增加前肢主动运动对去势大鼠桡、尺骨骨量的影响
作者：刘浩宇 姚蔚 Webster S.S.Jee Rebecca Setterberg
单位：刘浩宇(广东医学院生化学教研室，湛江 524023 Radiobiology Division)；姚蔚(广东医学院生化学教研室，湛江 524023 Radiobiology Division)
关键词：前肢主动运动；尺骨；桡骨
广东医学院学报000303 摘要 目的：建立雄性大鼠前肢主动运动模型并观察其对去势雄性大鼠尺、桡骨骨量减少的影响。方法：建立前肢主动运动取食动物模型并去势以观察尺骨、桡骨部位骨量的影响。6月龄大鼠按体重随机分为5组。(1)对照组；(2)假手术组+正常高度笼；(3)双侧睾丸切除组+正常高度笼；(4)假手术组+模型组；(5)双侧睾丸切除组+模型组。结果：模型组大鼠的尺、桡骨骨皮质都有显著增加。结论：大鼠前脚趾掌主动运动对远端尺骨和远端桡骨有良好的作用，可有效地防止雄性去势大鼠相应部位的骨量丢失。
, http://www.100md.com
【中图分类号】Q136 【文献标识码】A
文章编号：1005-4057(2000)03-0235-02
Effect of making orchidectomized rats rise in bipedal stance
on the bone mass in distal ulna and radius
Liu Haoyu Yao Wei
(Departemnt of Biochemistry，Guangdong Medical College，Zhanjiang 524001)
Webster S.S Jee，Rebecca Setterberg
, http://www.100md.com
(RadiobiologyDivision，University of Utah，Salt Lake City，Utah 84102，USA)
Abstract Objective：To establish a raised cage model to make rats rose in bipedal stance for feeding，and observe the effect on the bone mass in distal ulna and radius of orchidectomized rats.Methods：Six-month-old male SD rats were divided randomly into five body weight match groups：(1)control；(2)sham-orchidectomized and housed in normal height cage；(3)bilaterally orchidectomized and housed in normal height cage；(4)sham-orchidectomized and housed in the raised cage；(5)bilaterally orchidectomized and housed in the raised cage.After twelve weeks，labeled cross-sections of the distal ulna and radius were used for bone histomorphometric analysis.Results：There was a significant increase in bone mass in cortical area of the ulna and radius in the raised cage model.Conclusion：Making rats rise in bipedal stance could increase the bone mass in the distal ulna and radius，and prevent bone loss in these areas in the orchidectomized rats.
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Key words：rats，rise in bipedal stance，ulna，radius
原发性骨质疏松症(Primary Osteoporosis POP)是危害老年人健康的疾病。普遍认为，适当的体力活动有利于防治POP。有关运动能防治骨质疏松，文献应用大鼠运动模型已有报道，(但多限于大鼠跑笼，游泳等方式迫使大鼠进行运动，而尚未见有前肢主动运动的动物模型及有关问题的报道。为此，我们设计了后肢站立前肢取食运动模型，并应用此模型研究了前肢主动运动对去势雄性大鼠桡、尺骨骨量的影响，现报道如下。
1 材料与方法
1.1 运动模型的建立
大鼠饲养于笼中，在正常高度鼠笼时，大鼠很方便就可取食和饮水(食物和水置于笼子顶部)。随着笼子高度的增加，大鼠必需后肢站立，同时用前肢从笼顶取食和或用前肢抓住笼顶从水瓶中饮水。鼠笼长58 cm，宽36 cm，高28 cm。大鼠在此笼中饲养1周，然后每3天将笼子升高2.5 cm，直到升高至35.5 cm，然后维持此高度10周。
, 百拇医药
1.2 动物分组
