三种水平跑台运动对生长期大鼠骨质变化及股骨形态结构的影响

摘要

研究目的：水平跑、上坡跑和下坡跑的跑动过程中骨组织所受到的应力不同,对骨组织的影响不同.在一定范围内,骨受到的应力刺激越大,越有利于骨密度的维持和提高,超过一定范围,则可能产生疲劳性骨折.为确保骨密度的积累、骨骼的长度及厚度的协调增长,促进峰值骨量积累,预防骨质疏松,本文探索了三种水平的跑台运动对生长期大鼠骨密度及股骨形态结构的影响,为运动健骨提供理论资料。rn 研究方法：48只2月龄SD雄性大鼠随机分成对照组（n=12）和3个运动组。运动组以25m/min速度运动，每天运动50min，每周运动5天，周三和周日休息，共运动12周，水平跑.组（n=12）的坡度为0°；下坡跑组（n=12）和上坡跑（n=12）组坡度分别为-8°和8°。运动结束后用双能X射线骨密度仪（DEXA，XR-600）检测大鼠整体骨密度，24小时后大鼠被处死，剥离股骨并检测新鲜股骨骨密度，用游标卡尺分别测量股骨长度及股骨近端、中段和远端的厚度与宽度。每组股骨随机选取5根，经Micro-CT扫描股骨远端后，进行股骨骨松质骨微结构相关参数定量检测。使用spss11.1中ONE WAY-ANOVA对数据进行统计分析。rn 研究结果：与对照组相比，各运动组整体骨密度均增加，其中，下坡组增加最多，并与对照组和上坡组间存在显著性差异（P＜0.05）；整体骨矿含量除上坡组略低于对照组外，其它运动各组均高于对照组，但均与对照组间不存在显著性差异。股骨远端骨密度除上坡组低于对照组外，其它各组均高于对照组，各组与对照组间无显著性差异，但上坡组与下坡组间存在显著性差异（P＜0.05）；各运动组股骨的中端骨密度均高于对照组，而各组间均无显著性差异。股骨形态测量结果显示，上坡组除股骨近端宽度外，股骨长度、股骨近端厚度、股骨中端厚度和宽度、股骨远端厚度和宽度均低于对照组，而下坡组均为各组间最高；水平组除股骨中段略细于对照组外，其它各组均高于对照组；在股骨长度、股骨各段厚度及股骨远端宽度方面下坡组与上坡组间均存在显著性差异（P＜0.05）。Micro-CT结果显示，与对照组相比，各运动组大鼠股骨远端骨体积分数（BV/TV）、骨小梁厚度（Tb.Th）及骨小梁数量（Tb.N）均增加，增加幅度下坡组>水平组>下坡组；骨表面积和骨体积比（BS/BV）、骨小梁模式因子（Tb.Pf）分别下降，其中骨表面积和骨体积比（BS/BV）水平组与对照组存在显著差异（P＜0.05）；骨小梁分离度（Tb.Sp）除上坡组略升高之外，其他各组均有下降趋势。rn 研究结论：运动对骨密度的影响机理很复杂，除运动速度、运动时间外，还与应力刺激的差异有关。在某一相同的运动时间和运动速度下，不同的应力刺激对骨密度、骨矿含量及骨形态结构的影响不同，其中下坡跑对骨质积累和骨生长的促进作用最强，水平跑次之，上坡跑最差；与对照组相比，水平跑利于增加骨小梁数量，而下坡跑在增加骨小梁数量同时，利于增加骨小梁厚度；运动过度对骨的破坏可能先表现为骨量的丢失，其次才表现为骨密度的下降。由于骨代谢进程缓慢，在目前监测水平下运动对骨密度、骨矿含量及骨形态指标的影响的可检测敏感性较差；为了及时评估运动对骨代谢的影响，科学指导运动健骨，需要寻找能更敏感反应骨重建动态的指标。