α-玉米赤霉醇对骨质疏松性骨折愈合的影响

【摘要】：目的:研究一种新的植物雌激素α-玉米赤霉醇(α-ZAL)对骨质疏松性骨折愈合的药效学基础及骨微环境的影响,为临床应用提供实验和理论依据。 方法:(1)动物模型建立:6月龄雌性SD(Sprague-Dawley)大鼠68只按简单随机方法分为空白组和手术组,分别为18只和50只,空白组行假手术,手术组行卵巢切除术,术后3个月后从两组随机各选出1O只大鼠行骨密度检查,以确定骨质疏松动物模型成功。在确定骨质疏松动物模型成功后,将剩下的48只大鼠行胫骨骨折手术,建立骨质疏松性骨折组(OPFM)40只与一般性骨折组(CFM)8只,再将OPFM组随机分为5组,每组8只,分别为:①手术模型组(OVX组):给予等量溶剂灌胃;②雌激素组(OVX+E组):给予结合雌激素灌胃;③玉米赤霉醇高剂量组(OVX+HZ组):给予高剂量的α-ZAL灌胃;④玉米赤霉醇中剂量组(OVX +MZ组):给予中等剂量的α-ZAL灌胃;⑤玉米赤霉醇低剂量组(OVX+LZ组):给予低剂量的α-ZAL灌胃。CFM组给予等量溶剂灌胃,各组均在同一时间点给予灌胃处理,3天/次,干预5周。(2)指标检测:①X线:X线检查骨折愈合情况;②成骨细胞活性的指标:用ELISA法检测大鼠血清骨钙素(BGP)、骨碱性磷酸酶(BALP)的含量;③破骨细胞活性的指标:用ELISA法检测大鼠血清抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)的含量;④骨密度(BMD):用双能X线骨密度仪测量大鼠全身BMD;⑤内分泌指标:用ELISA法检测大鼠血清雌激素的含量;⑥骨细胞超微结构:用透射电镜观察大鼠胫骨骨折愈合处各种骨细胞的超微结构。 结果:(1)采用SD大鼠卵巢摘除术可以成功建立绝经后骨质疏松症(PMOP)动物模型,卵巢摘除组大鼠成活率为96%(48/50),卵巢摘除组大鼠骨密度明显低于空白假手术组,有非常显著性差异(P0.01),为今后探明绝经后骨质疏松发病机理、评价药物疗效等研究提供了重要的动物模型基础。 (2)采用直视下横行锯骨髓内钉固定法可以建立良好的骨质疏松性骨折(OPF)动物模型,OPFM组成活率为92.5%(37/40),本方法具有定位准确、切断方法方便、髓内针固定可靠、保持了骨折愈合方式的可比性等优点,为今后临床骨科和口腔科的骨质疏松性骨折愈合、假体松动等研究提供了重要的动物模型基础。 (3)放射学:①术后5周X线观察CFM组骨折端已经可见连续性骨痂,骨痂致密,密度高,骨折线模糊;②OVX组骨折端云雾状骨痂,稀松,密度低,骨折线仍清晰可见;③运用结合雌激素和植物雌激素治疗后骨折端骨痂密度增加,连续性较好,骨折线较模糊。 (4)成骨细胞活性结果:①去除卵巢后OVX组BGP、BALP水平均明显升高,与CFM组相比有显著性差异,P0.05,证实了去除卵巢后大鼠成骨细胞活性明显增强;②运用结合雌激素和植物雌激素治疗后,大鼠BGP、BALP均有显著降低,OVX+E组、OVX+MZ组、OVX+LZ组BGP、BALP与OVX组相比差异均有统计学意义,P0.05,但OVX+HZ组并无降低去势大鼠BGP、BALP的作用,与OVX相比无统计学意义,P0.05。 (5)破骨细胞活性结果:①去除卵巢后OVX组TRAP水平明显升高,与CFM组相比有显著性差异,P0.05,证实了去除卵巢后大鼠破骨细胞活性明显增强。②运用结合雌激素和植物雌激素治疗后,大鼠TRAP有显著降低,OVX+E组、OVX+MZ组、OVX+LZ组与OVX组相比差异均有统计学意义,P0.05,但OVX+HZ组并无降低去势大鼠TRAP的效果,与OVX相比无统计学意义,P0.05。 (6)BMD测量结果:①OVX组BMD明显降低,与CFM组相比有显著性差异,P0.05,佐证了骨质疏松性骨折大鼠模型建立的成功。②运用结合雌激素和植物雌激素治疗后,大鼠骨密度明显提高,OVX+E组、OVX+MZ组、OVX+LZ组BMD与OVX组相比差异有统计学意义,P0.05,但OVX+HZ组并无提高去势大鼠BMD,与OVX相比无统计学意义,P0.05。 (7)内分泌指标检测结果:①去除卵巢后,OVX组E2明显降低,与CFM组相比有显著性差异,P0.05;②应用结合雌激素和植物雌激素干预后,血清E2明显提高,OVX+E组、OVX+HZ组、OVX+MZ组、OVX+LZ组与OVX组相比差异均有统计学意义,P0.05;③OVX+E组与α-ZAL各剂量组相比差异无统计学意义,P0.05。 (8)骨细胞超微结构结果:①CFM组:骨基质中胶原纤维性排列致密;成骨细胞数量较多,体积大、胞质较丰富,粗面内质网多;骨小梁周围见少量破骨细胞;②OVX组:骨基质中胶原纤维排列疏松;成骨细胞数量多,但形状多样、细胞器不发达;破骨细胞多见;③应用结合雌激素和植物雌激素干预后,骨基质中胶原纤维排列较密,成骨细胞数量较多、体积较小、胞质不多,含少量内质网;破骨细胞不多。 结论:(1)6月龄SD大鼠,采用双侧卵巢摘除术后,骨转换加快、骨量减少、骨强度下降,可以最大程度模拟人正常绝经后的骨丢失状态,3个月后,经BMD检测,成功建立了骨质疏松大鼠模型。 (2)新的植物雌激素a-ZAL具有和动物雌激素一样的功效,可以提高骨质疏松大鼠的BMD,降低骨质疏松大鼠血清BGP、BALP、TRAP的含量,增加骨质疏松大鼠血清雌激素含量,增强骨细胞功能,促进骨折端骨痂的生长,对绝经后骨质疏松性骨折的愈合有促进作用。