当前位置: 首页 > 期刊 > 《骨与关节损伤杂志》 > 1999年第4期
编号:10219110
大剂量激素冲击应用与长期应用对股骨头坏死影响的动物实验
http://www.100md.com 《骨与关节损伤杂志》 1999年第4期
     作者:李雄 袁浩 贝美莲 何伟 方斌

    单位:李雄 袁浩 何伟 方斌 广州中医药大学第一附属医院全国中医髋关节养病治疗中心 510405;贝美莲 广州中医药大学病理教研室

    关键词:关键词;大剂量激素;冲击应用;长期应用;股骨头坏死

    骨与关节990409

    摘要 从动物实验对大剂量激素冲击应用与长期应用对于动物机体及股骨头坏死的不同影响进行对比研究,为临床上激素应用后产生股骨头缺血性坏死提供依据,强调股骨头缺血性坏死预防的必要性。采用SD大鼠21只,随机分成3组,剂量参照Wang的实验,第一组臀肌注射醋酸强的松龙49mg/kg.d,每日一次,应用6d;第二组24.5mg/ kg,每周一次,应用12周,两组累计剂量均为294mg/kg;第三组为正常对照组。实验期间观察各组动物全身情况,动物处死后观察动物内脏大体情况及内脏、股骨头光镜检查,并对3组切片中的空骨陷窝率进行了统计学处理。结果:①冲击组动物全身情况及内脏损害程度较长期组严重。②长期组的股骨头坏死征较冲击组严重,空骨陷窝率更高,两组的空骨陷窝率与正常组相比均有显著性差异 (P<0.01)。结论:①大剂量激素对动物体的毒副作用严重。②大剂量激素应用对全身血液循环系统的损害与股骨头内的血管变化一致。③单纯激素可以产生股骨头坏死。④激素的冲击疗法与长期应用都能促进股骨头坏死的发展,因此必须重视预防。
, 百拇医药
    An Experimental Research of Corticosteroids to ANFH Used for a Long Time or a Short Time with an Ultra-Dose

    Li Xiong, Yuan Hao, Bei Meilian, et al.

    Clinic and Research Center ,The First Affiliated Hospital,Guangzhou University of TCM,Guang zhou,51 0405.

    Abstract Authors research the different effect to anima l body and aseptic necrosis of femoral head(ANFH) after being injected corticost eroids for a long time or a short time with an ultradose, which can provide an e xperimental basis and warn the necessarity to prevent GANFH. Twenty-one adult S D rats were divided into three group s. Group first consisted of seven animals that received an gultaeus muscle injec tion of 49 mg/kg.d,prenisoloni Acetatis for six consecutive days. Group second consisted of seven rats that received an glutaeus muscle injection of 24.5 mg/ kg prenisoloni Acetatis once a week for twelve consecutive weeks. The total dose of group first and second was 294 mg/kg equally. Group third comprised seven rat s that received isotonic saline. All animals were observed about their reaction ,gross and microscopy manifestation of viscera and femoral head,a statistics about the rate of empty lacunae. Results showed:①The reflection of body and m a nifestation of gross viscera of group first were worse than those of group secon d .②The display of ANFH and the rate of empty lacunae of body and manifestation of gross viscera of short-time group were worse than those of long-time group.② The d isplay of ANFH and the rate of empty lacunae in long-time group were worse than that in short-time group. there were significant difference between two groups( P<0.01).Conclusion: ①The toxicity and by-effect of ultradose cor ticosteroids were giant. ②The damage to vascular system of the whole body for overdose corticosteroids i s accordance with that to blood vessel in femoral head. ③GANFH can be brought o ut by corticosteroids solely.④The treatment that a ultradose corticosteroids in a short time or a overdose corticosteroids in a long time can promote the devel opment of GANFH. Therefore, we must emphasize the prevention of GANFH.
, 百拇医药
    Key words Overdose corticosteroids;Short-time used;Lo ng-time used;GANFH

