復元散對激素性股骨頭壞死骨內微量元素的影響

根據大量臨床和實驗研究，糖皮質激素的長期或長期劑量可能會導致股骨頭壞死。本病一旦發現,大多已成為嚴重的不可逆損害,眾多學者的臨床實踐證明中醫藥對其具有很好的療效,我們以傳統驗方復元散治療本病,取得良好的療效。隨著微量元素在骨代謝中的重要作用逐漸被認識和其在骨科領域的應用日益增多,激素性股骨頭壞死過程中骨內微量元素的骨代謝情況可能為激素性股骨頭壞死的病理機制和防治研究開辟新的途徑。本實驗擬從股骨頭內微量元素變化來探討復元散對激素性股骨頭壞死的影響,為該藥在臨床上防治本病提供實驗依據。1材料和方法1.1組成、組成復元散由無名異、牛膝、川芎、三棱、莪術、澤瀉、當歸、黃芪、白芍、骨碎補、山萸肉等組成。由福建省中藥材公司一次性購入,于福州屏山制藥廠加工成散,密封備用,臨用前配以20ml生量鹽水,灌服。1.2icp試劑日本島津公司生產的ICPQ-100電感耦合等離子發射光譜儀(ICP)、烘干箱、馬弗爐,經純化處理的高氯酸(GR)、HNO3(GR)、丙酮酸(AR)、雙氧水(AR)、去離子水(二次蒸餾),(ICP)試劑所用標準溶液均用光譜純試劑配制。1.3肌肉注射激素對每施藥物劑量的影響健康成年雄性新西蘭大白兔40只,體重2.22±0.18kg(上海松江車墩鎮實驗動物良種場,滬動合證字113號),適應性喂養2周,精確稱重,隨機為3組。模型組15只,每周臀肌注射醋酸氫化潑尼松(中國仙居制藥廠,批號960312)8mg·kg-1,2次;復元散組15只,同上法注射激素,同時每日灌服含復元散4g·kg-1的生量鹽水20ml;對照組10只,不注射激素,每周臀肌注射生理鹽水0.32mg·kg-1,2次;模型組和對照組每日灌服20ml生量鹽水。各組每周肌肉注射青霉素鈉60萬單位和慶大霉素8萬單位,2次,以防感染。各組喂養條件相同。每2周各組分別取3只(對照組2只)動物處死取材,至第10周取材完畢。1.4觀察指標1.4.1骨膜及營養成分的提取動物處死后取出雙側股骨頭,從中剖開,取一半標號后置于-20℃冰箱儲存,全部取材完畢后,剔除骨膜及軟組織,用去離子水反復沖洗干凈,然后加入30%H2O215ml浸泡30分鐘,再沖洗,放入坩堝內,馬弗爐中68℃下灼燒3小時,冷卻后稱重,依次用硝酸、高氯酸硝化至白煙冒盡,滴加少許硝酸蒸至糊狀,定容,取樣測定Mg、Zn、Mn、Fe、Cu、Sr等含量。1.4.2放射學觀察每2周于動物處死前攝骨盆平片檢查。1.4.3病理學觀察將另一半股骨頭進行常規染色,于光鏡下觀察骨陷窩空缺數和骨小梁變化情況。2結果2.1復元散組mn、fe、cu采用組間t檢驗,顯示模型組Mg、Fe、Cu、Sr含量明顯減少,低于復元散組與對照組(P<0.05~0.01);復元散組Mn、Fe、Cu等含量雖較對照組增高,但無顯著性差異;各組Zn、Mn含量無顯著性差異。2.2放射學試驗的結果自第8周起模型組骨皮質明顯變薄,而復元散組與對照組骨質未見異常(圖1)。2.3骨小梁漸固期10周模型組于第4周時空虛的骨陷窩空缺數明顯增多,達22%;至第10周增至26%;自第8周起骨小梁漸變稀疏細長。復元散組第10周時骨陷窩空虛數為15%,對照組為12%,兩組骨小梁亦無顯著變化(圖2)。