被動運(yùn)動和電刺激對大鼠骨鈣素和抗酒石酸鹽酸性磷酸酶的影響

根據(jù)近年來的研究，大鼠失神經(jīng)控制可導(dǎo)致扔掉骨瘦如柴。廢用性骨質(zhì)疏松癥是指由于長期臥床、制動或失重而導(dǎo)致骨量減少,骨細(xì)微結(jié)構(gòu)退化致骨脆性增加,易于發(fā)生骨折的一種全身性骨骼系統(tǒng)疾病,屬繼發(fā)性骨質(zhì)疏松癥的一種特殊類型。本實(shí)驗(yàn)采用大鼠失神經(jīng)方法制造廢用性骨質(zhì)疏松的動物模型,通過對失神經(jīng)大鼠骨代謝生化指標(biāo)的綜合評價及干預(yù)的研究,探討被動運(yùn)動和電刺激治療對大鼠失神經(jīng)所致廢用性骨質(zhì)疏松的預(yù)防作用。1研究對象和方法1.1研究主題從四川大學(xué)華西醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動物中心購買50只2月齡純種健康雄性SD大鼠,體重為(208.4±13.44)g。1.2學(xué)習(xí)方法1.2.1大鼠分組及標(biāo)記號馴化喂養(yǎng)7d后將50只大鼠分別稱體重,按隨機(jī)設(shè)計法,將大鼠分成A、B兩組,其中A組10只為假手術(shù)組(Sham組),B組40只為造模組,待手術(shù)造模。造模后40只大鼠按完全隨機(jī)法分為去神經(jīng)組(NCG);去神經(jīng)被動運(yùn)動組(PMG);去神經(jīng)電刺激組(ESG);去神經(jīng)被動運(yùn)動+電刺激組(PMESG)四組,每組各10只,各組內(nèi)依次編號并用不同顏色的記號筆做好標(biāo)記。所有大鼠自由進(jìn)食、飲水。1.2.2假手術(shù)組的建立B組造模組大鼠在3%的戊巴比妥鈉(25mg/kg)麻醉下,先將大鼠俯臥位固定于手術(shù)臺,以碘伏將左后肢股骨近段和尾部近段消毒鋪巾,觸摸到股骨大轉(zhuǎn)子后,在大腿后方靠近尾部行長約一厘米的切口,逐層分離,在半腱肌、半膜肌和股二頭肌之間找到坐骨神經(jīng),靠近上段予以切除5mm,并將神經(jīng)斷端打結(jié)處理以預(yù)防斷端包塊的形成,然后縫合切口;再置大鼠于仰臥位,正中縱切口,于腹股溝韌帶水平切斷大鼠左側(cè)股神經(jīng),游離遠(yuǎn)端5mm,同樣將神經(jīng)斷端進(jìn)行打結(jié)處理,并縫合切口。假手術(shù)組只分離顯露坐骨神經(jīng)和股神經(jīng)后縫合切口,最后肌注慶大霉素0.1mL,以預(yù)防感染。每天用酒精棉球和碘酒擦拭傷口,直至傷口愈合。1.2.3術(shù)后活動周期去神經(jīng)支配手術(shù)分組后6h內(nèi),對PMG和PMESG組大鼠行去神經(jīng)肢體的被動牽引。將大鼠置于自制的網(wǎng)夾內(nèi),拉出左后肢,抓住趾部,與脊柱呈45°向后外方牽拉,直至左后肢完全伸直(膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)均伸直),然后再向與牽拉方向相反的方向,將左后肢推向身體使之完全屈曲緊貼身體(膝關(guān)節(jié)完全屈曲,踝關(guān)節(jié)完全背屈),如此一個往復(fù)為一個周期。2次/d,5min/次,每側(cè)后肢每天共活動600個周期。整個過程中動作輕柔,速度適中,全關(guān)節(jié)幅度活動,以傷口不滲血為度。1.2.4神經(jīng)電刺激試驗(yàn)ESG與PMESG組在去神經(jīng)支配手術(shù)分組后6h開始電刺激治療,將大鼠置于自制的網(wǎng)夾內(nèi),以拉出左后肢,大鼠左小腿硫化鋇脫毛后,以雙層生理鹽水浸濕紗布包裹,采用JNR22型神經(jīng)肌肉康復(fù)儀進(jìn)行電刺激,將電極固定于皮膚表面,正極置于肢體近側(cè)(左股骨大轉(zhuǎn)子部與尾骨尖之間),負(fù)極置于遠(yuǎn)側(cè),正負(fù)兩極距離為8mm,刺激頻率為2Hz,刺激電壓為20～25V,強(qiáng)度以見到肌肉明顯收縮為標(biāo)準(zhǔn),每次刺激時間15min,上下午各1次。