胃切除术对大鼠骨密度及钙磷含量的影响.doc

胃切除术对大鼠骨密度及钙磷含量的影响作者：王文平，马英锋，徐武清， 朱希杰，王勇刚，张跃全【摘要】 目的探讨胃切除术对大鼠骨密度及钙、磷含量影响的实验研究。方法采用胃切除术建立大鼠骨质疏松模型共60只，并将其分为5组：胃窦切除术组、胃底切除术组、全胃切除术组、空白对照组和假手术组各12只；术后6个月，应用双能X线吸收法（DEXA）检测大鼠股骨骨密度，应用全自动生化分析仪检测钙、磷等骨代谢生化指标，对结果进行比较。结果与空白对照组比较，胃切除术组大鼠股骨骨密度值显著降低（P< 0.05）；血清碱性磷酸酶、甲状旁腺激素、血清无机磷均升高（P< 0.05）；血清总钙、降钙素、骨钙素均降低（P< 0.05）。结论胃切除术后能够显著降低大鼠股骨的骨密度和骨矿含量，血清ALP、P升高，肠钙吸收低下，分泌减少，BGP分泌减少，分泌亢进的情况下，骨吸收明显增强，这样骨吸收远远大于骨形成，导致骨质疏松的发生。 【关键词】 胃切除术； 骨质疏松症； 大鼠； 骨密度； 钙； 磷Abstract:ObjectiveTo explore the effects of Gastrectomy on bone mineral density and calcium and phosphorus in rats.MethodsThe gastrectomy was used to establish a rat model of osteoporosis. 60 rats were divided into five groups and 12 in each group: Antral resection group, Gastric resection group, Total gastrectomy group, Control group, Sham-operated group.After six months, DEXA was adopted to detect rat femur BMD,and Automatic biochemical analyzer was used to detect calcium and phosphorus. ResultsCompared with control group,gastrectomy（P< 0.05）;ALP, PTH, P were increased（P< 0.05）;Ca,CT,BGP were decreased（P< 0.05）. ConclusionGastrectomy can significantly reduce femoral BMD and BMC in rats，increase ALP、P,lower intestinal absorption of calcium and CT,BGP secretion，PTH.Key words:Gastrectomy ; Osteoporosis; Rats; BMD; Ca; P 骨质疏松症是以骨强度下降、骨折风险性增加为特征的骨骼系统疾病,骨强度反映了骨骼的两个主要方面,即骨矿密度和骨质量。在我国骨质疏松委员会参考世界卫生组织(WHO) 的标准提出了骨质疏松诊断的试行标准。这个标准依据的主要手段是应用双能X 线吸收法诊察。本研究通过对大鼠采用胃切除术后骨密度及钙、磷含量变化的影响，探讨继发性骨质疏松症的病理机制。1 材料1.1 动物清洁级SD大鼠60只，雄性，体质量300350 g,月龄45月，由中国人民解放军第四军医大学实验动物中心提供。许可证编号：（军）。1.2 试剂及仪器甲状旁腺素（）和降钙素（）放射免疫分析试剂盒均购自原子高科股份有限公司；血清骨钙素（BGP）放免药盒购自北京福瑞生物工程公司。