    自1948年激素(促肾上腺皮质激素和肾上腺皮质激素)应用于临床以来,五十多年的临床实践证明,它为许多疑难疾病的治疗提供了一条具有确切疗效的方法,因而在临床各科的应用飞速扩大。然而,人们在注意到激素优越疗效有利一面的同时,对它存在的一系列不良反应和副作用,却往往往有所忽视。尤其基层广大的医务工作者滥用或错用激素的现象相当普遍,致使不少患者遭受了严重的后果。

    长期或间断大量使用肾上腺皮质类固醇激素,能引起股骨头缺血性坏死,在临床上已逐步被人们所重视。自1957年Pietro grande和Mastromarino[1]报道第一例由于治疗天疱疮连续应用四年激素而发生骨坏死的报道以来,它的发病率逐年迅猛增长。据文献报道[2]日本1960年以前仅见2 0余例,1964~1977年猛增至450例以上,1988年单成年非创伤性股骨头缺血性坏死病人就高达2500~3000例。据我中心对692例股骨头缺血性坏死病因调查分析[3]显示,激素导致的股骨头坏死占11.6%,其中双侧坏死占激素性坏死的61%。可见激素导致的股骨头缺血性坏死已经占有很高的比例。激素导致股骨头缺血性坏死的作用方式与途径目前都还没有明确。临床上很多疾病,例如系统性红斑狼疮、肾病综合症,肾移植术后等,激素都不可避免的要求大剂量冲击或长期应用。因此,我们设计了本实验,对激素冲击应用与长期应用对于动物机体及股骨头坏死的不同影响进行对比研究。
, 百拇医药
    1 材料与方法

    1.1 实验材料 实验动物:健康纯种SD大白鼠21 只,雌雄各半,体重250~300g,由广东省实验动物中心提供。醋酸强的松龙:规格:125mg/5ml,江苏扬州制药厂。HE染色剂:由广州中医药大学病理教研室配制。

    1.2 实验方法

    1.2.1 动物的分组与用药 (参照Wang[4]兔激素性股骨头坏死造模剂量12.25mg/kg应用12周,按体重换算成大鼠的剂量)冲击应用组:SD大白鼠7只,醋酸强的松龙49mg/kg.d,每日一次臀肌注射,连续6d,全部动物第7d 处死,累积应用剂量为294mg/kg。长期应用组:SD大白鼠7只,醋酸强的松龙24.5mg /kg,每周一次臀肌注射,全部动物在第12周处死。累计应用计量为294mg/kg。正常对照组: SD大白鼠7只,生理盐水2ml/只,每周一次臀肌注射,全部动物在第12周处死,作为对照。
, 百拇医药
    1.2.2 观察项目 a、动物全身情况的观察;b、动物内脏大体情况的观察;c、动物内脏、血管、股骨头的形态学检查。

    1.2.3 标本制备 将动物处死后,小心地取出心、肝、脾、肺、肾、以及股动静脉的一个分支、固定于10%福尔马林液酒精液中;将股骨头固定于10%的福尔马林液中。内脏、经硝酸脱钙后的股骨头经酒精脱水后浸蜡,切片,H.E染色,在光镜下观察。

    2 实验结果

    2.1 全身情况观察 冲击应用组3d后均出现精神较前萎靡,行动迟缓,反应迟钝现象,有2例全身皮肤出现轻微紫癜;第5d死亡一只,口、鼻出现鲜血。剩余动物于第7d全部处死。长期应用组也出现了全身逐渐消瘦,食欲不振,大便稀溏,怕冷恶风,体重下降,反应迟钝等现象。正常对照组动物精神、食欲、反应均正常,大便正常成形。

