论文摘要：不同应力对大鼠骨代谢影响的实验研究

力学刺激影响骨代谢在多个方面得以证实：运动可以促进骨形成，低应力状态导致骨量减少，目前具体分子机制尚不十分清楚。本研究建立大鼠去势骨质疏松及尾吊低应力刺激的动物模型，通过应用骨密度、生物力学检测、血尿生化、免疫组化、形态计量学、细胞培养、细胞凋亡检测等研究手段，探讨不同力学刺激对大鼠骨代谢的影响及分子机制。本研究主要包括以下内容：
(1) 24只雌性SD大鼠随机均分为对照组（CON）、单纯去势组(OVX)与去势后运动组(OVX﹢Ex)，每组8只。OVX组与OVX﹢Ex组均行手术双侧卵巢切除, CON组为假手术组。OVX﹢Ex组大鼠在大鼠专用跑台上被动运动，持续10周。术后10周处死大鼠做生化指标检测以及骨组织TNF-α、BMP-2、IL-6免疫组化染色。对左侧股骨进行骨密度（Bone Mineral Density, BMD）测定。对股骨髓腔内细胞进行培养并对成骨细胞OPG基因表达进行检测。
(2) 30只5月龄雄性SD大鼠，随机均分为运动组与对照组。运动组大鼠在大鼠专用跑台上被动运动，持续8周。8周处死大鼠做生化、骨密度、IGF-1免疫组化染色以及细胞凋亡检测。
(3) 30只体重为235±20g的5月龄雄性SD大鼠，随机均分为对照组、尾吊低应力刺激组、平台运动高应力刺激组。尾吊组大鼠笼内饲养将其尾部悬吊后肢悬空不负重。运动组大鼠实验开始后在大鼠专用跑台上被动运动持续6周。对股骨进行形态计量学测定，对股骨髓腔内细胞进行成骨培养并对成骨分化相关指标以及细胞凋亡进行检测。
结果：
(1) OVX组大鼠骨转换的指标显著高于对照组，OVX﹢Ex组与CON组比较无统计学差异。OVX组TNF-α、IL-6、BMP-2阳性染色强度显著高于CON组（P<0.05，0.05，0.05），OVX﹢Ex组与CON组相比TNF-α、IL-6、BMP-2阳性染色强度差异无显著性意义。与OVX组比较，OVX﹢Ex组TNF-α、IL-6、BMP-2表达水平均显著下调(P<0.01，0.05，0.05)。OVX组OPG表达显著低于CON组及OVX﹢Ex组（P<0.05，0.05），OVX﹢Ex组与CON组无统计学差异。
(2) 运动组血钙、尿钙/肌苷与对照组比较无统计学差异。运动组血ALP、BGP显著高于对照组（P<0.05，0.01）。运动组BMD高于对照组（P<0.05）。运动组IGF-1阳性染色强度高于对照组（P<0.01）。运动组大鼠骨细胞凋亡显著低于对照组（P<0.05）
 
(3) 运动组ALP比活性、BGP水平均高于对照组，尾吊组与对照组比较ALP比活性无统计学差异。BGP水平在尾吊组明显低于正常对照组，成骨样细胞凋亡正常组与运动组无明显差异，尾吊组凋亡率显著高于对照组。
实验得出以下结论：
(1) 去势导致大鼠骨吸收增强，骨转换加快，骨密度降低。运动对去势后大鼠的骨吸收增强和骨转换加快有抑制作用，减轻骨质疏松的发生程度和预防骨量丢失。
(2) 卵巢切除后骨髓微环境中TNF-α、BMP-2、IL-6、OPG高表达，运动对去势后骨组织中上述细胞因子表达增加起下调作用。
(3) 运动可以增加骨量和骨组织生物力学强度，高应力刺激抑制骨细胞凋亡。低应力刺激诱导成骨细胞凋亡增加而影响骨代谢。