吳雋旎,方映慧,劉 科,陳 熙,4,張玲莉,孫忠廣,陳柄霖,楊 杰,鄒 軍
(1.上海體育學院運動科學學院,上海 200438;2.上海浦東新區(qū)浦南醫(yī)院康復科,上海 200125; 3.上海體育學院科研處,上海 200438;4.溫州醫(yī)科大學體育科學學院,浙江溫州 325035)
穴位埋線對生長期小鼠骨密度及骨生物力學性能的影響*
吳雋旎1,方映慧1,劉 科2,陳 熙1,4,張玲莉1,孫忠廣1,陳柄霖1,楊 杰1,鄒 軍△
(1.上海體育學院運動科學學院,上海 200438;2.上海浦東新區(qū)浦南醫(yī)院康復科,上海 200125; 3.上海體育學院科研處,上海 200438;4.溫州醫(yī)科大學體育科學學院,浙江溫州 325035)
目的:分析穴位埋線對生長期小鼠骨密度和骨生物力學性能的影響,進而探討此方法對促進青少年骨質健康的效果。方法:選取2月齡雄性C57BL/6小鼠按隨機數字表法分為對照組、維生素D組(VD組)、穴位埋線組3組各6只共18只。實驗組每15d進行足三里穴位埋線1次共2次;VD組用0.066%的活性維生素D3對小鼠進行灌胃,劑量為5ml/kg體質量,前2周于周二、四、六灌胃,后2周每天進行灌胃,對照組小鼠不做任何干預。結果:足三里穴位埋線對提高生長期小鼠股骨的骨密度有提升趨勢,但作用有限,而維生素D的補充對骨密度提升有顯著性作用;足三里穴位埋線可以很好地改善生長期小鼠股骨的最大載荷和彈性模量。結論:4周“足三里”穴位埋線對生長期小鼠骨密度提升的作用有限,但可以通過改善其骨生物力學特性來增加骨骼抵抗外力的作用。
穴位埋線;足三里;C57BL6;骨密度;骨生物力學
骨質疏松是一種全身性的代謝性骨骼疾病,中老年人或絕經期婦女多發(fā),臨床大多體現(xiàn)為駝背以及骨折的發(fā)生等,發(fā)病后相對較難治愈。有研究顯示,骨質疏松病人發(fā)生骨折的概率是正常人的5倍甚至更高,且發(fā)生骨折后的并發(fā)癥和致殘率也遠遠高于正常健康人群[1]。中國的人口眾多,而近些年的社會老齡化問題也日益凸顯[2],如何能有效地防治骨質疏松癥已成為較為重要的社會化問題。
“腎主骨生髓,為先天之本;肝腎同源”是傳統(tǒng)針灸療法的理論基礎。因此,較多研究通過對肝腎相關穴位的刺激,證實其具有良好的調節(jié)骨代謝作用,如骨密度的增加、內分泌激素水平的提升、疼痛的緩解等。目前關于穴位刺激防治骨質疏松癥的研究主要以臨床治療為主,研究對象多為老年人群或骨質疏松動物模型。另有研究表明,成年期達到較高的峰值骨量(PeakBoneMass,PBM),在預防老年期骨量減少、骨質疏松以及應力性骨折方面具有重要作用[3],提示PBM具有保持骨骼健康并預防老年骨質疏松的作用[4]。如何通過穴位刺激在生長期進行更有效的干預從而提高PBM目前未見報道。因此,本研究通過對生長期小鼠進行穴位埋線干預,觀察其骨密度以及骨生物力學等指標的變化,進而探討穴位埋線對促生長期小鼠骨質的影響。
1.1 研究對象
本實驗以雄性C57BL/6小鼠作為研究對象(購于第二軍醫(yī)大學實驗動物中心,許可證號SCXK (滬)2012-0002),飼養(yǎng)至7周齡后,稱重后按體質量分層按隨機數字表法分為對照組、VD組、穴位埋線組3組,每組各6只共18只小鼠。對照組體質量(19.33±1.22)g,VD組體質量(19.57±0.48)g,穴位埋線組體質量(19.77±1.05)g。
1.2 方法
