双侧卵巢切除山羊不同时间段骨形态计量学与骨密度的变化
作者：李良 陈槐卿 何成明 吴文超 谭建三 杨定焯 郑虎
单位：李良(610041 成都，华西医科大学生物医学工程研究室)；陈槐卿(610041 成都，华西医科大学生物医学工程研究室)； 何成明(610041 成都，华西医科大学生物医学工程研究室)； 吴文超(610041 成都，华西医科大学生物医学工程研究室)； 谭建三(公共卫生院)； 杨定焯(公共卫生院)； 郑虎(药学院)
关键词：骨；病理形态学；骨矿密度；卵巢切除；山羊
中国骨质疏松杂志000203 摘要 采用骨病理形态学、骨计量学与骨密度测定法，动态观察了山羊假手术组(Sham)和双侧卵巢切除组(OVX)术前、术后3月、6月、12月和18月各不同时间段髂骨骨病理形态学、骨小梁体积百分比(Vv%)，骨小梁宽度和腰椎(L2-L4)骨密度的变化。结果显示：Sham组术后各时间段髂骨骨病理形态学、骨小梁体积百分比和骨小梁宽度无明显变化(P>0.05)。L2～L4骨密度呈缓慢上升趋势，至术后18月比术前增高38%，差异有显著性(P<0.05)。而OVX组术后3月髂骨骨结构形态出现变化，骨小梁数量轻度减少，相互连接分开；术后6月骨小梁数量进一步减少，骨小梁宽度减小，骨髓腔扩大，骨小梁游离成小块状；至术后12月骨小梁宽度有所增大，但仍低于术前。骨计量学显示，骨小梁体积百分比在术后3月明显下降，术后6月进一步下降，持续到术后12月；与术前相比差异有显著性(P<0.01)。其平均骨小梁宽度在术后3月也开始降低(P<0.01)，术后6月达最低值(P<0.01)，术后12月逐步恢复，趋于正常。术后3月和6月，Sham组骨小梁体积百分比和平均骨小梁宽度明显高于OVX组，有显著性差异(P<0.05)。OVX组中L2～L4骨密度的变化趋势与Sham组相似，术后18月明显高于术前(P<0.05)，但其各时间段上升的幅度均低于sham组。这说明，山羊在双侧卵巢切除后3月就出现骨量减少的变化，术后6月骨量减少最为明显，这种变化与雌激素的降低有关。而Sham组和OVX组术后18月骨量的增加和骨密度的升高可能与山羊体重增加有关。
, 百拇医药
Bone histomorphometry and bone mineral density changes in
ovariectomized goats at regular intervals
Li Liang, Chen Huaiqing, He Chengming, Wu Wengchao, Tan Jiansan, Yang Dingzhuo, Zheng Hu
Biomedical Engineering Research Unit,West China University of Medical Science,Chengdu 610041,China
Abstract Objective To investigate dynamically the bone histomorphometric change of ilium and the changes of bone mineral density (BMD) of lumbar spines in ovariectomized goats at regular intervals.Methods Twenty she-goats,two years old,were randomly divided into two groups,the sham operated group and the ovariectomized group.Iliac crest biopsies were made and bone mineral density was measured in these two groups before and 3, 6, 12 and 18 months after ovariectomy. Results The bone structure in trabecular bone remained relatively constant in the sham operated group at regular intervals.The level of BMD of L2-4 at 18 months after operation was higher than that before operation in the sham operated group.The trabecular quantity decreased and the trabeculae were disconnected in OVX group at 3 months after ovariectomy,and the TBV/TTV (trabecular bone volume/total tissue volume) and MTW(mean trabecular width) at 3 months after ovariectomy were lower than those before ovarie-ctomy.The low level trabecular quantity continued in the whole time course.The BMD obviously decreased at 6 months after ovariectomy in OVX group.The level of BMD of L2-4 at 18 months were higher than that before operation in the OVX group. Conclusion The bone mass and BMD of trabecular bone decrease obviously in ovariectomized goats,which is related to estrogen deficiency after ovariectomy.The increasing level of BMD of L2-4 in both sham operated group and OVX group may be related to increase in body weight of the goats.
