镓盐对颌骨骨质疏松大鼠骨代谢的影响
作者：郭三萍,李晓红,戴晓霞,王治伦,崔琦
【Abstract】AIM： To investigate the influence of gallium salts on the bone metabolism of mandibular osteoporosis rats caused by tretinoin. METHODS: After duplicating mandibular osteoporotic rat model by using tretinoin, the rats were divided into control group, osteoporosis group, estrogen treated group, and gallium chloride treated group. Gallium salts were applied to treat mandible osteoporosis of rats for 60 days, while estrogen was used as controls to study its effects on the rat mandible bone metabolism by bone histomorphmetry and biochanical examination. RESULTS: Gallium salts decreased the AKP and TRAP to the level of control group, widened the average width of the mandible bone trabecular, increased the ration of the trabecular contents, and narrowed the average distance between the trabecular. CONCLUSION: Gallium salts depress the bone turnover and slow down the mandible bone amount loss, and retard the process of the mandible osteoporosis.
【Keywords】 gallium salts; osteoporosis; mandible; bone and bones/metabolism
【摘要】目的： 研究镓盐对维甲酸引起的下颌骨骨质疏松大鼠骨代谢的影响.方法： 用维甲酸复制颌骨骨质疏松大鼠动物模型，将大鼠分为4组: 正常对照组、骨质疏松组、氯化镓组及雌激素治疗组.应用镓盐、雌激素治疗60 d，采用生化检测、骨组织形态计量学等方法研究镓盐对骨代谢相关指标的影响.结果： 镓盐可降低大鼠血清抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)和碱性磷酸酶(AKP)的活性;增加骨钙素的水平;可使颌骨的平均骨小梁宽度、骨小梁面积百分比增加,骨小梁间距变小.结论： 镓盐能降低骨转换率,减缓颌骨骨量丢失,对颌骨骨质疏松有改善作用.
【关键词】 镓盐;骨质疏松;下颌骨;骨和骨组织/代谢
0引言
口腔颌骨骨量丢失是影响牙齿存留与义齿及种植体修复成功与否的重要因素.骨质疏松症(osteoporosis,OP)是一种以骨量降低、骨组织结构改变，以致骨的脆性增高、骨折危险性增加的一种全身性骨骼疾病［1］ .颌骨作为全身骨骼系统的一部分，骨量丢失除与口腔局部因素有关外，还与骨质疏松症有关.随着人口结构的老龄化，骨质疏松症严重影响老年人的生活质量，亦迅速成为人们广泛关注的社会健康问题.尽管近年来在预防和治疗骨质疏松方面取得了很大的进展，但仍有大量的问题有待解决，目前尚缺乏使已发生的严重骨质疏松的骨质完全恢复的价廉特效药.镓盐是近年来发现的一种能降低骨转换率的药物，但国内外关于镓盐治疗颌骨骨质疏松的少有报道.我们通过观察镓盐对维甲酸引起的大鼠颌骨骨质疏松骨代谢的影响，为进一步研究骨质疏松症的发病机制及探索治疗颌骨骨质疏松的新药提供依据.
1材料和方法
11材料
选用5~6月龄健康纯种雌性SD大鼠60只(原西安医科大学实验动物中心提供)，体质量190~260 g.所有动物均自由摄取标准饲料与饮用水(蒸馏水)，恒温饲养.
12方法
121模型复制将所有大鼠随机分为两组： 正常对照组(control group )16只及骨质疏松造模组(OP group )44只.用维甲酸(上海制药六厂)对造模组大鼠按85 mg/（kg・d） ig 15 d，对照组用蒸馏水.15 d后，两组各随机处死5只大鼠，取材观察模型复制情况.
122分组和用药大鼠颌骨骨质疏松动物模型复制成功后，进入治疗阶段.将骨质疏松造模组大鼠随机分为3组： 骨质疏松组13只；镓盐（Ga）治疗组13只；雌激素（E2）治疗组13只.镓盐治疗组用25 mg/(kg・d) 氯化镓(北京有色金属研究总所) ig；雌激素治疗组用雌二醇（上海第九制药厂）02 μg/kg，3次/wk ip；正常对照组、骨质疏松组动物正常喂养，60 d后将所有大鼠处死取材.
123取材和检测 ① 颌骨形态计量学（Bone histomorphmetry，BHM）测量： 分别在维甲酸制模15 d后及治疗60 d后，将各组大鼠处死，剥离左侧下颌骨,常规制作下颌骨磨牙区病理切片，镜下选取下颌磨牙根部远中骨组织，应用全自动彩色图像分析系统观察骨小梁的参数值.② 血清生化指标检测： 各组大鼠在处死前，腹腔静脉采血,用全自动生化分析仪检测血清总碱性磷酸酶(AKP)；用酶联免疫法检测血清抗酒石酸酸性磷酸酶(TRAP)；用放免法测定检测血清中骨钙素(BGP)、雌二醇(E2 ).
统计学处理： 所有数据用SPSS 100软件进行t检验和方差分析，结果以x ±s表示，检验水准α=005，P<005认为差异显著.
2结果
21模型复制结果
211颌骨形态计量学检测骨质疏松组与正常组比较，颌骨平均骨小梁宽度（MTW）明显变窄，平均骨小梁间距（MTS）明显变宽，骨小梁百分比（TBV）明显减少.两组间有显著性差异 (P001，Tab 1).