3討論3.1cu與sr的關系長期大量使用激素可致股骨頭壞死,但其病理機制尚未明確,國內外對其發病機理有幾種觀點:骨質疏松、脂質代謝紊亂、骨微循環障礙等學說,其中骨質疏松學說已得到大多學者的認可。本研究顯示第8周起模型組X線片示骨質明顯變薄,第6周起組織學示骨小梁漸稀疏、細長,亦證實了骨質疏松在激素性股骨頭壞死發病中的重要作用。已知微量元素是骨代謝中各種酶的活性中心,在骨的形成、生長、發育及再生中均有重要作用,微量元素的缺乏或過量均不益于骨的修復、再生。本研究結果顯示模型組Cu、Fe、Sr、Mg含量明顯低于對照組,說明這些元素的變化與激素性股骨頭壞死的發生、發展關系密切。Cu是體內重要的微量元素,以金屬酶的形式存在于體內,位于酶的活性部位,對于骨的生長發育和修復起重要作用。Cu是膠原纖維和彈性蛋白進行共價交換所必須催化酶的構成部分,若銅缺少,則骨生成時所需的有機質結構和結構的穩定性均無法生成,使骨基質內膠原成熟發生障礙,而無機鹽是有規律地沉積于膠原表面的,膠原成熟障礙直接影響無機鹽沉積,缺Cu還可使成骨細胞活性下降,而破骨細胞活性不受影響,使新骨形成減少,骨結構紊亂,導致骨質疏松,皮質變薄,松質骨被吸收,在機械壓力下發生顯微骨折、塌陷,壓迫微血管致骨缺血壞死。另外Cu原子參與Cu、Zn-SOD組成,Cu的絡合物具有SOD活性或增強SOD活性,清除O-2積累而引起細胞和組織的病變,因此缺Cu使缺血細胞釋放的氧自由基的清除減少,氧自由基積聚,加重血管內皮細胞膜的損害,使血管內血栓形成,阻塞血流,組織缺血而壞死。Fe在體內含量較多,是造血的主要原料,有供氧功能,主要存在肌紅蛋白和血紅蛋白內。在組織修復過程中,若合成此二種蛋白所需大量的鐵含量降低,局部組織缺氧,二氧化碳增高,導致局部環境呈現酸性,使骨細胞向溶骨相甚至退變相轉化,誘發骨細胞性骨吸收。另外,由于酸性代謝產物的蓄積,使毛細血管通透性增加,組織水腫,產生骨內高壓,加重組織缺血狀態。在骨膠原的合成過程中脯氨酸的羥化需鐵的參與。骨內Sr元素和Ca元素關系密切,Ca主要以鈣鹽形式保留在體內,有人證明Sr的保留與Ca一樣,并且它的存留對Ca無損失,當鈣濃度已到達低限邊緣時,Sr能提供新的快速骨質礦化,Sr也可以使受損骨再礦化,增加新骨沉積在骨的羥磷酸鹽結晶中,Sr的穩定型和活化型形式都能快速地與Ca進行離子交換,缺Sr可抑制骨生長。Mg在骨內含量高達體內總量的一半,系維持鈣磷代謝所必需,Mg的缺乏既可干擾軟骨發生,阻礙骨骺生長和骨礦化,又使成骨細胞數量及活性減低,骨基質生成減少,骨脆性增加,易于骨折塌陷而致缺血壞死。3.2復元散的功效本實驗結果顯示復元散組Cu、Fe、Sr、Mg含量明顯高于模型組,股骨頭的病理變化亦明顯輕于模型組,表明微量元素對激素性股骨頭壞死的早期治療有特殊意義,因為微量元素既是骨代謝中各種酶的活性中心,也是各種絡合性藥物的作用核心。因此給予富含微量元素的藥劑,補充體內缺乏的微量元素,配合早期綜合治療措施,可改善骨的代謝,促進病骨的修復,對臨床上治療激素性股骨頭壞死具有深遠的意義。復元散正是通過影響Cu、Fe、Sr、Mg等元素的變化,起到改善骨代謝、促進病骨修復的作用,從而提示復元散在改善激素性股骨頭壞死而存在的骨質疏松方面作用可靠,這可能是復元散防治激素性股骨頭壞死的機制之一,其原因可能主要有以下幾點:①復元散中無名異、牛膝等富含Fe、Mg等微量元素,這些微量元素作為酶活性激動劑,能加速體