6月龄雄性Spragul-Dawley(SD)大鼠按体重分为5组。(1)组：对照组(n＝6)；(2)组：双侧睾丸假切除+正常高度笼(Sham+NC，n＝4)；(3)组：双侧睾丸切除+正常高度笼(ORX+NC，n＝4)；(4)组：双侧睾丸假切除+模型组(Sham+RC，n＝5)；(5)组：双侧睾丸切除+模型组(ORX+RC，n＝5)。Sham：假手术组；ORX；双侧睾丸切除组；NC：正常高度笼(对照)；RC：模型组；实验持续12周。所有大鼠实验开始时按90mg/kg注射Xylenol orange(Sigma Chemical Co，S T Louis，MO)。第70天注射20μg/g四环素，第80天注射Calcein10mg/kg(Sigma Chemical Co，ST，Louis，MO)，第84天将动物处死。
1.3 睾丸切除术
乙醚吸入麻醉后，常规消毒，无菌手术进行双侧睾丸切除。
, 百拇医药
1.4 标本制作
去睾丸后第84天，以过量巴比妥钠腹腔注射麻醉后，处死大鼠，分离出右前肢桡、尺骨，保存在体积分数为0.70的乙醇中，用villanueva染色4d，用体积分数分别为0.70，0.95，1.00乙醇脱色、脱水，丙酮脱脂，用methemthacrylate包埋，切片机横切成200μm，再磨成30μm，盖玻片覆盖。
1.5 统计学处理
方差分析和q检验
1.6 骨计量学测量及计算方法：
前肢远端距腕关节50mm处，取尺骨、桡骨横断面作骨计量学测量。包埋的骨片先锯成230μm，然后磨成30μm。用KSS数字影象分析系统连接头射及荧光镜来进行骨计量学测量。尺骨、桡骨皮质面积=尺骨、桡骨总面积-尺骨、桡骨骨髓腔面积。
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2 结果
2.1 尺骨和桡骨骨皮质面积(表1)
表1 各组尺骨、桡骨皮质面积比较(
±s，S/mm2) 组别
n
尺骨皮质面积
桡骨皮质面积
Basa
6
1.59±0.11
1.94±0.08
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Sham+NC
4
1.62±0.14
1.92±0.09
Sham+RC
4
1.75±0.07*
2.01±0.07*
ORX+NC
5
1.54±0.06
1.78±0.14
, 百拇医药
ORX+RC
5
1.67±0.04*
1.93±0.05*
与Basal组比较，*P<0.05
Basal：对照组；Sham；假手术组；ORX：双侧睾丸切除组；
NC：正常高度笼(对照)；RC：模型组；
如表1所示，笼子高度增加使大鼠站立前肢取食的模型组与正常高度笼对照组比较，无论是假手术组或双侧睾丸切除的手术组，其尺骨皮质面积和桡骨皮质面积都明显增加，差异有显著性(P<0.05)。在正常高度笼子中，去睾丸组大鼠与假手术组大鼠相比较，其骨皮质面积是有减少，但无统计学意义。
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2.2 远端尺骨、桡骨皮质骨量(图1，2)
从图1可见，远端尺骨，桡骨横切面的总面积各组变化不明显，但无论假手术(模型)组和双侧睾丸切除(模型)组的骨髓腔面积都明显变小，这是因为皮质骨增加所致，模型组与对照组比较，骨量增加显著(P<0.05)。
图中划线组别的数值之间有统计学意义，P<0.05。
3 讨论
运动作为预防和治疗骨质疏松的辅助措施，因其安全，又可作为长期应用的手段而倍受重视。运动能促进骨形成，使骨量增加[1，2]。运动使受锻炼部位肌量和肌力增加，而肌量和肌力是影响骨量的重要因素。骨机械负荷增加会通过压电刺激使成骨细胞活性增加； 运动使生长激素释放增加， 也使成骨细胞活
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图1 各组大鼠尺骨骨皮质变化
图2 各组大鼠桡骨骨皮质变化
T.Ar：总面积；Ma.Ar：骨髓腔面积；Ct.Ar：骨皮质面积；basal：空白对照组；Sham：假手术组；ORX；双侧睾丸切除组；NC：正常笼(对照组)；RC：增高笼(模型组)
性增加，骨形成增多[3，4]。运动对骨量的影响及运动对去势大鼠骨丢失减少等都已有不少实验研究，运动模型采用跑步机(跑笼)，游泳等，使大鼠处于被动强迫性运动，在实验过程中，为了保持运动量，当其停下时，必须驱赶其继续不停地运动，因此要花费研究人员大量时间。另外，这些运动模型尚不能专门观察指掌运动对桡骨、尺骨的影响，而前臂远端是骨质疏松症发生骨折的常见部位。因此，建立前臂指掌主动运动对桡骨、尺骨骨质影响的运动模型是必要的。为此，本研究建立了大鼠后肢站立前肢取食运动模型。本模型简单方便，由于大鼠需用前肢抓取食物，只要进食就需完成这些动作，所以动作是主动的而且是较精细的动作(较跑步精细)。这些动作无需研究人员驱赶，所以此模型更接近前脚趾掌运动的自然状况，又可节省研究人员大量时间。研究结果显示，大鼠后肢站立前肢取食可增加远端尺骨和远端桡骨皮质骨量约12%。尺骨皮质面积和桡骨皮质面积都明显增加。说明大鼠前脚趾掌主动运动对远端尺骨和远端桡骨有良好的作用，可明显地防止雄性去势大鼠骨量的丢失。
, 百拇医药
作者简介：刘浩宇，男，1970年1月出生，生化硕士，曾在美国犹他大学作访问学者
作者单位：Webster(University of Utah，Salt Lake City，Utah，84102，USA)；S.S.(University of Utah，Salt Lake City，Utah，84102，USA)；Jee Rebecca(University of Utah，Salt Lake City，Utah，84102，USA)；Setterberg(University of Utah，Salt Lake City，Utah，84102，USA)
