关键词： 骨质疏松，绝经后；氟化钠；骨密度

【摘要】目的了解卵巢切除大鼠胫骨对氟化钠的治疗反应。方法将24只雌性大鼠随机分成3组，单纯切卵巢组、对照组和氟化钠治疗组。对单纯切卵巢组和氟化钠治疗组大鼠行卵巢切除手术，建立骨质疏松动物模型，氟化钠治疗组于卵巢切除术后1个月予氟化钠，给药3个月后处死。用骨形态计量学方法检测卵巢切除大鼠左后肢胫骨对氟化钠的治疗反应。结果单纯卵巢切除组大鼠骨小梁体积、平均骨小梁密度较对照组显著减少（P＜0.05）；四环素标记表面、类骨质表面和组织水平的骨形成速率均较对照组显著增加（P＜0.05）；矿化沉积速率、类骨质成熟时间和矿化延迟时间较对照组缩短（P＜0.05）。氟化钠治疗3个月可显著增加卵巢切除大鼠骨骺骨小梁骨量，可达（18.2±1.7）%（P＜0.05），但仍显著低于对照组（P＜0.05），其可增加卵巢切除大鼠干骺端和骨骺的平均骨小梁宽度，分别达（94.0±8.0）μm和（117.0±8.0）μm（P＜0.05）；四环素标记表面和组织水平骨形成速率显著高于对照组，最高可达（50.5±10.1）%和（42.7±15.1）μm/d（P＜0.05）,矿化沉积速率显著低于对照组（P＜0.05）,类骨质表面无显著增加。结论氟化钠显著增加平均骨小梁宽度并增加小梁骨骨量，这种作用以骨骺部位更明显。

Effects of sodium fluoride on tibial morphology in ovariectomized rats by bone histomorphometry

DAI Chenlin

(Department of Endocrinology, The General Hospital of Tianjin Medical University, Tianjin Research Institute of Endocrinology,Tianjin 300052,China)

LIU Zaiping

(Department of Endocrinology, The General Hospital of Tianjin Medical University, Tianjin Research Institute of Endocrinology,Tianjin 300052,China)

QIU Mingcai.

(Department of Endocrinology, The General Hospital of Tianjin Medical University, Tianjin Research Institute of Endocrinology,Tianjin 300052,China)

【Abstract】ObjectiveTo investigate the response of trabecula of tibia in ovariectomized(OVX) rats to sodium fluoride (NaF).MethodsThe OVX rats were used as model for osteoporosis. Twenty-four female Wistar rats were randomly divided into three groups. Namely, 16 OVX rats with and without NaF treated group and control group. All rats were sacrificed after being fed with NaF for 3 months. The effect of NaF on bone microarchitecture and dynamics were studied by bone histomorphometry. ResultsTrabecula bone volume, mean trabecula width, density and cortical thickness were remarkably reduced in OVX group(P＜0.05) while tetracycline labeled surfaces, osteoid surfaces and bone formation rate were increased compared with those in control group. In NaF treated group, the tetracycline labeled surfaces and bone formation rate were increased while mineral apposition rate and osteoid maturation period were decreased compared with those in control group (P＜0.05). ConclusionsTrabecula bone volume and mean trabecula width can be increased by administration of NaF for 3 months in OVX rats. It seems that the effects are significant in epiphysis.

【Key words】 Osteoporosis, postmenopausal; Sodium fluoride; Bone density

绝经后骨质疏松是中老年妇女的常见病和多发病。它所造成的病理性骨折严重地影响着中老年妇女的身体健康和生活质量，甚至威胁生命。目前防治骨质疏松的药物主要有抑制骨吸收和刺激骨形成两大类。学者们对前一类药物进行了大量研究。以雌激素为代表的该类药物已被普遍应用。寻找一种安全有效刺激骨形成的药物渐成为人们关心的热点。氟制剂可以有效刺激骨形成，60年代有人应用氟治疗骨质疏松。但80年代有一批学者反对将氟应用于临床。目前许多国家已经批准氟作为治疗骨质疏松的药物，但在美国目前尚未获得批准。由于氟对骨组织作用较复杂，为进一步明确氟制剂对骨组织的作用机制，我们于1994年8月至1995年5月进行了下述实验。

材料和方法

一、实验动物

取24只雌性Wistar大鼠,平均1.5个月龄(1～2个月龄),随机分为3组,每组8只。饲养1个月后,有2组实行双侧卵巢切除术，其中一组单纯切除卵巢，一组术后1个月进行氟化钠治疗3个月,共计5个月；正常对照组未施任何手术。3组均给予普通固体饲料和去离子水喂养;氟化钠治疗组为将氟化钠溶于去离子水中制成15 mg/L含氟水,大鼠自由饮用。普通固体饲料和大鼠均由天津医科大学实验动物中心提供。