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Key words Bone Histomorphometry Bone mineral density Ovariectomy Goats
1 前言
大动物骨质疏松模型因其独特的优势在研究骨质疏松的发病机理、开发新药和提高防治手段方面已占有十分重要的地位[1，3]。我们前期研究工作中，已观察到切除双侧卵巢山羊在术后6月骨组织出现类似于绝经后骨质疏松的一系列病理变化。在此基础上，我们采用骨计量学方法和DXA测量骨密度，动态观察了山羊切除卵巢后不同时间段骨组织病理学、形态计量学和骨密度的变化，以及它们之间的关系，以期为山羊作为一种骨质疏松大动物模型提供更为有利的依据。
2 材料与方法
2.1 实验动物：选用2岁左右健康雌性成都山羊20只，平均体重28kg左右，随机分为假手术组(Sham)5只。双侧卵巢切除组(OVX)15只。OVX组又随机分成6个月、12个月和18个月3个小组，每组各5只。
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2.2 实验方法
2.2.1 OVX组：在无菌条件下，用动物专用麻药846肌注麻醉。经腹腔切除双侧卵巢。分别于切除双侧卵巢前、切除双侧卵巢后3月、6月和12月，在消毒麻醉条件下取髂前上棘附近的骨组织活检。术后给予青霉素抗感染一周。
2.2.2 Sham组：按OVX组的方法打开腹腔，观察卵巢、输卵管及一般情况，但不切除卵巢，术后给予青霉素抗感染一周。取骨活检方法同OVX组。
2.2.3 骨密度测定：采用美国Lunar公司制造的DPX-L型6973双能X线骨密度仪，分别在术前、术后6月、12月、18月测量各组羊腰椎(L2-4)骨密度。
2.2.4 骨组织病理形态学观察和骨计量学测定：骨活检组织采用常规甲醛固定、脱水、脱钙、石蜡包埋，切片(片厚3～5μm)，HE染色，在光镜下做骨组织病理形态学观察。利用四川大学MIAS200型图像分析仪测量骨计量学指标。每个动物标本随机测量3个视野，分别测定骨小梁体积百分数(Vv%，TBV)和平均骨小梁宽度(μm,MTW)。
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3 结果
3.1 骨计量学变化：卵巢切除后不同时间段骨计量学改变，见表1。骨小梁体积百分比指骨小梁占骨髓腔体积的百分比。从表1中可以看出Sham组中各时间段在术后均无明显变化(P>0.05)。而OVX组在术后3月骨小梁体积百分比明显下降，术后6月进一步下降，持续到术后12月；与术前相比有显著性差异(P<0.01)。其平均骨小梁宽度在术后3月也开始降低，术后6月达最低值(P<0.01)，术后12月逐步恢复，趋于正常。Sham组术前与OVX组术前相比，骨小梁体积百分比和平均骨小梁宽度无明显变化(P>0.05)。而术后3月和6月，Sham组骨小梁体积百分比和平均骨小梁宽度明显高于OVX组，有显著性差异(P<0.05)。
3.2 病理形态学变化：Sham组髂骨骨活检组织的骨结构形态在各个实验阶段表现相似，骨小梁丰富，相互连接成网。OVX组术前髂骨骨组织结构形态与Sham组相似；术后3月，骨小梁数量减少，相互连接分开；术后6个月骨小梁数量进一步减少，骨小梁宽度减小，骨髓腔扩大，骨小梁游离成小块状；至术后12月骨小梁宽度有所增大，但仍低于术前[2]。
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表1 卵巢切除后不同时间段髂骨骨计量学改变 分组
骨小梁体积百分比(Vv%,TBV)
平均骨小梁宽度(μm,MTW)
Sham
OVX
Sham
OVX
n
±s
n±s
n±s
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n±s
术前
5
24.0±4.42
8
23.55±3.17
5
63.4±5.55
8
62.88±8.04
术后3月
5
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23.2±4.08
8
16.82±4.35*▲
5
61.0±5.74
8
50.75±6.02*▲
术后6月
5
22.2±4.15
7
13.14±2.48*▲
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5
69.0±5.61
7
45.86±3.53*▲
术后1年
—
—
5
13.06±2.19*
5
57.10±8.33
注：与OVX组术前相比*P<0.01；OVX组与Sham组相应时间段比▲P<0.05
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图1 不同时间段腰椎骨密度值的改变
注：与各自术前值相比*P<0.05，与Sham组相应时期比▲P<0.05
3.3 腰椎骨密度的变化：不同时间段腰椎骨密度值的变化见图1。从图1可以看出，Sham组的骨密度随喂养时间增长，其骨密度增大，到术后18月时其骨密度比术前增加了38%，二者相比有显著性差异(P<0.05)。OVX组在术后3月骨密度有下降的趋势，比术前降低8%；术后6月骨密度值达最低，比术前降低13.5%，但均无显著性差异(P<0.05)。术后6月组与相应时间段Sham组比较，明显降低，有显著性差异(P<0.05)。术后12月恢复正常，并逐步增高，术后18月骨密度比术前增加22%，与术前相比有显著性差异(P<0.05)，但其增长幅度仍小于Sham组。
