十一酸睾酮对老年雄性大鼠骨作用的形态计量学观察

十一酸睾酮对老年雄性大鼠骨作用的形态计量学观察 十一酸睾酮对老年雄性大鼠骨作用的形态 计量学观察 430中国骨质疏松杂志2005年11月第11卷第塑!!!!!!!!!! 十一酸睾酮对老年雄性大鼠骨作用的 形态计量学观察 李孝鹏符诗聪张风华邹志强胡庆沈 摘要:目的运用形态计量学的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ,观察在动物体内雄激素(十一酸睾酮)对老年大鼠骨的作用,并 探讨其作用机理.方法23月龄Wistar雄性大鼠20只,随机分为治疗组,空白对照组,每组l0只;3 月龄wistar雄性大鼠l0只为青年对照组;治疗组用药1个月后取材,并在取材前第l3天,第3天行四 环素标记,取左侧胫骨近段,第四腰椎在VIDAS图像分析系统下作骨组织形态计量学参数测定.结 果与青年组比较,空白组大鼠骨小梁骨量减少,骨形成及骨吸收参数均降低,骨矿化降低,提示低转 换型骨质疏松代谢模式的发生;与空白组比较,治疗组大鼠骨形成指标,骨吸收指标及骨矿化指标均 有增加,其中骨形成大于骨吸收.结论雄激素能够促进骨形成及骨转换,增加骨量,改善骨结构,增 加骨强度. 关键词:大鼠;形态计量学;雄激素 HistomorphometricstudyoftheeffectofandrogenonboneinoldmaleratsL/xpe,FUsh, ZHANGFenghua,eta1.InstituteofForensicScience,MinistryofJustice,PRC;ShanghaiIns tituteofTraumatology andOrthopaedics,Shanghai200063,China Abstract:ObjectiveToinvestigatetheeffectofandrogenonboneinoldmaleratsanditsmecha nismbyusing thehistomorphometricparameters.MethodsTwentymalewisterrats,twenty— threemonthsold,wererandomly dividedintotwogroups:therapygroupandnon— therapycontrolgroup.Simultaneously,tenmalerats(threemonths old)wereselectedasyoungercontrolgroup.ThetherapygroupreceivedAndriol(26.7mS/kg)orallyforone month.Allratsweresubjectedtotetracyclinelabelingonthe13thand3rddaybeforebeingsacrificed. HistomorphometricalparameterofbonetissuewasassessedintheleftfemoraandkvertebraunderVIDASsystem. ResultsComparedwithnon-therapycontrolgroup,theresultsofhistomorphometricparametersshowedthat cancellousbonevolumeosteoblast— osteoidinterface,linearextentofboneformation,mineralizingSurfaces,mineral appositionrateandboneerodedsurfacesincreasedinthetherapygroup.ConclusionsAndrogenhassignificant effectsofincreasingboneformationandboBeresorptionincanceHousboBeinoldmalerats. KeywOrds:Rat;Histomorphometry:Andriol 50多年前,Albright等…已观察到睾酮对老年男 性骨质疏松有效.