    2.2 内脏大体情况观察
, http://www.100md.com
    2.2.1 冲击应用组动物打开胸腹腔有臭气味,该组动物中有2例出现胸腔积液,液体呈乳糜样混浊液,心脏充血肿胀,上有瘀点;3例肺部出现局部或广泛瘀点;全部的脾脏呈暗黑色,脆弱易碎;肝脏出现肿胀增大,局部有瘀斑,表面稍呈黄色,1例出现肝脏颜色变暗,质地硬;全部动物不同程度有胃、肠道胀气、梗阻,甚至有肠道穿孔、出血、坏死等现象。

    2.2.2 长期应用组动物处死后,打开胸腹腔,臭味稍轻,无胸腔积液现象,心脏稍有充血肿胀,无明显瘀斑;2例肺部稍有瘀点,脾脏较冲击应用组稍柔嫩,4例肝脏仍有肿大,表面稍有瘀点,表面黄色较冲击应用组更深,切割时有油腻感。2例动物出现肠道有胀气现象,无肠道梗阻坏死现象。

    2.2.3 正常对照组动物胸腹腔打开后无臭味,各脏器色泽鲜明,无病变迹象。

    2.3 内脏光镜观察

    2.3.1 冲击应用组 可见心肌纤维稍有肿胀,偶有断裂,局部组织间有水肿液渗出,心肌间质血管内有充血或散在出血现象。肺脏可见大小不等的许多化脓性病灶,肺泡间隙血管破裂,局灶性出血,间质小血管有内皮增生,血管壁有炎细胞聚集。肝细胞脂肪变性、浊肿,甚至气球样变性;亦可见化脓性病灶,汇管区周围血管管腔变窄,内膜有增生,平滑肌细胞结构紊乱。肾脏近曲小管上皮细胞有肿胀,甚至空泡变性,血管内充血,周围血管管腔变窄,内膜有增生,平滑肌细胞结构紊乱,甚至有血管破裂,肾小管内可见大量蛋白管形。股动脉外侧分支血管可见血管壁有内膜增生,中膜增厚,平滑肌细胞结构紊乱,管腔变窄。
, 百拇医药
    2.3.2 长期应用组 光镜下可见3例标本出现心肌纤维轻度浊肿,偶可见断裂,局灶性淋巴细胞浸润,组织间有水肿现象,心肌间质血管有轻度散在出血。肺脏有含铁血黄素沉积,组织间有局灶性炎细胞存在,肺泡间隙血管壁亦可发现有轻度结构紊乱。肝脏细胞气球样变明显,排列欠规则,汇管区毛细血管轻度瘀血,无明显血管破裂征象,有1例出现肝的表面脓疡。肾脏见肾近曲小管上皮细胞有浊肿,间质中血管可见轻度瘀血现象。

    2.3.3 正常对照组 动物各脏器均正常。

    2.4 股骨头光镜观察

    2.4.1 冲击应用组 ①骨小梁稀疏,瘦长,甚至有断裂现象,结构紊乱。②骨小梁中可见部分骨细胞坏死,空骨陷窝较正常增多,为24.7% ③髓腔内脂肪空泡变明显,造血细胞数量减少。④骨小梁间隙有明显纤维组织延伸入髓腔中增生迹象,2例髓腔中出现肉芽带。⑤成骨细胞数量少,骨小梁周沿未见明显新骨沉积性生长。⑥髓腔内多核破骨细胞数量增多。⑦软骨下小血管数量明显减少,血窦欠丰富。⑧软骨下髓腔内有新、旧的出血痕迹。
, 百拇医药
    2.4.2 长期应用组 ①骨小梁稀疏,变细,甚至有断裂现象,结构紊乱,甚至有碎片出现。②骨皮质及骨小梁中骨细胞坏死,空骨陷窝明显增多,高达37.9%。③髓腔内脂肪细胞体积增大,有的融合成泡状,甚至无造血细胞。④坏死骨小梁间隙有明显纤维肉芽组织增生,包绕坏死骨小梁。⑤骨小梁周沿稍可见梭形成骨细胞排列,但数量很少,骨小梁周沿未见明显新骨沉积性生长。⑥髓腔内多核破骨细胞数量增多。⑦软骨下小血管数量明显减少,可见血管壁有内膜增生,中层平滑肌细胞结构紊乱、模糊等现象。⑧软骨下髓腔内有新、旧的出血迹象。

