不同劑量糖皮質(zhì)激素對生長期雄性大鼠骨組織結(jié)構(gòu)的影響及其機(jī)制探討.pdf

1、目的:
　　糖皮質(zhì)激素(GC)可導(dǎo)致人類骨質(zhì)疏松，對青少年骨骼生長有較強(qiáng)的抑制作用。糖皮質(zhì)激素性骨質(zhì)疏松(GIOP)和對青少年骨骼的抑制作用的防治是臨床亟待解決的難題，而合適的動物模型對其發(fā)病機(jī)制及藥物研究具有重要作用，目前學(xué)術(shù)界對GIOP大鼠模型的建立仍存爭議。本實(shí)驗(yàn)通過觀察長期大劑量潑尼松對生長期大鼠不同部位骨組織形態(tài)計量學(xué)、骨礦含量、骨生物力學(xué)、骨髓脂肪細(xì)胞分化和血清學(xué)生化指標(biāo)的作用特點(diǎn)，系統(tǒng)性地探討長期大劑量潑尼松對生長期

2、大鼠骨骨組織結(jié)構(gòu)的影響機(jī)制，并探討建立糖皮質(zhì)激素致生長期大鼠骨丟失模型的合適的造模劑量。
　　方法:
　　選用3月齡SPF級Sprague-Dawley(SD)健康雄性大鼠42只隨機(jī)分出6只作為基礎(chǔ)組，在實(shí)驗(yàn)開始即處死，剩下的36只再次隨機(jī)分為4組，每組9只，分別為:正常對照組（CON組）給予蒸餾水5ml/kg/d灌胃;低劑量潑尼松組（GC-L組）給予1.5mg/5ml/kg/d醋酸潑尼松混懸液灌胃;中劑量潑尼松組（GC-M

3、組）給予3.0mg/5ml/kg/d醋酸潑尼松混懸液灌胃;高劑量潑尼松組（GC-H組）給予6.0mg/5ml/kg/d醋酸潑尼松混懸液灌胃。所有大鼠共計給藥時間為90天。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束前14、13天和4、3天分別給所有大鼠皮下注射鹽酸四環(huán)素(35mg/kg)和鈣黃綠素(10mg/kg)熒光標(biāo)記兩次。用藥結(jié)束后，心臟抽血處死大鼠，分離血清檢測血液生化指標(biāo);分離胸腺和腎上腺測定器官指數(shù);取左側(cè)脛骨和左側(cè)股骨均用于骨組織形態(tài)計量學(xué)檢測;取右側(cè)脛骨

4、經(jīng)脫鈣后進(jìn)行石蠟包埋切片，觀察脫鈣骨病理學(xué)改變;取右股骨及第5腰椎分別測量其骨密度及骨生物力學(xué)參數(shù)，然后取右側(cè)股骨鹽酸消化后測骨鈣(Ca)、骨磷(P)和骨羥脯氨酸(Hyp)含量。
　　結(jié)果:
　　1.醋酸潑尼松導(dǎo)致大鼠體重和免疫器官指數(shù)降低。
　　在實(shí)驗(yàn)開始后第6周以前，各組大鼠體重隨著月齡增加而逐漸增加，體重增加幅度:正常對照組＞低劑量組＞中劑量組＞高劑量組。從第6周開始，正常對照組體重呈現(xiàn)緩慢增長趨勢，低劑量組和中

5、劑量組體重基本保持穩(wěn)定，而高劑量組體重呈緩慢下降趨勢。實(shí)驗(yàn)結(jié)束時，與正常對照組相比，低、中、高三個劑量組大鼠體重降低均有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01，P＜0.01，P＜0.01)。與正常對照組相比，各激素用藥的胸腺指數(shù)和腎上腺指數(shù)均有不同程度降低。
　　2.醋酸潑尼松導(dǎo)致大鼠血脂代謝紊亂、骨轉(zhuǎn)換指標(biāo)降低。
　　對大鼠血液生化指標(biāo)檢測發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，低、中、高劑量組血清中甘油三酯水平顯著升高(P＜0.01，P＜0.01，P

6、＜0.01)，而高密度脂蛋白膽固醇水平顯著降低(P＜0.01，P＜0.01，P＜0.01)。此外，高劑量組大鼠血清堿性磷酸酶及血鈣均顯著升高(P＜0.05，P＜0.01)，而血磷無顯著改變。對骨吸收指標(biāo)抗酒石酸酸性磷酸酶-5b和骨鈣素含量的檢測發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，低、中、高劑量組抗酒石酸酸性磷酸酶-5b含量呈不同程度降低，其中高劑量組降低有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05);同時低、中、高劑量組骨鈣素含量呈不同程度降低，其中中劑量和高劑量組

7、降低有統(tǒng)計學(xué)差異（P＜0.01，P＜0.01）。此外，高劑量潑尼松能顯著降低血清胰島素樣生長因子(Ⅰ)的含量(P＜0.01)。
　　3.醋酸潑尼松不明顯影響松質(zhì)骨骨量，但降低骨形成和骨吸收，導(dǎo)致骨生物力學(xué)性能降低。
　　對大鼠腰椎骨密度的檢測發(fā)現(xiàn)，用藥90天后，各激素用藥組腰椎骨密度與正常對照組相比并無顯著的改變。同時，在對脛骨上段松質(zhì)骨和股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨的骨組織形態(tài)計量學(xué)測定中發(fā)現(xiàn)，各激素用藥組所有靜態(tài)指標(biāo)與正常對照組相比也