大量的临床观察也表明雄激素在 维持骨量上起着重要的作用.切除睾丸的男性往往 较早地出现骨质疏松.骨质疏松患者服用合成的 雄激素可明显提高血清碱性磷酸酶(ALP)的水平, 增加血中骨钙素水平,提示雄激素促进骨的生成b]. 基金项目:上海教委基金资助项目(03BK26) 作者单位:200063上海中华人民共和国司法部司法鉴定科学 技术研究所(李孝鹏);上海市伤骨科研究所,上海第二医科大学附属 瑞金医院(符诗聪,张风华,邹志强);上海第二医科大学生物物理教 研室(胡庆沈) 通讯作者:符诗聪,Email:fushicong@medmail.cam.cn ? 论着? 有临床研究:对患有严重性腺机能减退的年轻男子 使用睾酮替代治疗后,发现睾酮替代治疗与其骨密 度的显着增加有着密切联系.为进一步证实雄激素 对骨的作用,并探讨其作用机理,本实验运用形态计 量学方法,观察雄激素(十一酸睾酮)对老年大鼠骨 的作用 1材料和方法 1.1动物模型及分组 自然衰老23月龄Wistar雄性大鼠(中科院上海 动物实验中心提供)20只,体重(330?20)g,随机分 为治疗组,空白对照组,每组10只;3月龄Wistar雄 中国骨质疏松杂志2005皇旦笙鲞箜塑一Q!坚!!!!!!,ol!!!: 性大鼠(中科院上海动物实验中心提供)10只,体重 (2504-20)g,作为青年对照组. 1.2饲养及给药途径 治疗组大鼠每天按十一酸睾酮(南京欧家农公 司提供)26.7mg/kg灌胃给药2周,后改为维持剂量 (药量减半)用药(药量相当于成人每公斤体重的10 倍).空白对照组和青年对照组则给以蒸馏水灌胃 对照. 1.3取材及不脱钙骨标本的制作 各组动物均于给药1个月后取材.取材前第 13天,第3天按50mg/kg肌注盐酸四环素(Sigma ChemicalCo.USA批号:200.593—8)标记.取材时过 量麻醉处死动物,取左侧胫骨近段,第四腰椎椎体, 彻底清除骨附着的软组织后生理盐水冲洗(参照文 献[4]),进行低温塑料包埋,应用JungK重型切片 机切取5m不脱钙纵向薄切片,用甲苯胺蓝染色, 用抗酒石酸酸性磷酸酶复染(参照文献[5]),进行骨 小梁结构参数检测. 1.4骨小梁结构参数测定 将染色的不脱钙骨切片标本置于德国Zeiss公 司生产的VIDAS全自动图像分析系统(上海第二医 科大学生物物理教研室提供及协作)上,行骨组织形 态计量学测定,以一维的线,二维的面分别估测二维 的面,三维的体,于高倍镜下每张切片每个指标随机 测量10个视野.测定参数如下. 1.4.1骨计量静态参数(按照国际骨形态计量参数 测量的定义和计量标准) Bv/Tv:单位面积骨量,%(结构参数). 1'b.Th:平均骨小梁宽度,m(结构参数). 1'b.sp:平均骨小梁间距,m(结构参数). Tb.N:平均骨小粱接点数,个/视野(结构参数). OV/BV:相对类骨质量,%,视野中小梁类骨质 面积与小梁面积的比值(形成参数). OS/BS:骨形成表面,%,类骨质面占骨小梁表面 的百分比,有助于了解骨再建的活跃程度(形成参 数). OCI:破骨细胞计数,个/视野,单位视野面积破 骨细胞的个数(吸收参数). 1.4.2骨计量动态参数(指时间上的动态观察) sLs/BS:四环素单标记面,%,四环素单标记长 度与骨小梁周长的比值(矿化参数). dLs/BS:四环素双标记面,%,双标记长度与骨 小梁周长的比值(矿化参数). MS/BS:骨矿化表面,%,单位骨表面上的全部 431 双标记面加上半数单标记面的总和(矿化参数). MAR:矿化沉积率,/~m/day,四环素双标记线中 点间的平均距离乘不/4,再除以两次标记所间隔的 时间(矿化参数). MLT:矿化延迟时间,d,平均类骨质宽度与骨小 梁矿化沉积率之比,说明从类骨质形成到矿化开始 所间隔的时间(矿化参数). BFR(T):组织水平的骨形成速率,以MAR乘以 相对骨形成面,即每天骨形成量(矿化参数). 