目的探讨短期使用糖皮质激素对大鼠不同部位骨骼的形态结构和生物力学的影响。方法20只3月龄SD雌性大鼠随机分为2组:①正常对照组(Ctrl);②糖皮质激素组(dexamethasone,Dex)。每只大鼠适应性喂养1周后,灌胃6周,取左侧胫骨上段(proximal tibia metaphyses,PTM)和中段(middle part of tibia shaft,TX)进行骨形态计量学检测,取左侧股骨(Left Femur,LF)和第5腰椎(the5th Lumbar Vertebra,LV5)进行骨生物力学检测。结果Ctrl组大鼠的体重随时间(6周)逐渐增加;而Dex组大鼠的体重增加缓慢,甚至出现体重下降的情况,两组大鼠的体重差异具有显著性。与Ctrl组比,Dex组大鼠软组织中:肝、脾、肾、子宫和胸腺重量显著性减少。骨形态计量学静态参数显示:与Ctrl组相比,Dex组大鼠TX段皮质骨的骨量明显降低,骨髓腔增大。动态参数显示:Dex组大鼠的骨内膜面荧光周长百分率、骨形成率明显降低,而骨吸收百分率增加;骨外膜面动态参数无显著性变化,两组大鼠PTM松质骨无论静态参数或动态参数与对照组比无统计学上的显著性变化。Dex也没有弱化LF和LV5的力学性能(最大载荷,最大应力,最大应变)。结论短期、少量使用Dex(45d,2.5mg·kg-1,twice per week),仅使大鼠皮质骨丢失,由于几何形状的变化,并不改变生物力学的性能。以这种方式使用Dex,不仅不影响松质骨,也不改变大鼠的生物力学性能。此结论提示Dex短期使用对不同部位的骨骼影响不同,先出现皮质骨的变化。因此需要重视对糖皮质激素导致皮质骨变化的观察和研究。
1960年,美国骨整形外科医生Harold Frost提出一种定量研究骨微结构和骨量的技术——骨组织形态计量学(BHMT),其采用不脱钙硬包埋法和活体荧光标记法进行骨组织标本制作,更好地保留了骨组织微细结构。50多年来的实践证实BHMT是目前评价骨转换与骨矿化最常用和有效的实验手段,至今仍是骨代谢和矿化评价的金标准。目前国际上有两套常用的标准骨组织形态计量学方法:一是Harold Frost与美国犹他大学医学院放射生物系Webster S.S.Jee教授及Sun Valley Hard Tissue Workshops一起发展并提出的BHMT标准命名法,下文简称Dr.Frost and Jee教授团队命名法。二是在美国医生A.Michael Parfitt于1980年提出的一套强调骨组织微结构研究重要性的体视学测量方法基础上,由美国骨矿研究协会(ASBMR)综合提出的标准命名法(1987年第一版和2012年第二版)。上述两种系统命名法均使用广泛,每套系统的指标都很多且各有侧重,使用时可按具体实验需要选择最为适用的系统。本文将讨论2种方法的异同点及其在BHMT研究中的应用。