参考文献
[1]Iwaamoto J，Yeh JK，Aloia JF.Different effect of treadmill exercise on three cancellous bone sites
, http://www.100md.com
in the young growing rat.Bone，1999，24：163～169
[2]Ummenura Y，Ishiko T，Yamanchi T，et al.Fivejumps per day increase bone mass and breaking force inrats.JBone Miner Res，1997，12：1480～1485
[3]Bassett CAL.Biologic significance of piezoelectricity.Calcif Tissue Res，1 968，1：252
[4]Isaksson OGP.Mechanism of the stimulatory effect
of GH on longitudinal bone growth.Endocrinol Review，1987，8：426
收稿日期：2000-02-16
修订日期：2000-03-20, http://www.100md.com
单位：刘浩宇(广东医学院生化学教研室，湛江 524023 Radiobiology Division)；姚蔚(广东医学院生化学教研室，湛江 524023 Radiobiology Division)
关键词：前肢主动运动；尺骨；桡骨
广东医学院学报000303 摘要 目的：建立雄性大鼠前肢主动运动模型并观察其对去势雄性大鼠尺、桡骨骨量减少的影响。方法：建立前肢主动运动取食动物模型并去势以观察尺骨、桡骨部位骨量的影响。6月龄大鼠按体重随机分为5组。(1)对照组；(2)假手术组+正常高度笼；(3)双侧睾丸切除组+正常高度笼；(4)假手术组+模型组；(5)双侧睾丸切除组+模型组。结果：模型组大鼠的尺、桡骨骨皮质都有显著增加。结论：大鼠前脚趾掌主动运动对远端尺骨和远端桡骨有良好的作用，可有效地防止雄性去势大鼠相应部位的骨量丢失。
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【中图分类号】Q136 【文献标识码】A
文章编号：1005-4057(2000)03-0235-02
Effect of making orchidectomized rats rise in bipedal stance
on the bone mass in distal ulna and radius
Liu Haoyu Yao Wei
(Departemnt of Biochemistry，Guangdong Medical College，Zhanjiang 524001)
Webster S.S Jee，Rebecca Setterberg
, http://www.100md.com
(RadiobiologyDivision，University of Utah，Salt Lake City，Utah 84102，USA)
Abstract Objective：To establish a raised cage model to make rats rose in bipedal stance for feeding，and observe the effect on the bone mass in distal ulna and radius of orchidectomized rats.Methods：Six-month-old male SD rats were divided randomly into five body weight match groups：(1)control；(2)sham-orchidectomized and housed in normal height cage；(3)bilaterally orchidectomized and housed in normal height cage；(4)sham-orchidectomized and housed in the raised cage；(5)bilaterally orchidectomized and housed in the raised cage.After twelve weeks，labeled cross-sections of the distal ulna and radius were used for bone histomorphometric analysis.Results：There was a significant increase in bone mass in cortical area of the ulna and radius in the raised cage model.Conclusion：Making rats rise in bipedal stance could increase the bone mass in the distal ulna and radius，and prevent bone loss in these areas in the orchidectomized rats.