1.2.5去血、去血、去血實(shí)驗(yàn)6周后,各組在安靜狀態(tài)下稱重。所有動物股動脈放血處死,處死時由大鼠股動脈取血,用離心管接取血液,在室溫下靜置2h后,于低速離心機(jī)離心,速度3000rpm,留取血清,置冰箱內(nèi)-20℃冷凍保存。1.2.6光分光光度計血漿抗酒石酸鹽酸性磷酸酶(sTRACP)運(yùn)用722型可見光分光光度計(上海精密儀器廠生產(chǎn))在成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院病理中心實(shí)驗(yàn)室測出。骨鈣素(BGP)采用雙位點(diǎn)免疫放射法(IR-MA)同樣在成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院病理實(shí)驗(yàn)中心完成。1.2.7數(shù)據(jù)處理及分析所有指標(biāo)均以平均值+標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,數(shù)理統(tǒng)計采用統(tǒng)計軟件SPSS11.5進(jìn)行單因素方差分析(One-wayANOVA),組間相互比較采用LSD法,對F值明顯的指標(biāo),用T檢驗(yàn)對各組均值進(jìn)行多重比較。2結(jié)果2.1大鼠反應(yīng)情況大鼠手術(shù)后30min左右清醒,左后肢無主動屈伸功能,后爪屈曲,以腳掌支持體質(zhì)量,軀體重心減低并前移,前進(jìn)時以臀部和左肢肌群幫助行走,后退時靠腰腹部肌群收縮代償,手術(shù)后大鼠活動量明顯減少。被動牽引和電刺激3d后,大鼠足部腫脹減退,活動量逐漸加大。2.2各組大鼠骨骼代謝生化指標(biāo)的比較2.2.1組患者骨鈣素值的比較由表1可以看出,骨鈣素值假手術(shù)組較其他各組均呈非常顯著性升高(P<0.01);與對照組比較,各干預(yù)組骨鈣素值均明顯升高,其中被動運(yùn)動+電刺激組呈顯著性升高(P<0.05),具有統(tǒng)計學(xué)意義;各干預(yù)組組間比較,混合干預(yù)組較單獨(dú)干預(yù)組骨鈣素值明顯增加,但不具顯著差異性(P>0.05)。2.2.2各組大鼠抗酒石酸鹽酸性磷酸酶值比較由表2可以看出,與假手術(shù)組比較,抗酒石酸鹽酸性磷酸酶值(sTRACP)除對照組顯著性升高外(P<0.01),其余各組也表現(xiàn)為明顯升高,但差異不具顯著性(P>0.05);與對照組比較,各組大鼠抗酒石酸鹽酸性磷酸酶值(TARP)均呈非常顯著性降低(P<0.01);被動運(yùn)動、電刺激、被動運(yùn)動+電刺激組各組間比較未見明顯差異(P>0.05)。3討論與分析3.1不同干預(yù)組對骨鈣素及抗酒石酸鹽酸性磷酸酶活性檢測去神經(jīng)大鼠骨血清骨鈣索(BGP)由成骨細(xì)胞合成,是骨組織內(nèi)非膠原骨蛋白的主要成分,它是反映成骨細(xì)胞活性、骨轉(zhuǎn)換和骨形成的特異指標(biāo)。血中BGP與骨內(nèi)BGP含量呈密切正相關(guān)關(guān)系,測定血中骨鈣素濃度可以反映骨組織中骨鈣素水平。血漿抗酒石酸鹽酸性磷酸酶(sTRACP)是酸性磷酸酶的第5型同工酶,主要由骨吸收功能細(xì)胞——多核破骨細(xì)胞(OC)釋放,具有很高活性,是破骨細(xì)胞功能的重要標(biāo)志,因此可以作為鑒定骨吸收的重要指標(biāo)。本研究結(jié)果顯示,與對照組比較,各干預(yù)組骨鈣素值均明顯升高,其中被動運(yùn)動+電刺激組呈顯著性升高(P<0.05),提示各干預(yù)組去神經(jīng)大鼠骨形成作用增加,其中聯(lián)合組作用顯著;與假手術(shù)組比較,各干預(yù)組抗酒石酸鹽酸性磷酸酶值(sTRACP)表現(xiàn)為明顯升高,這提示各干預(yù)組去神經(jīng)大鼠骨吸收減少。