二、骨标本的制备

1.四环素双标记法:在处死大鼠前15天进行第1次标记。四环素按30 mg^.kg^-1.d^-1,分2次灌胃,连续2天,停药9天后进行第2次标记,方法同前。在第2次灌胃后3天经股动脉放血处死大鼠,取左后肢胫骨备用。

2.不脱钙骨磨片的制备:将留取的胫骨标本用砂纸磨成2～3 mm厚骨髓腔暴露的骨片,置于0.5% Villanueva染色剂中染色72 h。随后在磁力搅拌器搅拌下,依次用70%乙醇、95%乙醇、100%乙醇和丙酮将骨标本脱水脱脂,再将标本用聚甲基丙烯酸甲酯包埋,置于真空干燥箱中干燥,待包埋块变硬后取出。用钢锯将包埋块锯成约300 μm厚的薄骨片,用水砂纸磨制成100 μm厚的不脱钙骨磨片,封片备用。

三、骨计量学参数的测量和计算

1.形态学参数:(1)全部骨组织体积(total bone tissue volume,TTV):包括皮质骨和海绵骨体积;(2)海绵骨体积(sponge bone volume,SBV):骨髓腔和骨小梁体积之和;(3)骨小梁体积(trabecula bone volume,TBV):包括所测范围内的骨小梁矿化和未矿化的类骨质体积;(4)骨小梁表面(trabecula bone surface,TBS):所测范围内的骨小梁表面积;(5)骨小梁表面和体积之比(S/V):即TBS和TBV的比值,表明单位骨小梁体积所占有骨表面的多少;(6)平均骨皮质宽度(CW):所测范围内骨皮质宽度的平均值;(7)骨小梁宽度(trabecula bone width,TBW):测量吸收陷窝附近的同一骨小梁宽度，用以表示吸收前该处骨小梁的宽度;(8)平均骨小梁板厚度(mean trabecula plate thickness, MTPT):按照Parffit等^〔1〕的方法根据骨小梁体积和骨小梁表面计算求得,即:MTPT=TBV/TBS×2 000;(9)平均骨小梁板密度(mean trabecula plate density,MTPD):平均每mm²骨小梁的数量,MTPD=(TBV/TBS)×(10/MTPT);(10)平均骨小梁板间隙(mean trabecula plate spacing,MTPS):骨小梁板间的距离,MTPS=1 000/MTPD-MTPT。

2.动力学参数:(1)骨小梁类骨质表面(trabecula osteoid surface,TOS):骨小梁类骨质表面占全部骨小梁表面的百分比;(2)平均类骨质宽度(mean osteoid seam width,MOSW):类骨质靠近骨髓腔表面到类骨质与矿化骨交界处的平均距离;(3)四环素单标记表面占骨小梁表面的百分比〔sfract(s)〕:沿骨表面走行的单标记线长度占全部骨表面长度的百分比;(4)四环素双标记表面占骨小梁表面的百分比〔sfract(d)〕:指2次标记的四环素沉积于骨表面所形成的双标记线长度占骨小梁表面长度的百分比;(5)四环素双标记和单标记表面之和占骨小梁表面的百分比〔sfract(d+s)〕;(6)四环素双标记线间的平均距离(distance of double label,DDL):指内标记带内缘到外标记带内缘之间的平均距离,表明2次给药期间形成的矿化骨厚度;(7)矿化沉积速率(mineral appositional rate,MiAR):2条标记带间的平均距离除以2次给药间隔的天数,即每天矿化类骨质的多少,MiAR=(DDL×π/4)/11;(8)矿化延迟时间(mineralization lag time,MLT):是类骨质厚度与矿化沉积速率的比值，表明从类骨质合成到矿化开始中间相隔的时间，MLT=MOSW/MiAR;(9)组织水平的骨形成速率(Svf):表明单位面积骨小梁表面每天新生成矿化骨的多少,Svf=MiAR×Sfract(d+1/2s);(10)类骨质成熟时间(osteoid maturation period,OMP):OMP的含义与MLT基本相同,但计算方法不同,反映水平不同。OMP反映细胞水平,而MLT反映组织水平,OMP=MOSW/Svf。

3.测量:将制备好的磨片置于普通光镜和荧光显微镜下，用Opton Contron半自动图像分析仪测量骨骺和干骺端骨形态学和动力学参数。

四、数据处理

用SYSTAT统计软件根据要求进行方差分析。所有参数均以±s表示。

结果

一、各组大鼠胫骨形态学参数比较

见表1。结果显示,单纯切除卵巢组TBV/TTV、TBV/SBV和MTPD显著低于对照组,表明正常大鼠切除卵巢后,骨小梁骨量明显减少,骨小梁密度减低,MTPS增加。氟化钠组平均TbM可显著增加,骨骺部分TBV/TTV较单纯切除卵巢组显著增加,但仍低于对照组。

二、干骺端动力学参数比较