1.5统计学处理 各测量指标结果以均数4-标准差表示,使用 SPSS1l.0软件对数据进行配对t检验. 2结果 2.1胫骨骨形态计量动,静态参数测试见表1. 表1胫骨骨形态计量静态参数值 注:与空自组比较P<0.05,Jp<0.01;与青年组比较 P<0.05 表1静态参数示各组胫骨骨小梁结构参数测试 结果.空白组与青年组比较,大鼠胫骨骨小梁单位 面积骨量平均低19.94%,差异有显着性(P< 0.01),平均小梁间距平均高55.13m,差异有显着 性(P<0.01),平均骨小梁接点数平均低1.6个/视 野,差异有显着性(P<0.05),相对类骨质量平均低 1.4%,差异有显着性(P<0.01),骨形成表面平均低 3.37%,差异有显着性(P<0.01),破骨细胞计数也 低于青年组(P<0.01).治疗组与空白组比较,平 均单位面积骨量平均高9.1,差异有显着性(P< 0.01),平均骨小梁接点数平均高1.1个/视野,差异 有显着性(P<0.05),平均小梁间距平均低3O.98 432中国骨质疏松杂志2005年11月第11卷第4期 Osteoporos,November2005,Vol11,No.4 m,差异有显着性(P<0.05),相对类骨质量平均高 0.91%,差异有显着性(P<0.05),骨形成表面平均 高2.71%,差异有显着性(P<0.O1),破骨细胞计数 平均差值为0.08个/视野,差异有显着性(P< 0.05);而平均小梁宽度差异无显着性.治疗组平均 小梁宽度大于青年组(P<0.05),其余与青年组差 异无显着性. 表1动态参数示各组胫骨骨形态计量动态参数 空白组与青年组比较,胫骨骨小梁的四 测试结果. 环素双标记面,骨矿化表面,矿化沉积率和组织水平 的骨形成速率均显着低于青年组,差异有显着性(P <0.O1),其中四环素双标记面平均低14.15%,骨矿 化表面平均低15.53%,矿化沉积率平均低0.18tLm/ d,骨形成速率平均低0.20rn/d;四环素单标记面和 矿化延迟时间差异无显着性.治疗组与空白组比 较,胫骨骨小梁的四环素双标记面,骨矿化表面,组 织水平的骨形成速率差异均有显着性(P<0.O1), 矿化沉积率,矿化延迟时间差异也有显着性(P< 0.05),其中四环素双标记面平均高13.87%,骨矿化 表面平均高13.4%,矿化沉积率平均高0.13tLm/d, 骨形成速率平均高0.17tmdd.与青年组比较,治疗 组中矿化沉积率差异有显着性(P<0.05),低于青 年组,其余差异无显着性.3组在四环素单标记面, 矿化延迟时间之间差异无显着性. 2.2椎体骨形态计量动态参数测试见表2. 表2椎体骨形态计量动态参数值 注:与空白组比较P<0.05,P<0.O1;与青年组比较P< 0.05.?P<0.O1 表2静态参数示各组椎体骨小梁结构参数测试 结果.空白组与青年组比较,第四椎体骨小梁单位 面积骨量平均低19.91%,差异有显着性(P< 0.O1),平均小梁间距平均高61.91tsm(P<0.O1),平 均骨小梁接点数平均多1.0个/视野,差异有显着性 (P<0.05),平均小梁宽度平均低8.52tLm,差异有 显着性(P<0.05),相对类骨质量平均低1.4%,差 异有显着性(P<0.O1),骨形成表面平均低3.37%, 差异有显着性(P<0.01),破骨细胞计数平均少 0.14个/视野,差异有显着性(P<0.O1).治疗组与 空白组比较,平均单位面积骨量平均高9.91%,差 异有显着性(P<0.01),平均小梁间距平均低81.5 tLm,差异有显着性(P<0.O1),而平均小梁宽度平均 高5.71tLm,差异有显着性(P<0.05),平均骨小梁 接点数略高但并不显着,相对类骨质量平均高 1.21%,差异有显着性(P<0.01),骨形成表面平均 高2.71%(P<0.O1),破骨细胞计数平均多0.08个/ 视野,差异有显着性(P<0.05).同时治疗组单位 面积骨量显着低于青年组(P<0.O1),平均骨小梁 接点数低于青年组(P<0.05),其余与青年组差异 无显着性. 