4 讨论
山羊双侧卵巢切除后，由于雌激素水平降低或缺乏，引起其体内一系列内分泌激素改变，使骨小梁数量减少，宽度变窄，骨小梁变薄，骨密度降低，导致骨质疏松。在切除卵巢3个月，骨形态计量学和骨病理形态学出现改变，6个月改变最为明显；而此时骨密度也明显低于Sham组，说明在此阶段骨组织对雌激素的降低和由此引起的一系列体内内分泌激素的变化最为敏感，骨的丢失也最为严重。在术后12月由于体重的增加，同时也可能由于骨组织对雌激素降低的变化具有一定的适应性，其敏感性降低，OVX组的骨量有所恢复，骨的丢失减缓。Sham组在术后12月骨密度的增加也可能与山羊体重的增加有关。
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参考文献
[1]Newman E,Turner AS,Wark JD.The potential of sheep for the study of osteopenia:current status and comparison with other animal models.Bone,1995,16(4 suppl):277S-284S.
[2]李良，陈槐卿.建立骨质疏松山羊模型初探.中国骨质疏松杂志，1998，4(2)：12-16.
[3]陈槐卿，李良，郑虎.绝经后骨质疏松的动物模型.中国骨质疏松杂志，1998，4(2)：82-95., http://www.100md.com
单位：李良(610041 成都，华西医科大学生物医学工程研究室)；陈槐卿(610041 成都，华西医科大学生物医学工程研究室)； 何成明(610041 成都，华西医科大学生物医学工程研究室)； 吴文超(610041 成都，华西医科大学生物医学工程研究室)； 谭建三(公共卫生院)； 杨定焯(公共卫生院)； 郑虎(药学院)
关键词：骨；病理形态学；骨矿密度；卵巢切除；山羊
中国骨质疏松杂志000203 摘要 采用骨病理形态学、骨计量学与骨密度测定法，动态观察了山羊假手术组(Sham)和双侧卵巢切除组(OVX)术前、术后3月、6月、12月和18月各不同时间段髂骨骨病理形态学、骨小梁体积百分比(Vv%)，骨小梁宽度和腰椎(L2-L4)骨密度的变化。结果显示：Sham组术后各时间段髂骨骨病理形态学、骨小梁体积百分比和骨小梁宽度无明显变化(P>0.05)。L2～L4骨密度呈缓慢上升趋势，至术后18月比术前增高38%，差异有显著性(P<0.05)。而OVX组术后3月髂骨骨结构形态出现变化，骨小梁数量轻度减少，相互连接分开；术后6月骨小梁数量进一步减少，骨小梁宽度减小，骨髓腔扩大，骨小梁游离成小块状；至术后12月骨小梁宽度有所增大，但仍低于术前。骨计量学显示，骨小梁体积百分比在术后3月明显下降，术后6月进一步下降，持续到术后12月；与术前相比差异有显著性(P<0.01)。其平均骨小梁宽度在术后3月也开始降低(P<0.01)，术后6月达最低值(P<0.01)，术后12月逐步恢复，趋于正常。术后3月和6月，Sham组骨小梁体积百分比和平均骨小梁宽度明显高于OVX组，有显著性差异(P<0.05)。OVX组中L2～L4骨密度的变化趋势与Sham组相似，术后18月明显高于术前(P<0.05)，但其各时间段上升的幅度均低于sham组。这说明，山羊在双侧卵巢切除后3月就出现骨量减少的变化，术后6月骨量减少最为明显，这种变化与雌激素的降低有关。而Sham组和OVX组术后18月骨量的增加和骨密度的升高可能与山羊体重增加有关。
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Bone histomorphometry and bone mineral density changes in
ovariectomized goats at regular intervals
Li Liang, Chen Huaiqing, He Chengming, Wu Wengchao, Tan Jiansan, Yang Dingzhuo, Zheng Hu
Biomedical Engineering Research Unit,West China University of Medical Science,Chengdu 610041,China