1.2.1 飼養(yǎng)與干預 小鼠常規(guī)分籠飼養(yǎng),每籠6只,自由飲食飲水。每天18∶00換水,每周一和周四18∶00換經紫外線消毒過的墊料,周一稱重。各組分別進行下列干預方案4周。對照組不做任何干預,VD組以 0.066%的活性維生素 D3(Sigma-Aldrich)溶液對小鼠進行灌胃,每次灌胃劑量為5 ml/kg體質量,前2周于周二、周四、周六灌胃,后2周每天進行灌胃。埋線組按《實驗針灸學》動物穴位定位方法選取雙側足三里進行穴位埋線,每15d埋線1次[5]。首先將消毒好的一次性羊腸線(型號4/0)剪成2mm小段,然后取埋置針灸注射器(江蘇華宏醫(yī)療器械有限公司提供,型號6#)的針芯向外拔出大約1cm,用鑷子去掉已剪好的小段羊腸線放入注射器針頭處扎入穴位,然后向內推針芯,待羊腸線已植入皮下組織后緩慢將注射器抽出(抽出后再次觀察穴位處,以確保羊腸線植入未被帶出)。
1.2.2 取材方法 小鼠處死前晚禁食不禁水,處死當天先稱重,然后采用頸椎脫臼法處死。用手術剪剔除股骨部位皮膚以及附著肌肉等軟組織,取出完整的股骨段,然后用事先在生理鹽水中浸泡過的紗布進行包扎后放入-80℃的冰箱保存。
測試前將標本從冰箱中取出,室溫放置12h自然解凍,待完全解凍后再進行骨密度以及骨生物力學檢測。
1.2.3 檢測指標 ①股骨骨密度檢測:將小鼠的左側股骨從冰箱中取出,室溫放置自然解凍(室溫環(huán)境溫度為23℃±3℃),待標本完全解凍后放置于骨密度儀(Osteocore3Digital2D,F(xiàn)rance)下進行掃描;②股骨生物力學性能檢測:使用微機控制電子萬能試驗機(瑞格爾公司,中國)對小鼠股骨進行生物力學性能檢測。將股骨放在機器的2個支撐點然后開始測試,啟動儀器的工作臺,讓探頭朝著標本方向以2mm/min的加速度緩慢下降,至標本斷裂后讓鉆頭繼續(xù)前行2mm,停止機器。探頭通過其連接的壓力傳感器感知到標本對于探頭往下運行時股骨對其的反作用,并將其感知到的信號傳輸給計算機,計算機根據探頭下降的距離與載荷生成的負荷-位移曲線,從而得出最大載荷、彎曲強度、彈性模量等數據。
1.3 統(tǒng)計學方法
采用SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計分析,所有實驗結果以均數±標準差(±s)表示,有差異的情況下用LSD進行組間兩兩比較,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
2.1 小鼠體質量變化
表1顯示,實驗過程中各組小鼠體質量增加,但3組之間比較差異無統(tǒng)計學意義。
表1 各組小鼠體質量變化比較(g)
2.2 小鼠股骨密度檢測結果
表2顯示,VD組股骨骨密度高于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05);穴位埋線組股骨骨密度高于對照組,但差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
表2 小鼠股骨密度比較(g/cm2)
2.3 小鼠股骨生物力學性能的檢測結果
2.3.1 小鼠股骨最大載荷 表3顯示,VD組股骨最大載荷相比于對照組有增大趨勢,分別為12.69N和10.1N,但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);而穴位埋線組股骨最大載荷為15.19N,高于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
表3 小鼠股骨最大載荷比較(N)
2.3.2 小鼠股骨彎曲(斷裂)強度 表4顯示,3組間斷裂強度比較差異無統(tǒng)計學意義,但VD組和穴位埋線組較對照組有升高趨勢。
表4 小鼠股骨彎曲(斷裂)強度比較(MPa)
2.3.3 小鼠股骨彈性模量 表5顯示,VD組和穴位埋線組股骨彈性模量分別為2.05和1.3 Gpa,均高于對照組的0.9Gpa,差異有統(tǒng)計學意義;而穴位埋線組則低于VD組,差異有統(tǒng)計學意義。
