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目的:糖皮质激素(glucocorticoids,GCs)是临床上应用较多的一类药物,但是大剂量应用GCs可能导致多种并发症,糖皮质激素性骨质疏松(glucocorticoid -induced osteoporosis,GIO)就是其中之一。GIO先是引起骨丢失,继而导致骨折,严重影响了患者的健康状况和生活质量。目前临床上防治骨质疏松(osteoporosis, OP)所用的西药多以局部靶点为作用位点,这种疗法对OP这种多因多果的代谢性疾病的治疗存在着一定的局限性。中医强调辨证施治,即将疾病的某一阶段的病理、生理改变归纳为“证”。根据“证”这一整体水平的疾病的认识,从脏腑的联系,人和自然关系等方面,多途径、多靶点调节机体的动态平衡。因此从中医药中寻找治疗GIO的药物意义重大。东莞万成制药有限公司生产的中药-护骨胶囊(HuGu capsule,HG),已获得专利证书和新药证书批文。它以补肾、健脾、活血化瘀组方。前期研究发现:HG防治原发性骨质疏松疗效显著,而且该药具有多方面调节成骨细胞和破骨细胞的作用。中医认为GIO的发病与肾虚有关,因而根据HG的组方,推测其可能具有预防GIO的作用。为了探讨HG是否可以预防GIO,本课题通过GCs诱导实验动物GIO,采用骨形态计量学和骨生物力学的方法,观察HG对GIO的预防作用,为开发HG的新用途提供实验依据。方法:将60只3m龄SPF级雌性SD大鼠随机分为6组:正常组、模型组、骨松宝组(阳性对照组)和护骨胶囊低、中、高剂量组(Ctrl、Mod、GSB、HG-L、HG-M、HG-H),每组10只。适应性喂养1w后,进行如下干预:1.地塞米松(dexamethasone,Dex)造模:造模大鼠(除Ctrl组外其余各组的大鼠)每周两次肌肉注射Dex,每次2.5mg/0.5ml/kg,Ctrl组注射等剂量的生理盐水。2.药物干预(每日):Ctrl组灌服生理盐水(10ml/kg),GSB组灌服等剂量的GSB(0.3g/10ml/kg),HG-L、M和H组分别灌服等剂量的HG(0.27g、0.81g、2.43 g/10ml/kg)。各组大鼠饲养条件相同,每w称量并记录体重一次,按体重调整给药剂量,共计给药6w。所有动物在药物干预结束前14d、13d及3d、2d颈部皮下注射钙黄绿素(5mg/kg),进行两次荧光标记。药物干预结束时,心脏抽血处死大鼠,取其肝脏、肾脏等脏器并记录重量;取左侧胫骨上段(proximal tibia,PTM松质骨)和中段(tibia shaft,TX皮质骨)进行形态计量学检测;取左侧股骨(left femur,LF皮质骨)和第五腰椎(fifth lumbar vertebra,LV松质骨)进行骨生物力学检测。结果:1 Dex及HG对大鼠体重和脏器重量的影响(1)Dex及HG对大鼠体重的影响。开始实验时,各组体重相近(203.7g～209.9g),Ctrl组的体重随着时间(6w)增长迅速,每w平均增长12.31g;而相应的Mod组的体重却增长缓慢,每w平均增长4.94g,甚至出现体重下降的情况。两组的体重从第2w开始即具有显著性差异(P<0.01)。HG-L、M、H组的体重与Mod组的体重相比,没有显著性差异。(2) Dex及HG对大鼠不同脏器重量的影响与Ctrl组相比,Mod组的脾脏、肝脏、肾脏的重量显著性降低(前者P<0.05;后两者P<0.01);肺脏的重量没有变化。与Mod组相比:HG-M组的肾脏重量显著增加(P<0.05),并且高于GSB组(P<0.05)。