    2.4.3 正常对照组 ①骨小梁整齐清晰、排列规则、致密饱满。②骨皮质及骨小梁中骨细胞清晰可见,核较大,位于中央,偶可见骨陷窝空虚。③髓腔内造血细胞丰富,形态正常。④软骨下血管较丰富,管径较大的血管壁结构清晰。⑤骨小梁边缘成骨细胞数量较多,髓腔中破骨细胞数量少。

    3 讨 论

    3.1 大剂量激素对动物体的毒、副作用严重 从本实验来看,大剂量激素对于动物机体的打击是严重的。大剂量激素冲击应用以后,对机体免疫系统是一个强大的打击,机体免疫系统摧毁以后,动物体将失去对细菌感染的抵抗能力,各脏器功能紊乱,全身脂肪代谢、水液代谢均失去平衡,因而出现全身感染,脏器细胞、组织水肿,胸腔积液,肝细胞浊肿,气球样变性等现象,甚至细胞与脏器出现坏死。
, 百拇医药
    3.2 大剂量激素应用后对全身血液循环系统的损害与坏死股骨头内的血管变化是一致的 大剂量激素应用后两组动物的心、肝、脾、肺、肾等脏器的血管以及股动脉的分支血管均出现了不同程度的出血,或者血管中出现了诸如内皮增长,中膜变性,弹性纤维断裂、平滑肌细胞的结构紊乱等现象。这些现象与股骨头缺血性坏死的股骨头内外血管的变化是一致的。因此,这个现象表明激素对股骨头缺血性坏死的影响与对全身整体系统的损害是一致的。

    一般认为非创伤性股骨头坏死是由于股骨头的血液供应的破坏而引起,但对血管损害发生的部位仍然存在分歧,有的认为[5]血管损害发生在进入股骨头前的上支持带动脉(骨外动脉闭塞理论) 。有的认为[6]血管破坏的区域发生在股骨头内坏死区与修复区的交界处(骨内动脉闭塞理论)。这仍有待于进一步研究。但从我们的实验来看,股骨头内的髓腔出血现象即证明了股骨头内的血管必有破坏。也就说明血管损害在激素性股骨头缺血性坏死中毫无疑问地发生了。

, http://www.100md.com     3.3 单纯激素可以导致股骨头坏死 目前有学者认为激素性股骨头坏死的发生率与原发疾病密切相关,但事实上股骨头缺血性坏死的患者是否全部都有原发疾病,这个问题仍未明确。当然临床上有结缔组织、免疫系统疾病和肾移植的病人,应用激素更容易发生骨坏死,这是已经公认的事实。但有的学者却以此认为单纯类固醇激素在实验中不能够导致骨坏死[7、8]。作者认为这种推测是比较武断的。因为从本实验来看,冲击应用与长期应用组的股骨头都已经出现明显的空骨陷窝,与正常组的空骨陷窝率(13.1%)比较有显著性差异(P<0.01),骨小梁稀疏、碎裂,甚至出现了整块死骨,髓腔生血细胞广泛脂肪空泡化,血管数量减少、结构均有显著破坏,等等。这提示并不是单纯激素不能导致骨坏死,而是在激素应用的剂量、次数、应用方式、冲击或持续应用时间、以及动物个体对激素的耐受性上需要进一步探讨。