Abstract Objective To investigate dynamically the bone histomorphometric change of ilium and the changes of bone mineral density (BMD) of lumbar spines in ovariectomized goats at regular intervals.Methods Twenty she-goats,two years old,were randomly divided into two groups,the sham operated group and the ovariectomized group.Iliac crest biopsies were made and bone mineral density was measured in these two groups before and 3, 6, 12 and 18 months after ovariectomy. Results The bone structure in trabecular bone remained relatively constant in the sham operated group at regular intervals.The level of BMD of L2-4 at 18 months after operation was higher than that before operation in the sham operated group.The trabecular quantity decreased and the trabeculae were disconnected in OVX group at 3 months after ovariectomy,and the TBV/TTV (trabecular bone volume/total tissue volume) and MTW(mean trabecular width) at 3 months after ovariectomy were lower than those before ovarie-ctomy.The low level trabecular quantity continued in the whole time course.The BMD obviously decreased at 6 months after ovariectomy in OVX group.The level of BMD of L2-4 at 18 months were higher than that before operation in the OVX group. Conclusion The bone mass and BMD of trabecular bone decrease obviously in ovariectomized goats,which is related to estrogen deficiency after ovariectomy.The increasing level of BMD of L2-4 in both sham operated group and OVX group may be related to increase in body weight of the goats.
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Key words Bone Histomorphometry Bone mineral density Ovariectomy Goats
1 前言
大动物骨质疏松模型因其独特的优势在研究骨质疏松的发病机理、开发新药和提高防治手段方面已占有十分重要的地位[1，3]。我们前期研究工作中，已观察到切除双侧卵巢山羊在术后6月骨组织出现类似于绝经后骨质疏松的一系列病理变化。在此基础上，我们采用骨计量学方法和DXA测量骨密度，动态观察了山羊切除卵巢后不同时间段骨组织病理学、形态计量学和骨密度的变化，以及它们之间的关系，以期为山羊作为一种骨质疏松大动物模型提供更为有利的依据。
2 材料与方法
2.1 实验动物：选用2岁左右健康雌性成都山羊20只，平均体重28kg左右，随机分为假手术组(Sham)5只。双侧卵巢切除组(OVX)15只。OVX组又随机分成6个月、12个月和18个月3个小组，每组各5只。
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2.2 实验方法
2.2.1 OVX组：在无菌条件下，用动物专用麻药846肌注麻醉。经腹腔切除双侧卵巢。分别于切除双侧卵巢前、切除双侧卵巢后3月、6月和12月，在消毒麻醉条件下取髂前上棘附近的骨组织活检。术后给予青霉素抗感染一周。
2.2.2 Sham组：按OVX组的方法打开腹腔，观察卵巢、输卵管及一般情况，但不切除卵巢，术后给予青霉素抗感染一周。取骨活检方法同OVX组。
2.2.3 骨密度测定：采用美国Lunar公司制造的DPX-L型6973双能X线骨密度仪，分别在术前、术后6月、12月、18月测量各组羊腰椎(L2-4)骨密度。
2.2.4 骨组织病理形态学观察和骨计量学测定：骨活检组织采用常规甲醛固定、脱水、脱钙、石蜡包埋，切片(片厚3～5μm)，HE染色，在光镜下做骨组织病理形态学观察。利用四川大学MIAS200型图像分析仪测量骨计量学指标。每个动物标本随机测量3个视野，分别测定骨小梁体积百分数(Vv%，TBV)和平均骨小梁宽度(μm,MTW)。
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3 结果