8、無統(tǒng)計學(xué)差異;而各激素用藥組動態(tài)指標(biāo)與正常對照組相比，均有不同程度的降低，其中，高劑量組脛骨上段及股骨遠(yuǎn)端松質(zhì)骨的所有動態(tài)指標(biāo)，含熒光標(biāo)記周長百分?jǐn)?shù)(％L.Pm)、礦化沉積率(MAR)、骨表面骨形成率(BFR/BS)、骨體積骨形成率（BFR/BV）和組織體積骨形成率（BFR/TV）降低均有統(tǒng)計學(xué)差異。另外，與正常對照組相比，各激素組的成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞相關(guān)參數(shù)，如成骨細(xì)胞周長百分?jǐn)?shù)(％Ob.Pm)、平均每毫米成骨細(xì)胞個數(shù)(Ob.N)、破

9、骨細(xì)胞周長百分?jǐn)?shù)(％Oc.Pm)和平均每毫米破骨細(xì)胞個數(shù)(Oc.N)均呈現(xiàn)顯著降低。腰椎生物力學(xué)測定的結(jié)果顯示，各激素用藥組可使最大壓縮載荷呈不同程度降低。其中，高劑量組與正常對照組相比，最大壓縮載荷和彈性模量降低有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01，P＜0.05)。
　　4.醋酸潑尼松明顯降低皮質(zhì)骨骨量或影響皮質(zhì)骨結(jié)構(gòu)，降低骨生物力學(xué)性能。
　　對大鼠股骨全段骨礦密度測定發(fā)現(xiàn)，用藥90天后，各激素用藥組骨密度和骨礦含量與正常對照組相

10、比均有不同程度降低，其中高劑量組骨密度和骨礦含量降低有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05，P＜0.05)。在對脛骨中段皮質(zhì)骨的骨組織形態(tài)計量學(xué)測定發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，各激素用藥組皮質(zhì)骨面積百分?jǐn)?shù)(％Ct.Ar)和骨髓腔面積百分?jǐn)?shù)(％Ma.Ar)均無統(tǒng)計學(xué)差異，皮質(zhì)骨動態(tài)參數(shù)也未受到顯著影響，但是在中劑量和高劑量組的皮質(zhì)骨內(nèi)發(fā)現(xiàn)有一定數(shù)量骨吸收空洞。在對股骨遠(yuǎn)端皮質(zhì)骨的骨組織形態(tài)計量學(xué)測定發(fā)現(xiàn)，與正常對照組相比，低、中、高劑量組皮質(zhì)骨厚度顯著降

11、低且有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01，P＜0.01，P＜0.01)。同時，皮質(zhì)骨內(nèi)外膜動態(tài)參數(shù)均呈現(xiàn)不同程度降低，其中高劑量組外膜熒光標(biāo)記周長百分?jǐn)?shù)(％P-L.Pm)、內(nèi)膜熒光標(biāo)記周長百分?jǐn)?shù)(％E-L.Pm)、內(nèi)膜礦化沉積率(E-MAR)和內(nèi)膜骨形成率（E-BFR/BS）降低有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01，P＜0.05，P＜0.01、P＜0.01)。股骨生物力學(xué)三點(diǎn)彎曲測定結(jié)果顯示，與正常對照組相比，各激素組股骨彈性載荷、最大載荷、斷裂載荷、剛性

12、系數(shù)均呈不同程度降低，其中高劑量組彈性載荷、最大載荷、斷裂載荷、剛性系數(shù)降低均有統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.01,P＜0.01,P＜0.01,P＜0.01)。
　　5.醋酸潑尼松明顯抑制長骨縱向生長率，并導(dǎo)致骨髓腔脂肪化，但不影響骨成分。
　　對股骨和脛骨生長板熒光的測定結(jié)果發(fā)現(xiàn)，各激素用藥組股骨和脛骨縱向生長率均較正常對照組降低且有統(tǒng)計學(xué)差異。對脛骨上段脫鈣骨病理切片脂肪組織的測定發(fā)現(xiàn)，各激素用藥組均可使骨髓腔平均脂肪細(xì)胞面積和脂

13、肪面積百分?jǐn)?shù)增高且有統(tǒng)計學(xué)差異。對股骨消化液鈣、磷和羥脯氨酸含量測定發(fā)現(xiàn)，各組直接均無統(tǒng)計學(xué)差異。
　　結(jié)論:
　　1.長期大劑量潑尼松顯著抑制長骨縱向生長，從而抑制大鼠生長。
　　2.長期大劑量潑尼松造成脂質(zhì)代謝紊亂，誘導(dǎo)骨髓基質(zhì)干細(xì)胞脂向分化。
　　3.長期大劑量潑尼松既抑制大鼠松質(zhì)骨骨形成，又抑制其骨吸收，降低骨轉(zhuǎn)換，骨量可維持不變，骨礦含量也可以維持不變。
　　4.長期大劑量潑尼松抑制皮質(zhì)骨骨形成，