镓盐对骨质疏松大鼠骨组织板层结构影响的实验研究

【关键词】  骨质疏松

    摘要：［目的］探讨镓盐对大鼠骨质疏松骨组织板层结构的影响。［方法］应用脱钙骨切片观察光镜下骨形态；制作扫描电镜样本，在电镜下观察骨质疏松骨组织板层结构情况。［结果］扫描电镜显示对照组骨排列紧密，呈非常规则的板层状；骨质疏松组骨排列紊乱，结构松散，板层结构有破坏；硝酸镓组骨结构比骨质疏松组规则，排列较整齐、密度较大。［结论］镓盐对骨质疏松引起的骨组织板层结构的损伤有改善作用。

　　关键词：镓盐；骨质疏松；扫描电镜；骨；板层结构

　　Effect of gallium on the rat bone lamellar structure elicited by osteoporosis

　　Abstract：［Objective］To investigate the effect of gallium on the bone lamellar structure of osteoporosis［Method］Microscope was used to observe the bone formScanning electron microscope was used to observe the bone lamellar structure［Result］The bone lamellar structure of control group ranged regularly and tightlyThe sturcture of osteoporosis ranged irregularly and looseSome were even brokenThe structure of gallium nitrate therapy group ranged regularly compared with that of osteoporosis group［Conclusion］Gallium can alleviate the damage of lamellar structure elicited by osteoporosis

　　Key words：Gallium;Osteoporosis; Scanning electron microscope; Bone; Lamellar structure

　　骨组织是由骨细胞、基质和无机盐按照一定的结构排列组成的。骨质疏松时骨强度降低，其主要原因之一是骨结构排列改变造成的。镓在体内主要蓄积于骨组织，并抑制骨代谢。本实验旨在探讨镓盐对骨质疏松骨组织板层结构的影响。

　　1 材料与方法

　　11 实验动物

　　8个月龄成年雌性SD大鼠60只，体重220~270 g，随机分组。

　　12 骨质疏松模型复制

　　骨质疏质模型组开腹后切除双侧卵巢后缝合。4 d后大鼠恢复，进入实验。常规喂养12周。12周后，每组随机选8只大鼠处死，观察模型复制情况。

　　13 实验分组及治疗剂量

　　模型复制成功后，大鼠分成为3组：对照组（12只），骨质疏松组（14只）；硝酸镓治疗组（14只），给予1 mg/kg硝酸镓，3次/周，腹腔注射。

　　14 取材

　　取动物双侧后肢骨分别用戊二醛或福尔马林固定。

　　15 切片制备

　　制备常规脱钙制片。在扫描电镜下观察骨组织板层结构情况。

　　16 统计学处理

　　数据以均数±标准差（x-±s）表示，组间比较使用SPSS 100统计学软件包进行t检验。

　　2 结果

　　21　骨形态计量学测定结果观察

　　对照组与骨质疏松组，骨质疏松组与治疗组相比在骨小梁宽度、骨小梁间距、骨小梁面积均存在显著性差异。

　　22 脱钙骨切片观察骨组织结果

　　显示去卵巢组骨小梁宽度变窄，骨小梁间距变宽，骨小梁占视野面积比降低，骨皮质虽无显著差异，但亦见变窄趋势。从低倍镜上观察对照组和硝酸镓治疗组骨小梁排列以纵向为主，连接成网，骨小梁间距小；而骨质疏松组骨小梁较细，排列稀疏，并且出现小梁的空缺区，髓腔可见脂肪化（图1~3）。

　　23 扫描电镜结果

　　显示对照组骨排列紧密，呈非常规则的板层状；骨质疏松组骨排列紊乱，结构松散，板层结构有破坏；硝酸镓治疗组骨结构比骨质疏松对照组规则，排列较整齐、密度较大（图4~6）。