表2动态参数示各组椎体骨形态计量动态参数 测试结果.与青年组比较,空白组第四椎体骨小梁 的四环素双标记面,骨矿化表面,矿化沉积率和组织 水平的骨形成速率均显着低于青年组,差异有显着 性(P<0.01);其中四环素双标记面平均低 20.15%,骨矿化表面平均低20.53%,矿化沉积率平 均低0.28t~m/d,骨形成速率平均低0.37m/d,四环 素单标记面和矿化延迟时间差异无显着性.与空白 组比较,治疗组第四椎体骨小梁的四环素双标记面, 骨矿化表面,矿化沉积率,组织水平的骨形成速率差 异均有显着性(P<0.01),矿化延迟时间差异也有 显着性(P<0.05);其中四环素双标记面平均高 19.87%,骨矿化表面平均高17.4%,矿化沉积率平 均高0.13tmdd,骨形成速率平均高0.23trdd.与 青年组比较,治疗组中矿化沉积率和组织水平的骨 形成速率差异有显着性(P<0.O1),均低于青年组. 其余差异无显着性.3组的四环素单标记面之间差 异无显着性. 3讨论 随着社会人口结构的老龄化,男性老年性骨质 疏松发病率的增高和对该疾病研究的进一步深入, 男性老年性骨质疏松越来越受到重视,对其发病机 理以及临床治疗的认识也逐渐增多. 睾酮是男性最主要的雄激素,在外周组织能被 中国骨质疏松杂志2005旦笙!堂箜塑!!!!!!塑!!!-4 5a-还原酶作用转化为最有效的5a一二氢睾酮.同时 脱氢表雄酮和雄烯二酮都是最主要的肾上腺雄激 素.脱氢表雄酮在外周组织中被硫代转移酶代谢为 硫代脱氢表雄酮;此外,睾酮,脱氢表雄酮和雄烯二 酮能直接或间接地被P450芳香化酶代谢为雌激素. 有文献报道在骨肉瘤细胞系和原代成骨细胞中,已 检测到5a-还原酶,硫代转移酶,芳香化酶,17p一羟基 类固醇脱氢酶和3B一羟基类固醇脱氢酶.这些酶 的存在证实了在骨微环境中存在着利用微弱的循环 性类固醇激素形成有生理效应的雄激素和雌激素的 能力.目前有研究发现,只有5a一二氢睾酮能完全的 激活雄激素受体,而睾酮,脱氢表雄酮,硫代脱氢表 雄酮和雄烯二酮则能被代谢成为雌激素或5a一二氢 睾酮.十一酸睾酮是一种具有全部雄激素活性的睾 酮制剂,在临床上多用于男子性腺机能减退的治疗; 其在体内的代谢途径和作用方式与体内分泌的天然 睾酮一样,可代谢为5一a双氢睾酮和雌二醇;因此其 对骨的影响可能是通过这两种激素来发挥作用的. 动物实验发现性腺功能紊乱2周就能导致成熟 的雄性大鼠骨密度降低.有研究证实,雄性大鼠 脊椎皮质骨骨矿含量(BonemineralContentBMC)从 13月龄后开始下降,脊椎皮质骨厚度(Corticalbone thicknessCt.Th)从9月龄后开始下降,到27月龄,分 别下降26.1%和31%;而脊椎松质骨骨矿含量和骨 密度(bonemineraldensityBMD)在3月龄达到最大值 后逐渐开始下降,到27月龄,分别下降35.4%和 49.4%;股骨颈和胫骨近段从9月龄后开始骨丢失, 到27月龄,股骨颈骨矿含量和骨密度分别下降 59.7%和58.4%,胫骨近段骨矿含量和骨密度分别 下降72.2%和71.4%. 本实验结果表明,骨小梁形态计量参数测定中, 老龄雄性大鼠骨小梁单位面积骨量下降,平均小梁 间距增大,平均骨小梁接点数减少,相对类骨质量降 低,骨形成表面减少,破骨细胞计数也明显减少,骨 矿化表面降低,矿化沉积率降低,骨形成速率降低等 均显示老龄雄性大鼠骨小梁骨量减少,骨形成及骨 吸收参数均降低,骨矿化降低,提示低转换型骨质疏 松代谢模式的发生.同时实验还发现,老龄雄性大 鼠椎体骨小梁与胫骨近段骨小梁比较骨丢失更明 显,这可能与两个部位负重不同有关. 骨形态计量静态参数测试发现,治疗组大鼠胫 骨和椎体的骨小梁在与骨形成量及成骨活动有关的 参数,如单位面积骨量,平均骨小梁宽度,相对类骨 质量,骨形成表面等方面,均较空白组有明显增加; 433 在表示骨小梁结构的参数方面,平均骨小梁接点数 均增大,而平均骨小梁间距减少,说明雄激素(十一 酸睾酮)能够促进骨形成,增加骨量,改善骨结构;同 时,破骨细胞计数升高表明治疗组大鼠骨吸收的增 .