3.1 骨计量学变化：卵巢切除后不同时间段骨计量学改变，见表1。骨小梁体积百分比指骨小梁占骨髓腔体积的百分比。从表1中可以看出Sham组中各时间段在术后均无明显变化(P>0.05)。而OVX组在术后3月骨小梁体积百分比明显下降，术后6月进一步下降，持续到术后12月；与术前相比有显著性差异(P<0.01)。其平均骨小梁宽度在术后3月也开始降低，术后6月达最低值(P<0.01)，术后12月逐步恢复，趋于正常。Sham组术前与OVX组术前相比，骨小梁体积百分比和平均骨小梁宽度无明显变化(P>0.05)。而术后3月和6月，Sham组骨小梁体积百分比和平均骨小梁宽度明显高于OVX组，有显著性差异(P<0.05)。
3.2 病理形态学变化：Sham组髂骨骨活检组织的骨结构形态在各个实验阶段表现相似，骨小梁丰富，相互连接成网。OVX组术前髂骨骨组织结构形态与Sham组相似；术后3月，骨小梁数量减少，相互连接分开；术后6个月骨小梁数量进一步减少，骨小梁宽度减小，骨髓腔扩大，骨小梁游离成小块状；至术后12月骨小梁宽度有所增大，但仍低于术前[2]。
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表1 卵巢切除后不同时间段髂骨骨计量学改变 分组
骨小梁体积百分比(Vv%,TBV)
平均骨小梁宽度(μm,MTW)
Sham
OVX
Sham
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n
±sn
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24.0±4.42
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术后3月
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23.2±4.08
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16.82±4.35*▲
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61.0±5.74
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50.75±6.02*▲
术后6月
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7
13.14±2.48*▲
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69.0±5.61
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45.86±3.53*▲
术后1年
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13.06±2.19*
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注：与OVX组术前相比*P<0.01；OVX组与Sham组相应时间段比▲P<0.05
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图1 不同时间段腰椎骨密度值的改变
注：与各自术前值相比*P<0.05，与Sham组相应时期比▲P<0.05
3.3 腰椎骨密度的变化：不同时间段腰椎骨密度值的变化见图1。从图1可以看出，Sham组的骨密度随喂养时间增长，其骨密度增大，到术后18月时其骨密度比术前增加了38%，二者相比有显著性差异(P<0.05)。OVX组在术后3月骨密度有下降的趋势，比术前降低8%；术后6月骨密度值达最低，比术前降低13.5%，但均无显著性差异(P<0.05)。术后6月组与相应时间段Sham组比较，明显降低，有显著性差异(P<0.05)。术后12月恢复正常，并逐步增高，术后18月骨密度比术前增加22%，与术前相比有显著性差异(P<0.05)，但其增长幅度仍小于Sham组。
4 讨论
山羊双侧卵巢切除后，由于雌激素水平降低或缺乏，引起其体内一系列内分泌激素改变，使骨小梁数量减少，宽度变窄，骨小梁变薄，骨密度降低，导致骨质疏松。在切除卵巢3个月，骨形态计量学和骨病理形态学出现改变，6个月改变最为明显；而此时骨密度也明显低于Sham组，说明在此阶段骨组织对雌激素的降低和由此引起的一系列体内内分泌激素的变化最为敏感，骨的丢失也最为严重。在术后12月由于体重的增加，同时也可能由于骨组织对雌激素降低的变化具有一定的适应性，其敏感性降低，OVX组的骨量有所恢复，骨的丢失减缓。Sham组在术后12月骨密度的增加也可能与山羊体重的增加有关。
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参考文献
[1]Newman E,Turner AS,Wark JD.The potential of sheep for the study of osteopenia:current status and comparison with other animal models.Bone,1995,16(4 suppl):277S-284S.
[2]李良，陈槐卿.建立骨质疏松山羊模型初探.中国骨质疏松杂志，1998，4(2)：12-16.
[3]陈槐卿，李良，郑虎.绝经后骨质疏松的动物模型.中国骨质疏松杂志，1998，4(2)：82-95., http://www.100md.com