周延萌,寧慧嫻,張小敏,高允生,武繼彪
(1.山東中醫(yī)藥大學基礎(chǔ)醫(yī)學院,山東濟南 250355;2.泰山醫(yī)學院藥學院,山東 泰安 271016)
骨質(zhì)疏松(osteoporosis,OP)是以骨量減少,骨組織微細結(jié)構(gòu)破壞,骨脆性增加為特征的一種系統(tǒng)性、全身性骨骼疾病,是最常見的老年性骨代謝疾病,女性因絕經(jīng)后雌激素明顯缺乏而易發(fā)生。鷹嘴豆芽素A(biochanin A)來源于豆科植物鷹嘴豆種子的胚芽部分,紅車軸草全草等,已證實具有雌激素樣作用。本研究通過去卵巢手術(shù),建立大鼠絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松動物模型,研究鷹嘴豆芽素A對去卵巢骨質(zhì)疏松大鼠的作用,并觀察其對大鼠乳腺組織的影響。
1.1 實驗動物 選用60只6月齡♀ Wistar大鼠,體質(zhì)量(300±30)g,山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司,動物合格證號:SCXK(魯)2005-0017。
1.2 藥物及試劑 鷹嘴豆芽素A(陜西慈緣生物技術(shù)有限公司,含量為99.67%);β-雌二醇(Sigma公司);雌二醇放免試劑盒購自北京北方生物技術(shù)研究所。
1.3 實驗儀器 DPX-L型雙能X線骨密度儀(美國Lunar公司);SN695型放射免疫計數(shù)器(上海日環(huán)儀器廠);RM2145型石蠟切片機(德國LEICA公司)。
1.4 藥物配制 取鷹嘴豆芽素A,用無水乙醇、吐溫80、蒸餾水以1∶1∶8充分攪拌溶解[1],按 10 ml·kg-1體積配成不同劑量組(7,20,60 mg·kg-1);β-雌二醇也用無水乙醇、吐溫80、蒸餾水以1∶1∶8配制,給藥劑量為 0.35 mg·kg-1。
1.5 模型制備及給藥 大鼠10%水合氯醛(0.3 ml/100 g)麻醉后,無菌條件下切除雙側(cè)卵巢,假手術(shù)組只切除卵巢附近一塊脂肪組織。術(shù)后d 8,對去卵巢大鼠進行連續(xù)5 d的陰道涂片檢查,所有大鼠未處于動情周期,用于試驗。術(shù)后第4周開始灌胃給藥,假手術(shù)組及去卵巢模型組大鼠給予等容量溶劑,連續(xù)12周。
1.6 指標及方法
1.6.1 股骨骨密度測定 取左后肢股骨,剝離干凈后以紗布包裹標號,放于生理鹽水中,置于-20℃冰箱中待測骨密度。采用DPX-L型雙能X線骨密度檢測儀測試大鼠股骨骨密度。
1.6.2 雌激素水平測定 末次給藥6 h后,大鼠股動脈取血,進行雌激素水平測定。血清雌二醇含量用放射免疫法測定。
1.6.3 脛骨、乳腺組織形態(tài)學觀察 取大鼠同側(cè)脛骨和乳腺,迅速浸入10%的福爾馬林固定,脛骨用硝酸法脫鈣,石蠟包埋,切片,HE染色,光鏡觀察脛骨和乳腺組織形態(tài)變化。
1.7 統(tǒng)計學處理 各項參數(shù)均表示為ˉx±s,采用SPSS 12.0統(tǒng)計軟件進行分析,多組間比較采用方差分析。
2.1 鷹嘴豆芽素A對OVX大鼠體重的影響 在造模的4個月時間里,模型組大鼠體重增長較快,在給予鷹嘴豆芽素A3個月過程中,大鼠體重的增長有所控制,與假手術(shù)組相近。雌激素組與模型組比較體重明顯下降(P<0.05),見Tab 1。
2.2 鷹嘴豆芽素A對OVX大鼠股骨骨密度的影響 結(jié)果表明,模型組大鼠股骨骨密度與假手術(shù)組比較明顯降低(P<0.05)。鷹嘴豆芽素A和雌二醇能明顯增加骨質(zhì)疏松大鼠股骨的骨密度,其中高、中劑量組效果明顯(P<0.01),見 Tab 2。
2.3 鷹嘴豆芽素A對OVX大鼠體內(nèi)雌激素水平的影響結(jié)果表明,與假手術(shù)組比較模型組大鼠血清E2水平降低(P<0.05)。應(yīng)用鷹嘴豆芽素A治療后,大鼠體內(nèi)E2水平不同程度升高,特別是高、中劑量組大鼠體內(nèi)E2升高明顯(P<0.05),見 Tab 3。
2.4 大鼠脛骨組織形態(tài)學觀察 顯微鏡下,假手術(shù)組大鼠脛骨骨松質(zhì)結(jié)構(gòu)清楚,骨小梁粗細均勻,相互連接成網(wǎng)狀,骨髓充滿骨髓腔。去卵巢大鼠骨小梁稀疏、細小,骨髓腔內(nèi)含有大量脂肪細胞。鷹嘴豆芽素A各劑量組和雌激素組與模型組比較,骨組織形態(tài)均有不同程度的改善:骨小梁增多,較為粗大,且有些骨小梁相互連接,骨髓腔內(nèi)脂肪細胞減少。
2.5 大鼠乳腺組織形態(tài)學觀察 假手術(shù)組腺泡較少,腺管稍擴張,去卵巢組未見腺泡,脂肪組織及結(jié)締組織與其他組比較稍少,乳腺呈萎縮狀態(tài),鷹嘴豆芽素A低劑量組及中劑量組與模型組差異無顯著性,高劑量組腺泡明顯增多甚至多于雌激素組,腺管囊性擴張。
Tab 1 Effects of biochanin A on rat weight(±s,n=8)
Tab 1 Effects of biochanin A on rat weight(±s,n=8)
*P<0.05 vs model