由此可以推测雄激素(十一酸睾酮)的作用同时 强 促进了骨形成和骨吸收,使骨转换加强,骨量的增加 可能是由于骨形成总量大于骨吸收总量所致.骨形 态计量动态参数测试显示,治疗组大鼠股骨和椎体 骨小梁的四环素双标记面,骨矿化表面,矿化沉积 率,组织水平的骨形成速率均有增加,提示骨矿化及 骨形成增加说明雄激素(十一酸睾酮)能够通过促使 骨矿化来发挥它对骨代谢的影响,促进骨形成. 目前的研究认为雄激素主要是通过其受体来发 挥对骨的直接作用的?.由于雄激素的脂溶性,其 通过扩散进入细胞的浆膜和核内,与分布在细胞核 周围和内部的雄激素受体结合后引发一系列的核反 应.雄激素受体通过基因效应和非基因效应两种途 径来发挥作用.在人类多种骨细胞包括成骨细 胞h,骨髓基质干细胞?,骨细胞?,肥大软骨细 胞和破骨细胞纠中,均有雄激素受体的克隆以及 对它的检测和描述,这明确说明骨是雄激素的直接 靶组织.目前的研究认为,雄激素主要通过对成骨 细胞的作用来促进成骨;亦有研究发现,雄激素 可直接作用于破骨细胞,抑制破骨细胞的活化. 本研究的主要内容为雄激素对骨骼的组织形态结构 方面的作用,由于雄激素还存在对前列腺素的副作 用问题,因此需要做进一步地深入研究. 【参考文献】 AlbfightF,ReifensteinC.Theparathyroidglandsandmetabolicbone disease.Balitimone:WilliamsandWilkinsCompany,1948.78. 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(下转第481页) ]]]]]] l23456 [1[[[[ 中国骨质疏松杂志2005年11月第堂箜!塑!!,!!!!,:! 术易于发生的PMMA渗漏.本组病例没有发生一 例骨水泥的渗漏,没有发生一例脊髓神经根的损伤, 这也证实了PKP手术具有相当的安全性.但是也 有一项研究表明,采用后凸成形手术治疗的30例患 者中有8.6%的椎体也出现了骨水泥渗漏,与PVP 的骨水泥渗漏发生率相似;Lane等报道的罕见并发 症包括硬膜外血肿,不全性脊髓损伤,暂时性呼吸窘 迫综合征J.与PVP相比,有关PKP并发症的报道 非常少,这固然是由于PKP的设计理念已有极大的 进步,也可能是由于PKP应用于临床的时间太短, 累积的病例较少的缘故.Watts等认为可能的远 期并发症包括由于PMMA界面之间异物反应引发 局部的骨吸收和应力环境改变导致的邻近椎体骨 折?.因此,手术风险仍然不容忽视. 4结论 以PKP为代表的脊柱微创手术对于治疗胸腰 椎骨质疏松性骨折有着明显的优势,能够迅速地改 善临床症状,提高患者的生活质量,具有很好的近期 治疗效果.就我们看来,与传统的保守治疗或手术 治疗相比,PKP是一种更为安全,高效,微创的方法. 但由于目前尚缺乏远期随访的资料和更多的病例, 故远期效果尚待进一步研究.由于该项技术对于椎 弓根入路的要求较高,不允许有丝毫的偏差,因此, 我们主张PKP手术应该由具有丰富的开放性脊柱 手术经验的医生来施行,同时我们认为,手术中使用 c臂进行正侧位立体影像学定位对于手术的成功和 防止并发症至关重要. 【参考文献】 48l [1]LiebermanIH,DudeneyS,ReinhardtMK,eta1.Initialoutcomeand efficacyof"kyphoplasty"inthetreatmentofpainfulosteopemtic vertebralcompressionfractures.Spine,2001,26(14):1631—1638. [2]张贵林,李楠,公茂琪.中老年人脊柱胸腰段爆裂型骨折采用 椎弓根系统治疗的特点.中华骨科杂志,2002,22(12):727. 731. 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