　　正常骨骼中有微量镓的存在，但总量不超过百分之一。近年来镓盐对骨代谢的影响受到重视。认为补充镓盐是一种有前途的骨代谢疾病的方法。镓在体内主要蓄积于骨组织和皮下，静脉注射镓盐后，迅速进入软组织和骨骼中，6个月后，在骨中含量恒定。体内实验已证实，镓可直接抑制骨溶解，阻止骨钙释放，增加骨中钙含量〔1〕。镓进入体内后优先定位在骨代谢活跃区如骨干骺端及骨干内外膜表面。另有实验证实体外含有镓盐的骨粉很难在酸中溶解。体外研究镓对羟磷灰石形成作用时发现，镓显著吸附到正在形成的羟磷灰石表面，降低其溶解性。同时镓亦降低了骨钙素的mRNA的表达，影响骨组织矿化，因而硝酸镓的治疗没有加快骨钙的沉积过程。

　　镓能增加骨中钙和磷的参入。有效地减少血中总钙和离子钙，对以加速骨再吸收为特征的代谢性骨障碍可进行有效的治疗。口服氯化镓，治疗维甲酸复制的大鼠骨质疏松模型，可增加骨密度、骨皮质厚度和骨小梁的百分比，降低了血清破骨细胞释放的抗酒石酸酸性磷酸酶（TRAP）和碱性磷酸酶（ALP）活性，故镓盐是一种降低骨转换率的药物〔2〕。镓能直接作用于骨形成，体外移植大鼠头盖骨后给镓培养，可增加胶原合成，所以镓盐也能治疗或减轻骨质疏松症〔3〕。因此对某些骨骼病人镓盐是一种有用的药物〔4〕。

　　摘除成熟大鼠双侧卵巢建立绝经后骨质疏松模型是目前研究常用的方法〔5〕，该模型与人类绝经后骨质疏松的特征基本相似。本研究切除大鼠卵巢12周后，骨组织出现了明显变化，出现了类似人类卵巢功能衰退的表现，认为骨质疏松造模成功。

　　骨组织结构在骨质疏松时起重要作用。本实验结果显示，骨质疏松组骨组织板层结构较对照组密度下降，硝酸镓治疗组较骨质疏松组增加，这是同以往报道镓能增加骨钙含量、增加骨密度的结果相一致的，可能是由于含镓的骨组织能对抗酸溶解骨作用的结果。破骨细胞活性被抑制，而其破骨主要作用之一是通过分泌酸致使骨组织脱矿的。骨质疏松最严重的后果是易发生骨折，其问题关键是骨强度下降，导致骨折发生。当一种药物的治疗结果能使骨强度提高时，这种药物应当被称为治疗骨质疏松的有效药物。目前研究显示，硝酸镓不仅能降低骨溶解作用，而且还能降低骨胶原分解速率〔6〕。有不少研究证明镓可降低骨转化，而且镓盐还可增加Ⅰ型胶原稳态mRNA水平。本实验结果显示，硝酸镓治疗组较骨质疏松组的骨密度升高，根据这一结果推测镓盐能抑制骨质疏松引起的骨组织板层结构的损伤。

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　　〔1〕Warrell RP.Gallium nitrate inhibite calcium resorption from and is effective treatment for cancer related hypercalcemia［J］.J Clin Invest,1984，73:14781490.

　　〔2〕能咏民，代晓霞，郭雄，等.镓盐对维甲酸致大鼠骨质疏松模型影响的实验研究［J］.骨质疏松杂志,2001，7（2）:143146.

　　〔3〕庞炜，王治伦，吕旌乔，等.镓盐对去势大鼠骨质疏松结构的影响［J］.西安医科大学学报,20000，21:415419.

　　〔4〕、李广元，李莹.微量元素镓和骨病［J］.中国医学研究与临床,2003，1（8）:6265.

　　〔5〕郝永强，戴戎.骨质疏松性骨折实验模型的设计与建立［J］.中国矫形外科杂志,2002，9（6）:569572.

　　〔6〕Warrell RP.Gallium nitrate for the treatment of bone metastases［J］.Cancer,1997，80(8):16801685.