212血清学检测骨质疏松组较正常组血清AKP和TRAP活性增高、BGP降低、雌激素水平降低，统计学有显著性差异(P005，Tab 1).表1用维甲酸15 d后颌骨形态计量学及血清学检测（略）
22镓盐治疗60 d后结果
221颌骨形态计量学检测镓盐治疗组及雌激素治疗组与骨质疏松组比较，颌骨骨小梁宽度明显增加，骨小梁间距变小，差异有显著性（P005）；与正常组比较骨小梁宽度无明显差异(Tab 2).
222血清学检测镓盐组及雌激素治疗组与骨质疏松组比较，AKP及TRAP降低(P<005)，与正常对照组接近；血清BGP两治疗组与骨质疏松组比较升高(P<005)，与正常对照组无显著性差异.雌激素治疗组E2水平明显高于其他3组，差异有显著性(P<001) ；骨质疏松组E2 水平回升,其他3组之间比较E2 水平差异无显著性(Tab 2).表2治疗60 d后颌骨形态计量学及血清学检测（略）
3讨论
颌骨包括上、下颌骨，其突起部分为牙槽骨.颌骨骨量丢失一般情况下主要发生于牙槽骨上，颌骨骨量丢失与 OP之间存在着一定的关系.研究发现老年人的颌骨骨量随着增龄而减少，女性大于男性；且年轻女性与老年女性颌骨骨量有明显的差异，这与骨质疏松患者骨密度随年龄增加而逐渐降低相一致；研究还显示绝经后妇女的骨质疏松常明显累及下颌骨，引起颌骨的骨量丢失［2］，骨形成和骨吸收是骨代谢的两个基本过程.骨质疏松症根本原因是骨形成与骨吸收作用失衡，即骨吸收大于骨形成，骨代谢处于负平衡状态.镓盐是近年来治疗癌症性高血钙的有效药物［3］ ，体内外实验已提示镓直接抑制骨溶解，阻止骨钙的释放，能降低骨转化率，降低骨代谢各项指标.镓盐能作用于成骨细胞，改变骨基质蛋白合成.在鼠头盖骨成骨细胞体外培养中，镓可增加纤维结合素Ⅰ型胶原链的mRNA水平，提示镓可能改变间质细胞的蛋白合成模式，有利于增加骨形成.雌激素对维持骨吸收和骨形成的平衡有很重要的作用［4］.1987年Komm和Erikson等首次证实人成骨细胞上存在着雌激素的受体，雌激素具有刺激骨形成作用，可直接作用于成骨细胞而调节骨代谢.后来发现在破骨细胞上也有雌激素受体的存在，雌激素与破骨细胞上的受体相应答，促进破骨细胞的凋亡, 抑制骨吸收.
AKP是由成骨细胞分泌的，可反映成骨细胞的活性,是评价骨形成与转换的特异指标.TRAP由破骨细胞释放，可反映破骨细胞活性和骨吸收的状态，TRAP的活性与破骨细胞活性呈正相关.BGP是由成骨细胞合成一种能结合钙的蛋白质，是反映骨形成的特异指标. 本实验采用维甲酸复制大鼠颌骨骨质疏松模型，具有简便、迅速、无创伤、易操作等特点.从实验中可看到，给大鼠服用维甲酸15 d后，骨质疏松造模组与正常对照组比较，血中AKP、TRAP活性升高，BGP、E2降低等，这些改变均符合大鼠骨质疏松的指标变化；且造模组大鼠AKP、TRAP显著高于对照组，提示成骨细胞活性及破骨细胞活性均升高，显示骨代谢处于高转换状态.颌骨骨小梁数、骨小梁宽度、骨小梁面积百分比明显减少、骨小梁间隙明显增宽，形态学也出现了典型的骨质疏松样改变，说明应用维甲酸复制大鼠颌骨骨质疏松动物模型成功.
镓具有抑制骨吸收作用.Donnelly等［5］在鼠皮下种植含镓和不含镓的骨粉，观察其再吸收过程，接种21 d后发现，种植含镓骨粉组骨的再吸收显著被抑制.应用镓盐治疗60 d后，两治疗组的TRAP活性均低于骨质疏松对照组，且与对照组接近，可能是镓抑制了破骨细胞的活性,使骨吸收作用减弱.两治疗组AKP已基本恢复到正常水平，提示镓盐可能抑制了骨代谢高转换状态.两种酶的活性在治疗后均有所下降、BGP回升，接近于正常组，表明镓盐抑制破骨细胞的功能,亦对成骨细胞活性有一定影响,从而降低了骨转换率，与以往的报道相符［6,7］.
骨组织形态计量学是用定量的方法分析骨组织形态结构的测量技术,能精确地测量骨组织形态的微细结构及总体骨量的变化.镓盐治疗结果显示骨小梁数目及宽度增加，骨小梁百分比增加, 有骨形成，提示镓盐能增加骨密度使颌骨骨量增加.
雌激素替代疗法治疗女性骨质疏松症,疗效已得到确认.Civitelli等［8］的研究表明，该疗法不仅可使全身骨组织状况改善，而且可减缓牙槽骨的吸收.本实验应用雌激素对照治疗后，颌骨形态学和骨代谢指标均有所改善，镓盐治疗后得到了同样的结果，镓盐可能亦通过抑制破骨细胞活性、增强成骨细胞的活性对骨质疏松有治疗作用.用镓盐治疗维甲酸致大鼠颌骨骨质疏松模型，结果显示镓盐和雌激素的效果基本相似，表明镓盐是一种有前途的降低骨转换率的药物, 不仅可使全身骨组织的状况有所改善, 可用于治疗颌骨骨质疏松，减缓牙槽骨的吸收,增加牙齿的留存率,还有利于口腔保健.
【】
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