Group Dose/mg·kg-1 Weight/g 30 days 60 days 90 days 120 days Sham - 354.20±32.91 390.36±37.61 403.92±40.67 429.92±48.05 Model - 352.33±13.60 390.60±13.13 432.18±11.96 461.27±15.87 E2 0.35 362.17±23.35 373.57±21.62 387.80±23.97 386.39±35.43*Bio A 7 361.50±24.82 375.61±13.97 408.40±26.38 432.00±23.59 Bio A 20 351.76±39.18 367.17±31.77 410.00±29.40 425.57±30.09 Bio A 60 364.67±29.04 375.57±33.40 402.91±37.92 413.83±45.21
Tab 2 Effects of biochanin A on BMD of rat femur(±s,n=8)
Tab 2 Effects of biochanin A on BMD of rat femur(±s,n=8)
#P<0.05 vs sham;**P<0.01 vs model
Group Dose/mg·kg-1 Femur BMD/g·cm-2 Sham - 0.173±0.004 Model - 0.164±0.002#E2 0.35 0.170±0.004 Bio A 7 0.171±0.004 Bio A 20 0.177±0.003**Bio A 60 0.183±0.002**
Tab 3 Effects of biochanin A on rat E2ˉ±s,n=8)
Tab 3 Effects of biochanin A on rat E2ˉ±s,n=8)
#P<0.05 vs sham;*P<0.05,**P<0.01 vs model
Group Dose/mg·kg-1 E2/ng·L-1 Sham - 2.076±0.712 Model - 1.185±0.132#E2 0.35 2.323±0.875**Bio A 7 1.427±0.493 Bio A 20 1.977±0.332*Bio A 60 2.099±0.644*
原發(fā)性骨質(zhì)疏松主要是雌激素缺乏。當♀大鼠的卵巢被切除后,由于雌激素缺乏,導(dǎo)致骨代謝不平衡,成骨細胞活動減弱,造成骨形成不足,活化破骨細胞,骨吸收亢進,松質(zhì)骨出現(xiàn)明顯的骨丟失,骨強度下降,這些松質(zhì)骨的骨丟失是伴隨骨轉(zhuǎn)換增強而進行的,這種特性和人正常絕經(jīng)后高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松的骨丟失狀態(tài)有許多相似之處[2]。大鼠卵巢切除模型已被公認為金標準模型。去卵巢大鼠由于體內(nèi)雌激素水平下降,引起脂代謝紊亂,導(dǎo)致肥胖。大鼠體重明顯增加,可部分抑制去卵巢大鼠的骨丟失,肥胖婦女絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松和骨折發(fā)病率較低可能與此有關(guān)[3]。
雖然植物雌激素被認為是一種天然的雌激素受體調(diào)節(jié)劑,與雌激素有很大不同。多數(shù)資料顯示,植物雌激素對乳腺的作用還沒有定論。本實驗中,大鼠去勢后乳腺組織明顯萎縮,未見明顯腺泡結(jié)構(gòu),給予鷹嘴豆芽素A低、中劑量治療后,乳腺組織仍呈萎縮狀態(tài),未見明顯腺泡結(jié)構(gòu),說明一定劑量范圍內(nèi)的鷹嘴豆芽素A對乳腺組織沒有刺激增生和癌變的作用。但是高劑量的鷹嘴豆芽素A對乳腺組織的雌激素作用增強,腺泡明顯增多,腺管囊性擴張。這與一些學者的高劑量異黃酮可誘導(dǎo)乳腺增生和癌變發(fā)生的論點吻合[4-5],但其量效關(guān)系及機制還需進一步研究。
參考文獻:
[1] 周延萌,宋立群,馬曉茜,等.紅車軸草異黃酮對維甲酸致小鼠骨質(zhì)疏松的預(yù)防作用[J].中國藥理學通報,2010,26(12):1658-61.
[1] Zhou Y M,Song LQ,Ma X Q,et al.Preventive effectof trifolium pratense isoflavones on retinoic acid induced osteoporosis in mice[J].Chin Pharmacol Bull,2010,26(12):1658-61.
[2] 劉忠厚主編.骨質(zhì)疏松學[M].北京:人民衛(wèi)生出版社,1998:511.
[2] Liu Z H.Osteoporosis[M].Beijing,People’smedical publishing house,1998:511.
[3] Wronski T J,Schenck P A,Cintron X X,et al.Effect of body weight on osteopenia in ovariectomized rats[J].Calcif Tissue Int,1987,40(3):155-9.
[4] Messina M,McCaskill-StevensW,Lampe JW.Addressing the soy and breast cancer relationship:review,commentary,and workshop proceedings[J].JNatl Cancer Inst,2006,98(18):1275-84.
[5] Messina M.Conclusion that isoflavones exert estrogenic effects on breast tissue and may raise breast cancer risk unfounded[J].Mol Nutr Food Res,2008,52(2):299-300.