這與張興毅文獻(xiàn)報道結(jié)果一致。3.2被動運(yùn)動和電刺激治療骨髓炎的臨床研究眾多實(shí)驗(yàn)表明,運(yùn)動能夠防治廢用性骨質(zhì)疏松。國外文獻(xiàn)率先報道了運(yùn)動與廢用性骨質(zhì)疏松的關(guān)系。1948年Abrams就指出運(yùn)動能防止截癱所致骨質(zhì)疏松。早期運(yùn)動使肌肉收縮活動產(chǎn)生對骨的壓力,可以刺激骨形成,減少骨礦物質(zhì)的損失。鐘紹芬研究發(fā)現(xiàn):早期運(yùn)動治療組發(fā)生骨質(zhì)疏松癥病人低于非運(yùn)動對照組,說明早期運(yùn)動能有效地預(yù)防和減輕外傷后長期臥床引起的骨質(zhì)疏松癥。電刺激對成骨細(xì)胞有增殖作用,能影響骨的代謝和重建,達(dá)到抑制骨衰退和逆轉(zhuǎn)骨質(zhì)疏松癥的作用。張遠(yuǎn)華臨床研究報道早期接受功能性電刺激治療可緩解截癱后骨鈣的丟失,而對于已經(jīng)發(fā)生的骨質(zhì)疏松則無法使其完全逆轉(zhuǎn)。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示:與對照組比較,被動運(yùn)動組、電刺激組骨形成指標(biāo)骨鈣素值顯著性升高(P<0.05),骨吸收指標(biāo)抗酒石酸鹽酸性磷酸酶活性顯著性降低(P<0.05),也說明了被動運(yùn)動、電刺激能有效促進(jìn)骨形成,抑制骨吸收。這與最近國外文獻(xiàn)報道結(jié)果一致。3.3不同電刺激藥治療的聯(lián)合治療組目前,被動運(yùn)動和電刺激在臨床上是肢體關(guān)節(jié)康復(fù)的重要方法。被動運(yùn)動可有效防止關(guān)節(jié)粘連,促進(jìn)關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨的再生與修復(fù),減輕局部疼痛,促進(jìn)水腫消退,促進(jìn)骨折端骨痂形成和鈣化,避免發(fā)生因固定所致的肌肉萎縮和廢用性骨質(zhì)疏松等。成少安等報道,采用持續(xù)被動運(yùn)動用于股骨遠(yuǎn)端術(shù)后早期康復(fù)治療,治療組膝關(guān)節(jié)功能活動度明顯優(yōu)于非被動運(yùn)動治療組。馬誠等報道,持續(xù)被動運(yùn)動治療腦卒中后肩痛有顯著協(xié)同作用,可提高療效。電刺激法對增加肌肉力量,防止肌肉萎縮,促進(jìn)靜脈淋巴回流,以及促進(jìn)周圍神經(jīng)損傷的恢復(fù)等具有較好的治療效果。程明珍報道,電刺激治療腦卒中能明顯改善神經(jīng)傳導(dǎo)功能,促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。章國偉等報道,電刺激治療聯(lián)合常規(guī)康復(fù)治療有助于改善偏癱患者上肢的功能,其效果優(yōu)于單獨(dú)使用常規(guī)運(yùn)動療法和作業(yè)療法治療。雷教育等報道,電刺激療法能夠有效地提高肌力,治療脊髓損傷具有較好的療效。綜上所述,被動運(yùn)動和電刺激是臨床康復(fù)中預(yù)防肌肉萎縮和保持關(guān)節(jié)活動度的常用方法,但其能否在臨床上有效預(yù)防廢用性骨質(zhì)疏松尚未見相關(guān)文獻(xiàn)報道。本實(shí)驗(yàn)選取動物為研究對象,這為被動運(yùn)動和電刺激在臨床上用于廢用性骨質(zhì)疏松的預(yù)防治療提供有效的理論依據(jù)。4被動運(yùn)動和電刺激治療對廢用性皮質(zhì)從骨角度的預(yù)防作用1)大鼠失神經(jīng)支配后,骨形成減少,骨吸收增加,形成廢用性骨質(zhì)疏松模型,這與以往文獻(xiàn)研究報道一致。2)被動運(yùn)動和電刺激均能有效抑制大鼠去神經(jīng)后的骨形成減少以