双能X线骨密度仪（DEXA），（LUNAR .PRODIGY）,美国GE；全自动生化分析仪（OLYMPUS AU2700）；湘仪离心机（TD 5A-WS）；电子天平(SPS202F)；放射免疫计数器（GC-1200）中佳光电。2 方法2.1 分组及手术方法成年雄性SD大鼠60只，随机分为5组，每组12只，并记录每只大鼠的体质量，A组为空白对照组、B组为假手术组、C组为胃窦切除术组、D组为胃底切除术组、E组为全胃切除术组。2.2 模型制备及取材正常适应性饲养1周后，观察并记录鼠毛的色泽与疏密、眼睛的色泽与灵敏性、大便和大鼠的活动情况。实验组SD大鼠禁食24 h，禁水8 h后，在3%戊巴比妥钠麻醉下按无菌操作法分别行胃窦切除术（C组）、胃底切除术（D组）、全胃切除术（E组），假手术（B组）在同等手术条件下行胃体周围部分脂肪组织切除术。术后给予青霉素（80万单位）肌肉注射，0.1 ml/只，单笼饲养，禁食2 d，禁水1 d，第3天少量粉末饲料，饮水不拘，第6天正常饮食。术后饲养期间每周测量并记录每只鼠的体质量1次，观察并记录鼠毛的色泽与疏密、眼睛的色泽与灵敏性、大便及大鼠的活动情况1次，术后6个月实验到期，在3%戊巴比妥钠麻醉下心脏采血510 ml，-20冰箱保存。处死大鼠，完整取出大鼠右股骨，剔净软组织后，用含生理盐水容器浸泡，将股骨编号，置于-80冰箱保存。2.3 指标的检测方法骨量指标的测定：测定时将标本放置于美国GE，LUNAR ，PRODIGY型双能X线骨密度仪的探头下，应用小动物软件进行股骨的扫描，记录骨密度数据。骨代谢生化指标的测定：包括碱性磷酸酶、血清总钙、无机磷的检测，均采用全自动生化分析仪（OLYMPUS AU2700）检测其大鼠血清；骨钙素、甲状旁腺激素、降钙素的检测，均采用放射免疫计数器（GC-1200）检测其大鼠血清，测得指标。2.4 统计学处理应用软件进行数据处理，实验结果计量资料皆以s表示，主要采用单因素方差分析（ ）进行数据处理，组间两两比较，采用LSD检验。以= 0.05 为检验标准,以P<0.05 为差异有显著意义。3 结果3.1 胃切除术对骨转换的评价指标-骨密度的影响结果见表1。表1 胃切除术对大鼠右股骨骨密度，骨矿盐含量的影响（略）表1显示,胃切除术三组与空白对照、假手术组比较BMD和BMC均降低，且有显著性差异(P< 0.01)，而空白对照组与假手术组差异无显著性(P> 0.05)，且胃窦切除术组与胃底切除术组作用相似，差异无显著性(P> 0.05)。3.2 胃切除术对骨代谢生化指标的影响结果见表2。表2 胃切除术对骨吸收指标血清总钙、清无机磷的影响（略）表2显示,胃切除术3组Ca水平均低于空白对照和假手术组(P< 0.05)；而胃切除术3组P水平均高于空白对照和假手术组(P< 0.05)，且 Ca、P 指标，空白对照组与假手术组差异无显著性(P>0.05)，胃窦切除术组与胃底切除术组作用相似，差异无显著性(P> 0.05)。表3 胃切除术对骨形成指标血清碱性磷酸酶、骨钙素的影响（略）表3显示ALP指标，胃切除术3组水平均高，于空白对照组和假手术组(P< 0.05)，而BGP指标：胃切除术3组水平均低于空白对照组和假手术组(P< 0.05)；且ALP、BGP指标空白对照组与假手术组差异无显著性(P> 0.05)，胃窦切除术组与胃底切除术组作用相似，差异无显著性(P> 0.05)。 表4 胃切除术对钙磷代谢调节指标：甲状旁腺激素及降钙素的影响（略）表4显示,胃切除术3组PTH水平均高于空白对照和假手术组(P< 0.05)；而HCT指标则胃切除术3组均低于空白对照和假手术组(P< 0.05)，且PTH 、HCT 指标，空白对照组与假手术组差异无显著性(P> 0.05)，胃窦切除术组与胃底切除术组作用相似，差异无显著性(P> 0.05)。