    3.4 激素冲击应用与长期应用对于股骨头坏死的不同影响 在激素性股骨头坏死的研究中,激素应用的剂量与股骨头坏死产生的关系仍不确切,但导致股骨头坏死激素剂量的大致范围是该病流行病学相当重要的一个问题。在Fisher 和Bickle[9]的文献中,激素应用最短的时限是30d,剂量为强的松龙16.98mg/d。本实验设计的两组动物激素应用的总量一致,均为294mg/kg,该剂量折算为人的用量为49.8mg/kg,若一个50kg的人,总量为2490mg。两组的空骨陷窝率对比,经统计学处理有显著性差异(P<0.01),长期组较冲击组的空骨陷窝率高。可见大剂量激素长期应用对于骨坏死的影响较冲击应用更为重大。但冲击剂量应用组中也出现了骨小梁稀疏、瘦长,髓腔扩大,脂肪细胞增长肥大等现象,提示冲击剂量能促进骨坏死的发展。因此,这对于我们临床应用激素提供了很好的指导。对于需要长期应用和冲击应用激素的病人必须重视激素性股骨头缺血性坏死的预防。
, http://www.100md.com
    3.5 本实验存在的一些问题

    3.5.1 虽然设计两组动物激素的总用量相等,但是冲击激素应用以后立即观察,对于其所造成的骨坏死程度在时间上仍不能完全反映实际的情况,因此冲击激素剂量对动物机体打击后到骨坏死这一过程由于全身各系统紊乱带来的对骨坏死的影响仍未考虑,仅仅显示了两组的各自病理过程的某一阶段的现象,不能代表最后的影响及结局。

    3.5.2 冲击组 2例动物的股骨颈处出现了肉芽,而长期组的标本中没有出现这一情况,这提示大剂量激素应用以后导致了静脉的淤滞。Jones[10]认为骨的缺血由于脂肪栓子粘附在终末动脉上,致使动脉血供中断。Hungerford[11]认为静脉血流淤滞可导致骨髓组织和脂肪细胞肿胀、渗液、出血,加重髓内高压并形成恶性循环,髓内静脉压升高,使脉压差减少,直接影响了骨组织内的动脉血供,从而导致股骨头缺血、坏死。所以我们可以推测股骨头在动脉血完全中断以前,静脉淤滞已经存在了。静脉淤滞将不可避免地引起骨内高压,从而加重了骨坏死的进程。
, 百拇医药
    参考文献

    1 Pietrogrande. V. and Mastromarino. R. Osteo patia da prolongato trattamento cortisono. Ortop. Traumatol,1997;25:791.

    2 Idiopathic necrosis of the femoral epiphyseal nucleus in rats. Clini cal Orthopedics and Related Research,1992;4:277.

    3 樊粤光,袁浩,何伟等.692例股骨头缺血性坏死病因调查分析.广州中医药大学学报,1994;1 (1): 29.

    4 Wang, GJ. Steroid-induced femoral head pressure chang es and their reponse to lipid-clearing agents. Clin Orthop,1983;174:289.
, 百拇医药
    5 Kenji Ohzono, Kvlvio Takaoka, Susumn Saito, et al.In traosseous arterial architecture in nontraumatic avascular necrosis of the femor al head. Clin Orthp,1989;277:79.

    6 Atsumi T, Kuroki Y, Yamano K. A microangiographic stud y of idiopathic osteonecrosis of the femoral head. Clin Orthop, 1989;246:186.

    7 Gruess R L, Ross D and Craushaw E. The etiology of ster oid-induced avascular necrosis of bone. A laboratory and clinical study. Clin Or thop,1975;113;178.
, 百拇医药
    8 Fisher D E, Bickel W H,Holley K E,et al. Corticosteroid -induced aspetic necrosis,a experimental study. Clin Orthop,1972;84:200.

    9 Fisher D E, Bickle EH. Corticosteroid-induced avascular necr osis:A clinical study of seventy-seven patients. J Bone Joint Surg(Am),1971;54 :859.

    10 Jones JP. Fat embolism and osteonecrosis. Orthop Clin of No rth America, 1985;16(4): 595.

    11 Hungerford DS. Pathogenetic consideration in ischemic necro sis of bone. The Canadian Journal of Surgery,1982;24:583.

    (收稿:1999-01-26), 百拇医药