2 Dex及HG对大鼠TX皮质骨形态计量学的影响(1) Dex对大鼠TX皮质骨形态计量学的影响静态参数:与Ctrl组相比: Dex明显减少TX皮质骨的骨量%Ct.Ar,增大骨髓腔的面积%Ma.Ar,两组之间这两个参数的差异均达到了显著性水平(P<0.01)。动态参数:与Ctrl组相比: Dex造成TX皮质骨骨内膜的骨形成指标%E-L.Pm和E-BFR/BS显著降低(P<0.05)和骨吸收指标(%E-Er.Pm)显著升高(P<0.01),而两组之间骨外膜的各项指标没有显著性差异。(2) HG对Dex造模大鼠TX皮质骨形态计量学的影响静态参数:与Mod组相比, HG-L、M组TX皮质骨的骨量(%Ct.Ar)显著提高而骨髓腔的面积(%Ma.Ar)显著降低(P<0.01),这与GSB组的结果一致。动态参数:与Mod组相比,低、中、高剂量的HG-均可增加TX皮质骨骨内膜面的%E-L.Pm(分别为: 56.37%、73.71%、52.15%),三组数据均高于GSB组(M组P<0.01;其余两组P<0.05);低中剂量的HG均可增加E-BFR/BS (分别为:125.36%,155.36%()L组P<0.05,M组P<0.01),此两数据也高于GSB组(P<0.05),HG-L、M两组之间存在剂量依赖关系;HG-M的%E-L.Pm和E-BFR/BS还高于Ctrl组。而且,中、高剂量的HG还减小了TX皮质骨骨内膜的%E-Er.Pm(P<0.01)。3 Dex及HG对大鼠PTM松质骨形态计量学的影响(1) Dex对大鼠PTM松质骨形态计量学的影响与Ctrl组相比,Mod组PTM松质骨的静态参数和动态参数均无显著性变化。(2) HG对大鼠PTM松质骨形态计量学的影响静态参数:与Mod相比,中剂量的HG增加了PTM松质骨的骨量(%Tb.Ar) (p<0.05), HG-M组PTM松质骨的骨量也高于Ctrl组和GSB组(p<0.05)。HG-H组骨小梁的宽度(Tb.Wi)宽于GSB组(p<0.05)。动态参数:与Mod相比,HG-M增加了PTM松质骨的骨矿化沉积率(MAR)(P<0.01),并且HG-M组的MAR高于HG-L组和GSB组(P<0.05);HG-M组使骨吸收指标(Oc.N)显著降低,且低于HG-L组和Ctrl组(前者P<0.05;后者P<0.01)。4 Dex及HG对大鼠LF皮质骨和LV松质骨生物力学性能的影响(1) Dex对大鼠LF皮质骨和LV松质骨的生物力学性能的影响与Ctrl组相比,Mod组大鼠LF皮质骨的三点弯曲实验和LV松质骨的压缩实验的生物力学参数无差异。(2) HG对大鼠LF皮质骨和LV松质骨的生物力学性能的影响与Mod组相比, HG对大鼠LF皮质骨的生物力学性能参数没有影响;但HG-M组LV松质骨的最大载荷(Max load)、最大应力(Max stress)和最大变形(Max deflection)均显著升高(P<0.05)。HG-H组的Max deflection与HG-M相比,显著降低(P<0.05)。结论:1.短期、间断使用Dex(6w ,2.5 mg/kg,2/w),仅使大鼠皮质骨丢失,由于骨骼几何形状的变化符合力学的结构要求,因而并未改变骨骼的生物力学性能。此结果提示Dex的短期使用对大鼠不同部位的骨骼影响程度不同,松质骨还未出现骨变化,即出现皮质骨的骨丢失。2.中药HG可以预防Dex诱导的大鼠皮质骨的骨丢失,HG-M的效果要比HG-L、H好。其机理为通过增加骨内膜的骨形成的指标-荧光周长和骨形成率,并且降低破骨细胞的骨吸收率,从而增加皮质骨的骨量。虽然Dex未造成松质骨的骨丢失,但与Dex和Ctrl比,HG-M仍可促进松质骨的形成和矿化,抑制破骨细胞的吸收,进而增加松质骨的骨量。而且,HG-M还改善了大鼠腰椎松质骨的材料力学和结构力的性能。提示HG可能具有防治GIO的作用。