4 讨论骨质疏松症（Osteoporosis，简称OP）是以骨量降低和骨组织显微结构破坏为特征，导致骨脆性增加和易于骨折的代谢性骨病1。中医“骨痿”与现代医学的OP概念基本相似。就病因病机而言,历代医家多从“肾主骨”，“肾藏精,主骨生髓”等方面出发,认为与“肾虚”有关。肾为先天之本,脾为后天之本,脾主运化,充养肾精,素问五脏生成篇:“肾之合骨也,其荣在发,其主脾也”,若脾虚,肾失所养,进一步可导致肾虚,从而使骨髓失养而致骨痿。OP的发生是一个渐进的过程，BMD 的改变比骨代谢生化标志物的改变要慢，血中骨代谢生化检查能较早发现骨代谢异常，因此在OP的早期诊断中具有重要价值。将BMD 法和骨代谢生化标志物检测联合应用，能早期、快速地作出正确诊断，判断疗效，调整治疗方案。4.1 胃切除术对模型大鼠股骨骨密度、骨矿含量的影响骨密度（BMD）是指骨骼单位面积中矿物质的含量。骨矿物含量减少即骨密度下降是骨质疏松的主要病理表现。WHO 以骨密度测值法中“T -2.5SD”为诊断骨质疏松症的“金标准”2。BMD是目前诊断骨质疏松、估计骨质疏松的程度、预测脆性骨折风险和评价药物干预疗效的最佳定量指标3。对于正常骨骼形态、骨质代谢及吸收性骨病，骨吸收与骨合成的动态平衡起着决定性作用。故本实验以骨密度作为评价模型制备成功的标准。测量BMD的方法多种多样，目前对骨量或骨密度主要采用定量测量的方法，尤以双能X 线吸收法(DEXA)是目前国内、外测量的最常用方法。DEXA具有准确性高、精确度高、辐射剂量低、扫描时间短、调节稳定、重复检查误差小等优点。DEXA 在人体骨量、骨密度测量以及骨质疏松的预防、诊断和治疗过程中均起着重要的作用4，5。目前认为双能X 线吸收法(DEXA)是骨密度(BMD) 检测的“金标准”6。本实验研究表明，雄性大鼠胃切除术6个月后，胃切除术组股骨BMD低于空白对照组，差异显著，尤其全胃切除术组显著差异，说明动物模型复制成功。其机理可能是胃切除术造成胃肠营养吸收障碍，抑制成骨细胞活性，使骨形成减少，同时可引起机体钙、磷和等代谢的变化，促进骨吸收，最终导致骨代谢处于骨吸收大于骨形成的负平衡状态，出现骨量丢失，诱发OP。4.2 胃切除术对骨代谢生化指标的影响4.2.1 胃切除术对骨形成标志物的影响血清碱性磷酸酶（ALP）是最常应用的评价骨形成和骨转换的重要的生化指标，临床上将其作为OP诊断的参考指标。骨形成时成骨细胞可分泌大量的ALP 参与骨的矿化，因此，ALP 活性反映骨形成的活跃程度，血清中约50% ALP 来源于骨，另一半来源于肝脏。Erem 等7及Lee 等8研究认为，血清ALP 含量随年龄增加而增加，其变化与BGP的变化呈正相关，与骨中矿物质含量的变化呈负相关。从表3可知，与空白对照组相比，胃切除术组ALP明显升高，说明代偿性骨形成增加有统计学意义(P<0.05)。其主要机制可能是胃切除术对ALP的分泌具有促进作用，进而引起异常骨代谢。血清骨钙素(BGP)又称2羧基谷氨酸蛋白，是一种相对分子质量为5 2005 900 KD 的依赖维生素K 富含谷氨酸的非胶原蛋白，主要由成骨细胞产生和分泌,其生理功能是维持骨的正常矿化速度,血清BGP可作为评估骨转换率及骨形成的特异指标9。大量研究表明，血循环中BGP浓度反映骨形成速率10。血循环中BGP含量减少或增加是成骨细胞活性变化的结果，与骨吸收无关，它反映骨代谢的瞬间变化11。Delmas 认为，当骨形成与骨吸收耦联时，BGP 是反映骨转换的指标；当骨形成与骨吸收解耦联时，BGP 是反映骨形成的特异性指标，可直接反映骨形成的速率。也有学者认为，完整BGP反映骨形成，BGP片段反映骨吸收，这些有待于进一步探讨12。