生長期骨發(fā)育不僅要實現(xiàn)骨的縱向生長,還需要實現(xiàn)骨骼的形狀和大小的變化[6-7]。而生長期因各種激素如性激素、生長激素、甲狀腺激素以及各種因子的劇烈變化也導致該時期骨量以及骨密度的快速增長,成為骨量獲得的重要時期[8-10]。
中醫(yī)“腎主骨生髓”理論認為,骨質疏松癥的關鍵是腎虛,同時兼有肝脾不足。如《素問·痿論》曰:“腎者水藏也,今水不勝火,則骨枯而髓虛,故足不任身,發(fā)為骨痿?!薄鹅`樞·經脈》云:“足少陰氣絕則骨枯……骨不濡則肉不能著也。骨肉不相親則肉軟卻,肉軟卻故齒長而垢發(fā)無澤,發(fā)無澤者骨先死?!鄙勖舻戎鲝埞琴|疏松癥發(fā)生的主要原因是腎脾虛,以此入手,通過補腎并在補腎基礎上對健脾養(yǎng)胃方法的運用均取得了很好的療效[11]。因此,臨床針灸以補腎為主,調補肝脾,并以活血通絡之法補養(yǎng)先天和后天之本,疏通全身經絡以達到陰陽調和的效果。
骨密度是衡量骨質量的一個重要指標,它能夠反映骨質疏松的程度,是預測骨折危險性的重要依據。臨床上通過腎俞穴位埋線和藥物治療原發(fā)性骨質疏松患者發(fā)現(xiàn),腎俞穴位埋線有利于骨質疏松癥的緩解[12-13]。梁柱等也對120例肝腎不足型絕經后骨質疏松患者進行背俞穴為主埋線結合鈣劑的治療,也得到了同樣的結果[14]。而本研究主要觀察穴位埋線是否可以使生長期小鼠獲得更高的PBM以預防老年骨質疏松,其腎虛的可能性不大,故選用“足陽明胃經”的主要穴位足三里,觀察是否可以通過健脾胃的作用而改善生長期小鼠的骨質狀況。研究提示,足三里埋線對于生長期小鼠骨密度的提高作用有限,可能與穴位埋線的時間、穴位的選擇、樣本量大小等有關系,值得進一步的研究和探討。
有研究指出,骨密度能夠評價骨脆性,預測骨折發(fā)生危險的可能性,但不是評價骨健康的惟一標準。骨的生物力學性能通過對骨骼加載外力后檢測其力學特征以及生物效應,是衡量骨強度的一種方法,也是評價骨質量的另一種直接又可靠的重要方法。李晶等用針刺以及艾灸的方式對去勢大鼠進行干預,結果顯示2種方式對刺激穴位均可改善去勢大鼠的骨生物力學特性[15]。本研究選用彎曲(斷裂)強度、最大載荷以及彈性模量這3個指標反映小鼠的骨生物力學性能。與李晶等研究相似。本次研究結果顯示,穴位埋線可以提高小鼠股骨的最大載荷和彈性模量,而VD組則只提高了彈性模量。提示4周的足三里埋線對于無腎虛生長期小鼠的骨礦物質的增加作用不大,但可以通過“調理脾胃、補中益氣”作用來提高生長期小鼠的骨強度。考慮一方面可能是少量的骨密度變化引起。Heaney等認為體外抗骨折能力與其彈性模量和骨密度的平方成正比,即少量的骨量變化會引起巨大的力學性能改變[16]。另一方面,埋線的持續(xù)性穴位刺激可能會引起骨小梁結構的變化,從而使骨具有更高的骨強度以對抗外界應力。如Zhang等研究顯示,針刺腎腧穴可以提高SAMP6小鼠的骨小梁容積,并改善其生物力學特性[17]。
綜上所述,4周“足三里”穴位埋線對生長期小鼠骨密度提升的作用有限,但可以通過改善其骨生物力學特性來增加骨骼抵抗外力的作用。
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:A
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上海體育學院2014年秋季境外訪學項目(STFX20140222);國家自然科學基金資助項目-運動對老年性骨質疏松小鼠Wnt信號傳導通路的影響(81170323);上海市人類運動能力開發(fā)與保障重點實驗室資助項目(上海體育學院)(11DZ2261100)
吳雋旎(1984-),女,湖南人,在讀碩士,從事運動醫(yī)學的臨床與研究。
△通訊作者:鄒 軍(1969-),男,教授,Tel:021-51253150,E-mail:zoujun777@126.com。