不同剂量骨疏灵和不同强度运动联合应用对去势大鼠骨生物力学的影响*★

江大雷1，刘建宇2

课题背景：课题是四川省中医药管理局科研课题，课题负责人为成都中医药大学博士、成都体育学院中医骨伤科蓝肇熙教授，首批四川省学术和技术带头人后备人选、四川省中医药研究会理事。本文是这个课题的后续研究并受到此课题的资助。

应用要点：实验将中药和运动联合应用防治骨质疏松症，符合采用多种方法联合应用防治骨质疏松的思维。将中药和运动各自在防治骨质疏松症方面独特的优势与特点结合起来，充分发挥其各自疗效特征以及协同调控作用，有益于骨质疏松症的防治。

相关链接：目前骨质疏松症的研究热点有基因研究、模型研究、激素及补钙治疗、补肾中药及有效成分的研究等。各种方法对骨质疏松症的预防和治疗均有一定的干预作用，但从总体上看其疗效均较为局限。因此将多种防治手段有机地结合起来，使之尽可能多方位的产生较大的干预效应，应是今后探讨预防和治疗骨质疏松症方案的一个方向。

1许昌学院体育系，河南省许昌市 461000；2三峡学院体育系，重庆市 404000

江大雷★，男，1981年生，安徽省宿州市人，汉族，2006年成都体育学院毕业，硕士，讲师，主要从事运动保健学的研究。
jdl2006@163.com

摘要
目的：观察不同剂量中药骨疏灵和不同强度运动联合应用对去卵巢大鼠骨生物力学的影响，确定适合的运动强度和中药剂量。
方法：实验于2006-01在四川大学高分子实验室完成。3个月龄健康雌性SD大鼠70只，体质量（250±20）g。驯化喂养15 d后分别称体质量，随机设计法将大鼠分为假手术组、模型对照组、己烯雌酚阳性对照组、低强度运动加中剂量中药组、低强度运动加高剂量中药组、中强度运动加中剂量中药组和中强度运动加高剂量中药组，每组10只。手术切除各实验组大鼠双侧卵巢。术后1周，各组大鼠无异常，实验参照Bedford的动物负荷标准，中药和运动方案各组大鼠术后第7天起在小动物跑台上开始训练。按不同要求进行实验，12周后麻醉并处死大鼠，取第3腰椎进行生物力学指标检测。组间比较采用单因素方差分析，组间差异采用LCD检验，采用2×2析因实验分析，确定有无交互作用，以及交互作用的显著性水平，分析指标为骨生物力学敏感指标，确定中药和运动组合优选方案。
结果：纳入SD大鼠70只，进入结果分析67只，其中模型对照组死亡2只，中强度运动加高剂量中药组死亡1只。①析因分析：生物力学各指标的变化基本呈一致性趋势。能量吸收、弹性模量、最大应变、结构刚度4个指标析因分析显示，单纯运动和单纯中药作用明显（P < 0.05）；中药和运动的交互作用不明显（P > 0.05），表现为相加效应。②组间比较：中强度运动加高剂量中药组生物力学各指标相对于其他联合组更接近于己烯雌酚阳性对照组和假手术对照组（P < 0.05）。其中弹性模量高于假手术对照组，能量吸收和最大载荷2个指标高于已烯雌酚阳性对照组，但差异均无显著性(P > 0.05)。
结论：中药骨疏灵和运动联合方案可延缓去势大鼠骨量的丢失，两者联合应用有累加效应。中强度运动加高剂量中药组在联合方案中显示出最佳效果。
关键词：骨生物力学；中药；运动；绝经后骨质疏松症；协同作用；组织构建

江大雷，刘建宇．不同剂量骨疏灵和不同强度运动联合应用对去势大鼠骨生物力学的影响[J].中国组织工程研究与临床康复，2008，12(2):279-282 [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-2/2k-279(ps).pdf]

中图分类号:R681.4
文献标识码:B
文章编号:1673-8225
(2008)02-00279-04

Influence of traditional Chinese medicine Gushuling and exercises on bone biomechanics in ovariectomized rats

