仿生脉冲电磁场治疗绝经后骨质疏松症的实验研究

【摘要】：目的：观察仿生脉冲电磁场(BEMF)对绝经后骨质疏松的治疗作用；探讨BEMF治疗绝经后骨质疏松的分子生物学机理。 方法：40只6月龄雌性未孕Wistar大鼠，随机30只去势、10只假手术。术后8W，30只去势大鼠按体质量随机分为雌激素治疗组(OVX+雌激素E)、仿生脉冲电磁场治疗组(OVX+BEMF EM)、骨质疏松对照组(OVX)，假手术对照组(Sham)。E组：苯甲酸雌二醇0.5mg／kg，1次／2周；EM组：BEMF照射，1次／日，1h／d；Sham组、OVX组不予以任何治疗，作为对照组。治疗10W后处死各组实验动物，进行一般情况(体质量、子宫质量、子宫腺体数量)及骨密度、股骨干重及骨钙含量、骨生物力学特性、骨形态计量学、血尿生化及骨形态学检查。通过透射电镜、TUNEL、骨形态计量学、免疫组化、原位杂交等技术观察BEMF对椎体成骨细胞、破骨细胞、骨细胞凋亡、凋亡调控基因Fas、bax、bcl-2的蛋白表达及骨局部因子TGFβ1、bFGF、IL-6蛋白及mRNA表达的影响。 结果：与OVX组相比，EM组大鼠腰椎、股骨骨密度均显著性升高(P＜0.05)；以椎体骨密度的增加更为明显(P＜0.01)。E组骨密度的变化与EM组相似，但E组、EM组骨密度仍低于Sham组骨密度。在椎体，EM组骨密度增加(24.3％)小于E组(27.9％)，EM组与Sham组存在显著性差异(P＜0.05)，E组骨密度与Sham组无显著性差异(P＞0.05)。在股骨，EM组骨密度增加(12.1％)大于E组骨密度增加(8.8％)，E组与Sham组存在显著性差异(P＜0.05)，EM组骨密度与Sham组无显著性差异(P＞0.05)。无论在椎体或股骨，EM组、E组骨密度均无显著性差异(P＞0.05)。 EM组股骨骨钙盐含量、骨干干重显著高于OVX组(P＜0.01)；EM组股骨骨钙盐含量、骨干干重增加大于E组，E组与Sham组存在显著性差异(P＜0.05)，EM组骨密度与Sham组无显著性差异(p＞0.05)。 EM组骨小梁面积百分数(％Tb.Ar)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)较OVX组增高，有显著性差异(P＜0.01)，仍未达到Sham组水平(P＜0.01)，与E组无显著性差异(P＞0.05)。E组骨小梁面积百分数(％Tb.Ar)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁数量(Tb.N)与Sham组无显著性差异(P＞0.05)。EM组骨小梁分离度(Tb.Sp)较OVX组降低，有显著性差异(P＜0.01)，低于Sham组水平(P＜0.05)，与E组无显著性差异(P＞0.05)；E组骨小梁 第二军医大学博士学位论文 分离度(Th.SP)与sham组无显著性差异(P0.05)。 股骨生物力学:与Ovx组相比，EM组股骨结构力学(最大位移、最大载荷、最大 能量吸收)、材料力学(最大应力、最大应变、弹性模量)均显著性改变(P0.05)。EM组 大鼠股骨结构力学(最大挠度、最大载荷、最大能量吸收)、材料力学(最大应力、最大应 变、弹性模量)仍未达到正常水平。结构力学的差别小于于材料力学(P0.05，P0.01)。 EM组大鼠股骨结构力学(最大挠度、最大载荷、最大能量吸收)优于E组(P0 .05)、材料 力学(最大应力、最大应变、弹性模量)与E组无显著性差异(P0.05)。EM组较ovx组 最大载荷增加13.3%，E组较OVX组最大载荷增加8.3%。 椎体生物力学:EM组与ovx组相比，椎体结构力学:最大挠度(P0.01)、最大载 荷(p0.02)、最大能量吸收(p0.05)、材料力学:最大应力(p0，05)、最大应变(P0.05)、 弹性模量(P0.01)均有显著性改变。结构力学的差异大于材料力学。与sham组相比， EM组大鼠椎体结构力学(最大挠度、最大载荷、最大能量吸收)、材料力学(最大应力、 最大应变、弹性模量)仍未达到正常水平(P0.05)。结构力学的差别小于于材料力学。与 E组相比，EM组大鼠椎体结构力学(最大挠度、最大载荷、最大能量吸收)、材料力学(最 大应力、最大应变、弹性模量)无显著性差异(P0.05)。EM组较 OVX组最大载荷增加 22%，E组较OVX组最大载荷增加13.6%。 血、尿生化:OvX组的尿钙、尿磷、尿经脯氨酸高于假手术组，有非常显著差异 (P0.01);而血钙、血磷较假手术组稍有降低无显著差异(P0.05)。E组、EM组大鼠尿 钙、尿磷、尿轻脯氨酸较模型组非常显著下降(P0.01);由于机体的稳态作用血钙、磷 有所降低，但与假手术组未见显著差异(P0.05)。与Sham组相比，ovx组血清ALP、 BoP、T队P显著增高(P0.01)。E组血清ALP、BGp较模型组非常显著降低(P0.01)， 仍高于Sham组(P0.01);血清TRAP非常显著低于模型组(P0.01)，但仍显著高于假手 术组(p0.05)。EM组血清ALp较oVX组、Sham组、E组增高，有非常显著差异(p0.01); 血清BGP升高，高于Sham组、E组，有非常显著差异(P0.01)，与OVX组无显著性 差异(P0.05);血.清TRAP较OVX组有非常显著降低，但未达Sham组水平(P0.01)。 骨组织形态学:光学显微镜、扫描电镜观察显示，OVx组骨小梁较正常组明显减少、 排列稀疏，网状结构缺如，骨小梁间距增宽。EM组骨小梁变化与雌激素组相似，但连 接增多，较为均匀。E组与模型组相比，骨小梁数目增多、排列较为密集、骨小梁宽度 与模型组相似，骨小梁连接明显增多。Sham组骨小梁排列密集，并呈网状结构骨小梁 间距小。说明BEMF对骨结构具有改善作用。 子宫质量、子宫腺体数量:EM组大鼠子宫质量、腺体数量与OVX组相当，无显 著性差异(P0.05)。E组大鼠子宫质量