, http://www.100md.com
Key words：rats，rise in bipedal stance，ulna，radius
原发性骨质疏松症(Primary Osteoporosis POP)是危害老年人健康的疾病。普遍认为，适当的体力活动有利于防治POP。有关运动能防治骨质疏松，文献应用大鼠运动模型已有报道，(但多限于大鼠跑笼，游泳等方式迫使大鼠进行运动，而尚未见有前肢主动运动的动物模型及有关问题的报道。为此，我们设计了后肢站立前肢取食运动模型，并应用此模型研究了前肢主动运动对去势雄性大鼠桡、尺骨骨量的影响，现报道如下。
1 材料与方法
1.1 运动模型的建立
大鼠饲养于笼中，在正常高度鼠笼时，大鼠很方便就可取食和饮水(食物和水置于笼子顶部)。随着笼子高度的增加，大鼠必需后肢站立，同时用前肢从笼顶取食和或用前肢抓住笼顶从水瓶中饮水。鼠笼长58 cm，宽36 cm，高28 cm。大鼠在此笼中饲养1周，然后每3天将笼子升高2.5 cm，直到升高至35.5 cm，然后维持此高度10周。
, 百拇医药
1.2 动物分组
6月龄雄性Spragul-Dawley(SD)大鼠按体重分为5组。(1)组：对照组(n＝6)；(2)组：双侧睾丸假切除+正常高度笼(Sham+NC，n＝4)；(3)组：双侧睾丸切除+正常高度笼(ORX+NC，n＝4)；(4)组：双侧睾丸假切除+模型组(Sham+RC，n＝5)；(5)组：双侧睾丸切除+模型组(ORX+RC，n＝5)。Sham：假手术组；ORX；双侧睾丸切除组；NC：正常高度笼(对照)；RC：模型组；实验持续12周。所有大鼠实验开始时按90mg/kg注射Xylenol orange(Sigma Chemical Co，S T Louis，MO)。第70天注射20μg/g四环素，第80天注射Calcein10mg/kg(Sigma Chemical Co，ST，Louis，MO)，第84天将动物处死。
1.3 睾丸切除术
乙醚吸入麻醉后，常规消毒，无菌手术进行双侧睾丸切除。
, 百拇医药
1.4 标本制作
去睾丸后第84天，以过量巴比妥钠腹腔注射麻醉后，处死大鼠，分离出右前肢桡、尺骨，保存在体积分数为0.70的乙醇中，用villanueva染色4d，用体积分数分别为0.70，0.95，1.00乙醇脱色、脱水，丙酮脱脂，用methemthacrylate包埋，切片机横切成200μm，再磨成30μm，盖玻片覆盖。
1.5 统计学处理
方差分析和q检验
1.6 骨计量学测量及计算方法：
前肢远端距腕关节50mm处，取尺骨、桡骨横断面作骨计量学测量。包埋的骨片先锯成230μm，然后磨成30μm。用KSS数字影象分析系统连接头射及荧光镜来进行骨计量学测量。尺骨、桡骨皮质面积=尺骨、桡骨总面积-尺骨、桡骨骨髓腔面积。
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2 结果
2.1 尺骨和桡骨骨皮质面积(表1)
表1 各组尺骨、桡骨皮质面积比较(
±s，S/mm2) 组别n
尺骨皮质面积
桡骨皮质面积
Basa
6
1.59±0.11
1.94±0.08
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Sham+NC
4
1.62±0.14
1.92±0.09
Sham+RC
4
1.75±0.07*
2.01±0.07*
ORX+NC
5
1.54±0.06
1.78±0.14
, 百拇医药
ORX+RC
5
1.67±0.04*
1.93±0.05*
与Basal组比较，*P<0.05
Basal：对照组；Sham；假手术组；ORX：双侧睾丸切除组；
NC：正常高度笼(对照)；RC：模型组；
如表1所示，笼子高度增加使大鼠站立前肢取食的模型组与正常高度笼对照组比较，无论是假手术组或双侧睾丸切除的手术组，其尺骨皮质面积和桡骨皮质面积都明显增加，差异有显著性(P<0.05)。在正常高度笼子中，去睾丸组大鼠与假手术组大鼠相比较，其骨皮质面积是有减少，但无统计学意义。
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2.2 远端尺骨、桡骨皮质骨量(图1，2)