从表3可知，胃切除术组BGP明显低于空白对照组，表明胃切除术对BGP的分泌具有抑制作用，而BGP分泌减少，表明骨形成降低，进而引发OP。4.2.2 胃切除术对骨吸收标志物的影响血钙和尿钙是反映骨吸收的主要生化指标之一，血清钙和离子钙对各种代谢性骨病的诊断和鉴别诊断有重要意义。从表2可知:胃切除术对血钙的分泌具有促进作用。OP的病理机制主要是血钙水平下降，使分泌增多，它作用环磷酸腺苷使其升高，造成破骨细胞活性增强，骨吸收加速，骨钙溶出，骨吸收超过骨形成，发生OP13。而血钙的降低是由于钙吸收的下降，钙吸收低下是由于低钙饮食，低维生素或低活性维生素及日照不足和长期卧床、高磷饮食摄入等造成。从表2可知，与空白对照组比较，胃切除术组血清无机磷含量明显升高。P也是反映骨吸收的主要生化指标，磷在体内的含量仅次于钙，刺激骨释放、。钙离子、维生素代谢产物可促进（直）肠对磷的吸收。其机理可能是高磷可使细胞外液的浓度升高，使细胞内钙浓度降低，/比率下降，尤其钙离子浓度下降，使分泌亢进，骨吸收增加，造成骨营养不良，诱发OP13。4.2.3 胃切除术对骨转换有关的钙调激素的影响甲状旁腺素（），能增强破骨细胞活性，促进骨的吸收，使骨钙释放入血。还能减少近端肾小管对磷的重吸收，而增加钙的重吸收，促进肾的活性维生素的转化，间接促进肠钙吸收，最终结果是血钙浓度增加。具有调节机体骨内钙离子浓度的功能。而合成和分泌与血钙离子浓度呈负反馈机制，即钙离子浓度降低，刺激分泌增加。从表4可知:胃切除术对的分泌具有促进作用。分泌增加使骨钙溶出，血钙增加，骨吸收作用增强，骨量减少，导致OP13。从表4可知，与空白对照组比较，胃切除术组明显降低。其机理可能是胃切除术对的分泌具有抑制作用，而既能抑制破骨细胞的活性，阻碍骨吸收，又能抑制和活性维生素D的活性，降低血钙浓度，从而导致OP13。总之，本实验结果表明，胃切除术后能够显著降低大鼠股骨的骨密度和骨矿含量，血清ALP、P升高，肠钙吸收低下，分泌减少，BGP分泌减少，分泌亢进的情况下，骨吸收明显增强，这样骨吸收远远大于骨形成，导致OP的发生。其机理可能是胃切除术造成胃肠营养吸收障碍，抑制成骨细胞活性，使骨形成减少，同时可引起机体的钙、磷、维生素D和等骨代谢的变化，促进骨吸收，最终导致骨代谢处于骨吸收大于骨形成的负平衡状态，出现骨量丢失，诱发OP。进一步从分子细胞水平证实胃切除术后能造OP，本实验为研究胃切除术后的远期并发症之一的OP提供了动物实验基础,为研究继发性OP提供依据。【参考文献】 1陆再英,钟南山.骨质疏松症,第7版M.北京:人民卫生出版社,2008:835.2杨伟民，邵 斌.骨代谢生化指标与骨质疏松症J.中国骨质疏松杂志,2004,10:118.3肖建德.实用骨质疏松学，第1版M.北京：科学出版社，2004：177.4Maddalozzo GF ,Cardinal BJ ,Snow CA. Concurrent validity of the BOD POD and dual energy x-ray absorptiometry techniques for assessing bog-body composition in young womenJ.J Am Diet Assoc ,2002,102 (11) :1677.5陆大江,陈佩杰,李效凯.身体成分测定方法介绍J.中国运动医学杂志,2002 ,21(3) :332.6Watt s NB. Fundamentals and pitfalls of bone densitomet ry using dual energy X-ray absorptiometry (DEXA)J.Osteoporos Int ,2004,15: