复元散对激素性股骨头坏死骨内微量元素的影响

复元散对激素性股骨头坏死骨内微量元素的影响

根据大量临床和实验研究，糖皮质激素的长期或长期剂量可能会导致股骨头坏死。本病一旦发现,大多已成为严重的不可逆损害,众多学者的临床实践证明中医药对其具有很好的疗效,我们以传统验方复元散治疗本病,取得良好的疗效。随着微量元素在骨代谢中的重要作用逐渐被认识和其在骨科领域的应用日益增多,激素性股骨头坏死过程中骨内微量元素的骨代谢情况可能为激素性股骨头坏死的病理机制和防治研究开辟新的途径。本实验拟从股骨头内微量元素变化来探讨复元散对激素性股骨头坏死的影响,为该药在临床上防治本病提供实验依据。1材料和方法1.1组成、组成复元散由无名异、牛膝、川芎、三棱、莪术、泽泻、当归、黄芪、白芍、骨碎补、山萸肉等组成。由福建省中药材公司一次性购入,于福州屏山制药厂加工成散,密封备用,临用前配以20ml生量盐水,灌服。1.2icp试剂日本岛津公司生产的ICPQ-100电感耦合等离子发射光谱仪(ICP)、烘干箱、马弗炉,经纯化处理的高氯酸(GR)、HNO3(GR)、丙酮酸(AR)、双氧水(AR)、去离子水(二次蒸馏),(ICP)试剂所用标准溶液均用光谱纯试剂配制。1.3肌肉注射激素对每施药物剂量的影响健康成年雄性新西兰大白兔40只,体重2.22±0.18kg(上海松江车墩镇实验动物良种场,沪动合证字113号),适应性喂养2周,精确称重,随机为3组。模型组15只,每周臀肌注射醋酸氢化泼尼松(中国仙居制药厂,批号960312)8mg·kg-1,2次;复元散组15只,同上法注射激素,同时每日灌服含复元散4g·kg-1的生量盐水20ml;对照组10只,不注射激素,每周臀肌注射生理盐水0.32mg·kg-1,2次;模型组和对照组每日灌服20ml生量盐水。各组每周肌肉注射青霉素钠60万单位和庆大霉素8万单位,2次,以防感染。各组喂养条件相同。每2周各组分别取3只(对照组2只)动物处死取材,至第10周取材完毕。1.4观察指标1.4.1骨膜及营养成分的提取动物处死后取出双侧股骨头,从中剖开,取一半标号后置于-20℃冰箱储存,全部取材完毕后,剔除骨膜及软组织,用去离子水反复冲洗干净,然后加入30%H2O215ml浸泡30分钟,再冲洗,放入坩埚内,马弗炉中68℃下灼烧3小时,冷却后称重,依次用硝酸、高氯酸硝化至白烟冒尽,滴加少许硝酸蒸至糊状,定容,取样测定Mg、Zn、Mn、Fe、Cu、Sr等含量。1.4.2放射学观察每2周于动物处死前摄骨盆平片检查。1.4.3病理学观察将另一半股骨头进行常规染色,于光镜下观察骨陷窝空缺数和骨小梁变化情况。2结果2.1复元散组mn、fe、cu采用组间t检验,显示模型组Mg、Fe、Cu、Sr含量明显减少,低于复元散组与对照组(P<0.05~0.01);复元散组Mn、Fe、Cu等含量虽较对照组增高,但无显著性差异;各组Zn、Mn含量无显著性差异。2.2放射学试验的结果自第8周起模型组骨皮质明显变薄,而复元散组与对照组骨质未见异常(图1)。2.3骨小梁渐固期10周模型组于第4周时空虚的骨陷窝空缺数明显增多,达22%;至第10周增至26%;自第8周起骨小梁渐变稀疏细长。复元散组第10周时骨陷窝空虚数为15%,对照组为12%,两组骨小梁亦无显著变化(图2)。3讨论3.1cu与sr的关系长期大量使用激素可致股骨头坏死,但其病理机制尚未明确,国内外对其发病机理有几种观点:骨质疏松、脂质代谢紊乱、骨微循环障碍等学说,其中骨质疏松学说已得到大多学者的认可。本研究显示第8周起模型组X线片示骨质明显变薄,第6周起组织学示骨小梁渐稀疏、细长,亦证实了骨质疏松在激素性股骨头坏死发病中的重要作用。已知微量元素是骨代谢中各种酶的活性中心,在骨的形成、生长、发育及再生中均有重要作用,微量元素的缺乏或过量均不益于骨的修复、再生。本研究结果显示模型组Cu、Fe、Sr、Mg含量明显低于对照组,说明这些元素的变化与激素性股骨头坏死的发生、发展关系密切。Cu是体内重要的微量元素,以金属酶的形式存在于体内,位于酶的活性部位,对于骨的生长发育和修复起重要作用。Cu是胶原纤维和弹性蛋白进行共价交换所必须催化酶的构成部分,若铜缺少,则骨生成时所需的有机质结构和结构的稳定性均无法生成,使骨基质内胶原成熟发生障碍,而无机盐是有规律地沉积于胶原表面的,胶原成熟障碍直接影响无机盐沉积,缺Cu还可使成骨细胞活性下降,而破骨细胞活性不受影响,使新骨形成减少,骨结构紊乱,导致骨质疏松,皮质变薄,松质骨被吸收,在机械压力下发生显微骨折、塌陷,压迫微血管致骨缺血坏死。另外Cu原子参与Cu、Zn-SOD组成,Cu的络合物具有SOD活性或增强SOD活性,清除O-2积累而引起细胞和组织的病变,因此缺Cu使缺血细胞释放的氧自由基的清除减少,氧自由基积聚,加重血管内皮细胞膜的损害,使血管内血栓形成,阻塞血流,组织缺血而坏死。Fe在体内含量较多,是造血的主要原料,有供氧功能,主要存在肌红蛋白和血红蛋白内。在组织修复过程中,若合成此二种蛋白所需大量的铁含量降低,局部组织缺氧,二氧化碳增高,导致局部环境呈现酸性,使骨细胞向溶骨相甚至退变相转化,诱发骨细胞性骨吸收。另外,由于酸性代谢产物的蓄积,使毛细血管通透性增加,组织水肿,产生骨内高压,加重组织缺血状态。在骨胶原的合成过程中脯氨酸的羟化需铁的参与。骨内Sr元素和Ca元素关系密切,Ca主要以钙盐形式保留在体内,有人证明Sr的保留与Ca一样,并且它的存留对Ca无损失,当钙浓度已到达低限边缘时,Sr能提供新的快速骨质矿化,Sr也可以使受损骨再矿化,增加新骨沉积在骨的羟磷酸盐结晶中,Sr的稳定型和活化型形式都能快速地与Ca进行离子交换,缺Sr可抑制骨生长。Mg在骨内含量高达体内总量的一半,系维持钙磷代谢所必需,Mg的缺乏既可干扰软骨发生,阻碍骨骺生长和骨矿化,又使成骨细胞数量及活性减低,骨基质生成减少,骨脆性增加,易于骨折塌陷而致缺血坏死。3.2复元散的功效本实验结果显示复元散组Cu、Fe、Sr、Mg含量明显高于模型组,股骨头的病理变化亦明显轻于模型组,表明微量元素对激素性股骨头坏死的早期治疗有特殊意义,因为微量元素既是骨代谢中各种酶的活性中心,也是各种络合性药物的作用核心。因此给予富含微量元素的药剂,补充体内缺乏的微量元素,配合早期综合治疗措施,可改善骨的代谢,促进病骨的修复,对临床上治疗激素性股骨头坏死具有深远的意义。复元散正是通过影响Cu、Fe、Sr、Mg等元素的变化,起到改善骨代谢、促进病骨修复的作用,从而提示复元散在改善激素性股骨头坏死而存在的骨质疏松方面作用可靠,这可能是复元散防治激素性股骨头坏死的机制之一,其原因可能主要有以下几点:①复元散中无名异、牛膝等富含Fe、Mg等微量元素,这些微量元素作为酶活性激动剂,能加速体