AIM:To observe the effect of exercise of different intensities plus traditional Chinese medicine on the bone biomechanics in ovariectomized rats to identify the appropriate exercise intensity and traditional medicine dose.
METHODS: The experiment was performed at the High Polymer Laboratory of Sichuan University in January 2006. Seventy 3-month-old healthy female SD rats weighing (250±20) g were fed for 15 days, weighed and randomized into sham operation group, ovariectomized group, diaethylstilbestrol (DES) positive control group, low intensity exercise plus middle-dose herb group, low intensity exercise plus high-dose herb group, medium-intensity excise plus middle-dose herb group, and medium-intensity exercise plus high-dose herb group (n=10). Bilateral ovaries of rats in each experimental group were removed. One week after ovariectomia, all animals maintained normal state. According to Bedford loading standards for animals, the rats in medicine plus exercise groups were trained on the treadmill since the seventh day. Twelve weeks later, all rats were executed under anesthesia, and the third lumbar spine was harvested for biomechanics index detection. One-way variance analysis was performed for group comparison; LCD test was used for group differences. 2×2 factorial analysis was used to identify whether there was interaction, and the significance of interaction. With the sensitive index of bone biomechanics as the analyzing index, the optimum strategy of exercise and traditional Chinese medicine was confirmed.
RESULTS: Of the 70 SD rats, 2 of the ovariectomized group and 1 of the medium-intensity exercise plus high-dose herb group died; finally, 67 rats were included in final analysis. ①Factorial analysis: Biomechanical index changes were consistent with the same trend. Factorial analysis of energy absorption, elastic modulus, maximum strain and structure rigidity showed the effect of exercise alone and traditional medicine alone was significant (P < 0.05), but the combination of exercise and the traditional medicine showed little effect on the biomechanics of bone (P > 0.05). ②Group comparison: The biomechanical index of vertebral body of medium-intensity exercise plus high-dose herb group was closest to the sham operation group and DES group compared with other treatment group (P < 0.05). Among all indexes, elastic modulus was higher than the sham operation group, and energy absorption and maximum load were higher than DES group, but the differences were not statistically significant (P > 0.05).
CONCLUSION: Chinese herb Gushuling plus exercise can delay the loss of body mass in ovariectomized rats with an additive action. The medium-intensity exercise plus high-dose herb shows the best effect in combination groups.

Jiang DL, Liu JY. Influence of traditional Chinese medicine Gushuling and exercises on bone biomechanics in ovariectomized rats.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2008;12(2):279-282(China)
[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-2/2k-279(ps).pdf]

0 引言

绝经后骨质疏松症属于Ⅰ型原发性骨质疏松症，是一种与雌激素缺乏直接相关，同时亦与多种因素相关的疾病，为原发性骨质疏松最常见的类型。特点是全身骨量减少，以松质骨为主[1]。本实验采用四川省名中医蓝肇熙教授的经验方骨疏灵和运动联合干预去势大鼠骨质疏松症的形成，观察不同剂量中药骨疏灵和不同强度运动联合应用对去卵巢大鼠骨生物力学的影响，确定适合的运动强度和骨疏灵的剂量，为组成一种较好的联合治疗方案提供理论依据。

设计：随机对照动物实验。
单位：成都体育学院。
材料：实验于2006-01在四川大学高分子实验室完成。3月龄健康雌性SD大鼠70只，体质量（250±20）g，由四川大学实验动物中心提供。所有大鼠自由进食、饮水，进食标准饲料由四川大学实验动物中心提供。驯化喂养15 d 后将大鼠分别称体质量，随机设计法分为假手术组、模型对照组、己烯雌酚阳性对照组、中强度运动加高剂量中药组、中强度运动加中剂量中药组、低强度运动加高剂量中药组和低强度运动加中剂量中药组，每组10只。手术切除各实验组大鼠双侧卵巢[2-3]，术后1周，各组大鼠无异常，各组内依次编号并用不同颜色的记号笔做好记号。
设计、实施、评估者：实验设计、评估为第一作者，干预实施为第一、二作者。均经过正规培训，采用盲法评估。
方法：
中药配制：中药方剂骨疏灵一方是蓝肇熙教授在长期治疗骨质疏松症的临床实践中对相关药物进行反复筛选，探索总结所得的经验方。方剂组成：党参15 g，炒白术15 g，茯苓15 g，补骨脂15 g，淫羊藿12 g，蛇床子12 g，淮牛膝12 g，熟地12 g，丹参15 g等。该中药已应用于临床（四川省中医药研究院制药厂生产，批号：040609）。大鼠所灌服骨疏灵剂量分别为成人(60 kg)日服剂量(30 g 颗粒剂)的15倍和10倍（按相同体质量计算），则中高剂量分别为5，7.5 g/kg；各组均以100 g 大鼠灌1 mL 生理盐水（或药液）的规格配制。
运动方法：本实验参照Bedford等[4]的动物负荷标准，中药和运动方案，各组大鼠术后第7天起在小动物跑台上（天津运动医学研究所研制）开始训练。低强度组和中强度组的大鼠起始跑速度分别为8 m/min和12 m/min，开始时持续时间20 min，跑台倾斜度0°，隔日持续时间增加10 min，第2周起持续时间为60 min，将跑台倾斜5°，运动强度分别为12 m/min 和20 m/min， 5 d/周，持续11周结束。每天运动分早晚2次，灌药后半小时进行。
标本取材：12周后，所有大鼠麻醉后以股动脉放血方法处死。完整取出第3腰椎，用剪刀小心剪除椎体上下椎间盘、棘突及附件，并用细砂纸打磨成上下平面平行且与纵轴垂直的三棱柱。各标本均用生理盐水纱布包裹，存放于-20 ℃ 冰箱内备做骨生物力学检测。
实验指标测试方法：将磨制好的椎体置于Instron万能材料试验机(四川大学高分子材料国家重点实验室提供，美国Instron Co 生产)上分别作压缩实验（用生理盐水浇灌标本，使之保持湿润，室温23 ℃[5]），加载速度 1 mm/min，记录其载荷-变形曲线与应力-应变曲线。骨骼的生物力学指标结构力学参数为最大负荷，能量吸收，结构刚度。材料力学参数为弹性模量，最大应变，极限强度。
主要观察指标：大鼠一般情况，体质量，子宫湿重，第3腰椎生物力学测试指标。
统计学方法：由第一作者采用SPSS 11.0软件完成统计处理，全部计量资料以_x±s表示，组间比较采用单因素方差分析(Oneway-ANOVA)，组间差异采用LCD检验，采用2×2析因实验分析，确定有无交互作用，以及交互作用的显著性水平，分析指标为骨生物力学敏感指标，通过综合分析法，确定中药和运动组合优选方案，显著性水平取α=0.05。

2.1 实验动物数量分析纳入SD大鼠70只，进入结果分析67只，其中模型对照组减少2只，中强度运动加高剂量中药组减少1只。
2.2 椎体生物力学性能的比较
2.2.1 各组大鼠第3腰椎结构力学指标见表1。

2.3 中药和运动间交互作用分析结果从椎体生物力学的各个指标进行析因方差分析，指标的变化基本呈一致性趋势。能量吸收、弹性模量、最大应变、结构刚度4个指标析因分析显示，单纯运动和单纯中药作用明显（P < 0.05）;中药和运动的交互作用不明显（P > 0.05）。最大强度、最大载荷2个指标析因分析结果显示，单纯中药作用显著（P < 0.05）;单纯运动作用不明显（P > 0.05）;中药和运动显示出良好的交互作用（P < 0.05）。采用综合分析法可知单纯中药和运动均有明显作用，而运动和中药间的交互作用不明显。SPSS分析结果见表3。

骨质疏松症是一种多因多果全身性骨骼疾病，其发病机制目前尚不完全清楚[6-9]。
虽然目前临床上应用的各种方法对骨质疏松症的预防和治疗均有一定作用，但从总体看其疗效均较为局限。因此将多种防治手段有机地结合起来，使之尽可能多方位的产生较大的干预效应，应是今后研究预防和治疗骨质疏松症方案的一个方向。不同研究[10]分别将依拉普芬与雌激素、运动与雌激素联合起来对抗骨质疏松症，均取得了较为满意的临床效果。
力学刺激对细胞功能状态的影响乃至对机体生存的意义逐渐成为研究的热点问题[11-12]。运动产生的力学信号可以通过细胞骨架的变形而转化为生化信号，从而启动一系列生化反应。
从大量的临床和基础研究[13-14]结果可以看出，中医药防治骨质疏松症的疗效是可以肯定的，中药通过作用于不同组织和器官，多靶点、多环节、多途径调节骨吸收和骨形成，改善了骨代谢情况，增加了骨量，维持了骨的正常结构，使骨的力学性能得到提高，从而达到有效防治骨质疏松症的目的。
实验主要目的是针对围绝经期妇女骨质疏松症的防治问题，研究长时间的适宜运动量跑步运动[15]和中药联合应用对3月龄去势大鼠骨质疏松形成的抑制作用，3月龄大鼠全身骨骼发育成型，但尚未达到峰值骨量，对运动较为敏感，此模型与妇女绝经后骨质疏松症时期有所偏差，所以研究运动对此骨质疏松模型骨质量的作用与人类绝经后骨质疏松患者有所差别，这也是各种报道结果不同的原因之一。再者运动方式采用了低强度和中强度的跑步运动不仅与相关报道一致[16-17]，在实践中意义也很明显。骨质量由骨密度、骨生物力学和骨结构决定，而骨生物力学性能的变化则是骨质量变化的直接反映[18-19]，本实验把生物力学指标作为评价指标便基于此。实验结果显示中药加运动方案抑制去卵巢后椎体生物力学性能下降作用接近甚至高于己烯雌酚阳性对照组，但仍未能保持在正常水平(P < 0.05)，其中以中强度运动加高剂量中药组效果最好。析因实验分析结果显示，单纯运动和单纯中药均对去势大鼠骨质疏松症的形成表现了良好的干预作用，中药和运动联合应用没有表现出协同作用，但表现出可加效应，这和李爽等[20]报道不尽一致。认为虽然中药和运动都是通过调节整体的机能来发挥作用的，但两者作用的途径不同，没有表现出交互作用，表现为可加效应，也可能与实验时间相对较短有关。可以推论，补肾健脾活血化瘀中药和运动在治疗骨质疏松症的机制上具有一定的共同性，具备了联合应用的基础。单纯运动和单纯中药都是通过对机体的整体调节作用，发挥防治骨质疏松症的功效，均属于“调动疗法”[20]，都同时具有促进骨形成和抑制骨吸收的双重作用，而且副作用均不明显，两者的治疗机制有一定共性。将中药治疗和运动治疗结合起来，从作用机制来看，双方不会发生相互拮抗、相互矛盾，而应是协同促进的关系。从本实验的治疗效果来看，虽然没有证实其相互协同作用，但应用中药骨疏灵加运动治疗骨质疏松大鼠，取得了十分满意的效果，其整体效果优于单纯运动、单纯中药和雌激素等其他治疗方法。不仅显示了良好的雌激素替代作用，而且副作用较小，体现了联合作用的优势，同时也论证了通过改善整体机能来防治骨质疏松症思路的正确性。因此，将中药和运动骨疏灵结合起来组成的联合治疗方案，是一种较为理想的防治骨质松症的新方法。不同中药剂量和不同运动强度之间的组合显示了不同的防治效果，以中强度运动加高剂量中药组防治效果相对较好，认为这一结论可应用于指导临床实践中选择更为合理的方案，有望在防治绝经后骨质疏松症方面收到更好的疗效。

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