从图1可见，远端尺骨，桡骨横切面的总面积各组变化不明显，但无论假手术(模型)组和双侧睾丸切除(模型)组的骨髓腔面积都明显变小，这是因为皮质骨增加所致，模型组与对照组比较，骨量增加显著(P<0.05)。
图中划线组别的数值之间有统计学意义，P<0.05。
3 讨论
运动作为预防和治疗骨质疏松的辅助措施，因其安全，又可作为长期应用的手段而倍受重视。运动能促进骨形成，使骨量增加[1，2]。运动使受锻炼部位肌量和肌力增加，而肌量和肌力是影响骨量的重要因素。骨机械负荷增加会通过压电刺激使成骨细胞活性增加； 运动使生长激素释放增加， 也使成骨细胞活
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图1 各组大鼠尺骨骨皮质变化
图2 各组大鼠桡骨骨皮质变化
T.Ar：总面积；Ma.Ar：骨髓腔面积；Ct.Ar：骨皮质面积；basal：空白对照组；Sham：假手术组；ORX；双侧睾丸切除组；NC：正常笼(对照组)；RC：增高笼(模型组)
性增加，骨形成增多[3，4]。运动对骨量的影响及运动对去势大鼠骨丢失减少等都已有不少实验研究，运动模型采用跑步机(跑笼)，游泳等，使大鼠处于被动强迫性运动，在实验过程中，为了保持运动量，当其停下时，必须驱赶其继续不停地运动，因此要花费研究人员大量时间。另外，这些运动模型尚不能专门观察指掌运动对桡骨、尺骨的影响，而前臂远端是骨质疏松症发生骨折的常见部位。因此，建立前臂指掌主动运动对桡骨、尺骨骨质影响的运动模型是必要的。为此，本研究建立了大鼠后肢站立前肢取食运动模型。本模型简单方便，由于大鼠需用前肢抓取食物，只要进食就需完成这些动作，所以动作是主动的而且是较精细的动作(较跑步精细)。这些动作无需研究人员驱赶，所以此模型更接近前脚趾掌运动的自然状况，又可节省研究人员大量时间。研究结果显示，大鼠后肢站立前肢取食可增加远端尺骨和远端桡骨皮质骨量约12%。尺骨皮质面积和桡骨皮质面积都明显增加。说明大鼠前脚趾掌主动运动对远端尺骨和远端桡骨有良好的作用，可明显地防止雄性去势大鼠骨量的丢失。
, 百拇医药
作者简介：刘浩宇，男，1970年1月出生，生化硕士，曾在美国犹他大学作访问学者
作者单位：Webster(University of Utah，Salt Lake City，Utah，84102，USA)；S.S.(University of Utah，Salt Lake City，Utah，84102，USA)；Jee Rebecca(University of Utah，Salt Lake City，Utah，84102，USA)；Setterberg(University of Utah，Salt Lake City，Utah，84102，USA)
参考文献
[1]Iwaamoto J，Yeh JK，Aloia JF.Different effect of treadmill exercise on three cancellous bone sites
, http://www.100md.com
in the young growing rat.Bone，1999，24：163～169
[2]Ummenura Y，Ishiko T，Yamanchi T，et al.Fivejumps per day increase bone mass and breaking force inrats.JBone Miner Res，1997，12：1480～1485
[3]Bassett CAL.Biologic significance of piezoelectricity.Calcif Tissue Res，1 968，1：252
[4]Isaksson OGP.Mechanism of the stimulatory effect
of GH on longitudinal bone growth.Endocrinol Review，1987，8：426
收稿日期：2000-02-16
修订日期：2000-03-20, http://www.100md.com