平下降較為明顯(P<0.05)，Sham對照組與術(shù)前無明顯變化(P>0.05)；術(shù)后雌激素水平明顯低于Sham對照組(P<0.05)，見表1。

表1　血清雌激素水平比較

注：與術(shù)前比較，*：P<0.05；與Sham對照組比較，△：P<0.05。

2.1.3骨密度和股骨生物力學(xué)檢測超聲L組、H組骨密度高于空白對照組(P<0.05)，低于雌激素組，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；超聲M組骨密度水平明顯低于雌激素組(P<0.05)；與Sham對照組比較，超聲組骨密度水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。超聲H組的彈性模量和最大載荷明顯高于空白對照組(P<0.05)；超聲H組的最大載荷高于雌激素對照組(P<0.05)；其余組間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

2.2HP組

2.2.1建模前后血脂水平比較建模后大鼠TC、TG、LDL-C、HDL-C水平均高于建模前(P<0.05)，見表3。

2.2.2干預(yù)后血脂水平比較與空白對照組比較，

經(jīng)超聲或藥物干預(yù)大鼠的TC、TG、HDL-C和LDL-C變化并不明顯(P>0.05)；其中超聲組TG濃度低于辛伐他汀對照組(P<0.05)；超聲組LDL-C與HDL-C比值高于辛伐他汀組，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表4。

表2　骨密度和股骨生物力學(xué)檢測結(jié)果±s，n=6)

注：與空白對照組比較，*：P<0.05；與雌激素對照組比較，△：P<0.05。

表3　建模前后大鼠血脂四項(xiàng)指標(biāo)

注：與建模前比較，*：P<0.05。

表4　建模后大鼠血脂指標(biāo)比較

注：與辛伐他丁組比較，*：P<0.05。

3討論

OP是一種以骨量下降和骨結(jié)構(gòu)損壞為特征的全身系統(tǒng)性骨病，發(fā)生率較高，由此引發(fā)的骨折給患者生存質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，目前臨床以藥物干預(yù)為主，患者需接受長期藥物治療，使其背負(fù)沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時(shí)藥物治療的安全性也是一個(gè)不容忽視的問題[4-6]。HP主要表現(xiàn)為高膽固醇血癥和高甘油三酯血癥，通常OP多伴有脂質(zhì)代謝紊亂相關(guān)疾病，臨床研究表明，OP與HP存在共同的發(fā)病機(jī)制，對OP進(jìn)行干預(yù)也能夠使脂質(zhì)代謝紊亂癥狀得到逆轉(zhuǎn)[7]。目前LIPUS在骨折愈合治療中已經(jīng)得到應(yīng)用，相關(guān)研究[8-10]也開始將其引入到OP防治領(lǐng)域，其目的在于通過物理手段來降低長期用藥引發(fā)的副作用，提高治療安全性；與此同時(shí)，LIPUS在動脈粥樣硬化治療中也取得了很大進(jìn)展，表明該方法能夠起到降低血脂的作用，臨床應(yīng)用前景好[11-12]。本研究通過建立OP和HP模型，對比分析藥物干預(yù)和超聲干預(yù)對OP和HP大鼠產(chǎn)生的影響，結(jié)果顯示，與雌激素對照組比較，超聲M組骨密度水平降低較為明顯(P<0.05)，超聲H組的最大載荷有所升高(P<0.05)，提示LIPUS能夠起到增強(qiáng)骨密度、抑制骨量丟失等作用；超聲組的TG濃度低于辛伐他汀組(P<0.05)，LDL-C與HDL-C比值高于辛伐他汀組，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，表明LIPUS能夠有效改善TC、TG、HDL-C和LDL-C水平。

綜上所述，LIPUS能夠有效改善大鼠骨質(zhì)疏松狀態(tài)、降低血脂濃度，是一種安全、有效的超聲施加方法，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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責(zé)任編輯：艾茜

Experimental Study of Low Intensity Pulsed Ultrasound on Osteoporosis and Hyperlipidemia in Rats

Li Minghua1,Shi Pengfei2

(1.FacultyofBasicMedicine,LuoheMedicalCollege,Luohe462000,China；2.LuoheCentralHospital,TraumaDepartmentofOrthopedics,Luohe462000,China)

【Abstract】Objective To study the effects of low intensity pulsed ultrasound intervention effects on rat osteoporosis (OP) and high fat blood (HP).Methods A total of 60 healthy female Wistar SPF rats were selected as the experimental objects,and the osteoporosis and HP model was established,and the osteoporosis and blood lipid of rats were compared by ultrasonic intervention and drug intervention.Results The results showed that the bone density of M group was significantly lower than that of the estrogen group (P<0.05), and the maximum load of H group was significantly higher (P<0.05). The HP model showed that the TG concentration in the ultrasonic group was significantly lower than that in the control group (P<0.05),while the LDL-c and HDL-c were significantly higher than those in the control group (P>0.05).Conclusion LIPUS can effectively improve osteoporosis and reduce blood lipid concentration, and it is a safe and effective method for the application of ultrasound.

【Key words】Osteoporosis;Hyperlipidemia; physical therapy; low intensity pulse; ultrasound intervention

作者簡介李明華(1986- )，女，河南周口人，碩士，研究方向：循環(huán)生理學(xué)。

【中圖分類號】R580；R589.2

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】1008-8164(2016)01-0020-03

收稿日期：2015-12-11