HPMA-地塞米松复合物(P-dex)对大鼠体内骨代谢的影响

摘要

[目的]
　　 观察HPMA-地塞米松复合物(P-dex)长期使用对健康大鼠的骨量，骨质量，骨代谢的影响，同时观察对血液和器官组织的影响，探讨P-dex的对骨代谢的作用机制。比较游离的地塞米松(Dexamethasone，Dex)和P-dex在不同给药剂量(量-效)、不同给药时间(时-效)对体内骨代谢的影响。评价P-dex作为抗关节炎药物对骨代谢的影响和长期用药安全性。
　　 [方法]
　　 实验一不同剂量的地塞米松对大鼠骨质量的影响选用3月龄SPF级雌性SD大鼠31只随机分为4组：对照组(Control，saline，7只)，地塞米松低剂量组(Dex-L，1mg/kg，8只)，地塞米松中剂量组(Dex-M，2.5mg/kg，8只)，地塞米松高剂量组(Dex-H，5mg/kg，8只)，尾静脉注射，2次/周。连续给药8周。
　　 实验二 HPMA-地塞米松复合物(P-dex)对大鼠体内骨代谢影响选用3月龄SPF级SD健康雌性大鼠102只随机分出6只作为基础组，剩下的96只随机分为两部分，分别用于8周和12周时间段的实验。每部分6个组，每组8只。分为正常对照组(Control组)，尾静脉注射(iv)生理盐水1.5ml，2次/周；P-dex低剂量组(P-dex-L组)，P-dex16mg/kg，2次/周，(iv)；P-dex高剂量组(P-dex-H组)，P-dex64mg/kg，2周/次，(iv)；地塞米松组(Dex组)，(iv)Dex2mg/kg，2次/周。(注：P-dex16mg/kg相当于Dex2mg/kg的绝对量)。
　　 所有大鼠饲养条件相同，每周记录1次体重，在实验结束前14、13天和4、3天分别给所有大鼠皮下注射盐酸四环素(50mg/kg)和钙黄绿素(10mg/kg)荧光标记两次。实验结束时，心脏取血处死大鼠，分离血清测生化指标；取右侧胫骨及第四腰椎不脱钙包埋后分别制成骨切片(胫骨上段和腰椎)和骨磨片(胫骨中段)，通过半自动图像分析系统进行松质骨和皮质骨的骨组织形态计量学测量；取左侧股骨和第五腰椎进行骨密度、骨生物力学的测量；取左侧股骨烘干、消化，分成两份，分别使用ICP离子性发射光谱仪和羟脯氨酸试剂盒检测其骨钙、磷和骨羟脯氨酸的含量。分离肝、肾、肾上腺、脾、子宫、卵巢、胸腺、心和腓肠肌，分别称取重量。取肝、肾、肾上腺、子宫石蜡包埋，H&E染色病理切片观察。
　　 [结果]
　　 1.Dex各用药组大鼠在实验结束点时，与对照组相比，体重均明显下降(P<0.05)；胫骨上段荧光周长百分率、矿化沉积率、骨形成率明显降低(P<0.05)，2.5mg/kg与5mg/kg Dex组大鼠骨小梁面积百分数，骨小梁数目较对照组明显增加，骨小梁分离度明显减少(P<0.05)；然而1mg/kgDex骨密度和2.5mg/kg组羟脯氨酸含量明显下降，1mg/kgDex与2.5mg/kgDex组生物力学参数明显降低。
　　 2.P-dex用药组大在鼠在8周和12周用药期间体重均较对照组明显下降(P<0.01)，血清中甘油三脂和总胆固醇含量明显上升(P<0.01)，血清中抗酒石酸酸性磷酸酶含量明显下调(P<0.05)。P-dex用药12周血清碱性磷酸含量明显增加(P<0.05)。P-dex用药组胫骨上段骨小梁面积百分数较对照组有下降趋势(P>0.05)，骨小梁数目明显降低(P<0.05)；骨组织计量学动态数据(荧光周长百分率、矿化沉积率、骨形成率)均明显低于对照组(P<0.05)；P-dex组骨髓中脂肪细胞明显大量增多。P-dex用药组股骨中钙磷镁含量明显下降(P<0.05)，但其股骨骨密度无明显改变。P-dex股骨生物力学参数明显降低(P<0.05)。P-dex不明显影响大鼠胫骨中段骨计量学静态参数，但明显降低中段骨组织计量学动态数据(P<0.05)。P-dex用药组大鼠脑、心、肝、肾湿重指数较明显增加(P<0.05)；脾、胸腺、肾上腺、腓肠肌湿重指数明显下降(P<0.05)。病理切片表明，P-dex用药组大鼠肝细胞变性、肾小球和肾上腺明显萎缩。
　　 3.P-dex用药组与Dex用药组大鼠相比，体重明显降低，血清中甘油三脂和总胆固醇明显增加(P<0.05)，8周P-dex组大鼠血清血糖明显低于Dex组(P<0.05)。12周P-dex大鼠血糖逐渐升高。12周P-dex大鼠血磷、碱性磷酸酶明显较Dex组高(P<0.05)，抗酒石酸酸性磷酸酶明显低于Dex组(P<0.05)；P-dex组大鼠胫骨上段松质骨静态参数与Dex无显著性差异，而松质骨动态数据(荧光周长百分率、矿化沉积率、骨形成率)均明显低于Dex组(P<0.05)，骨髓中脂肪细胞明显较Dex组多，股骨中钙磷镁含量、骨密度以及骨生物力学参数与Dex组无显著性差异。8周实验P-dex-L组骨髓面积较Dex组明显增大，皮质骨面积明显减少(P<0.05)。8周和12周实验，P-dex组大鼠胫骨中段骨荧光周长明显短于Dex组。P-dex用药组在脑、心、肾、肾上腺、腓肠肌等软组织湿重指数均较Dex有显著性差异(P<0.05)。
　　 4.P-dex高剂量少次给药(P-dex-H)与低剂量多次给药(P-dex-L)相比，P-dex-H对血清指标，骨组织形态计量学参数以及骨生物力学等方面产生的负面效应大于P-dex-L。P-dex用药12周对骨代谢、骨质量、软组织、血清指标等的影响比8周实验更明显。
　　 5.Celecoxib与MTX用药12周与P-dex相比，明显降低大鼠股骨骨密度(P<0.05)，但不抑制骨形成，两用药组骨生物力学参数(弹性载荷，最大载荷，断裂载荷)均高于P-dex用药组(P<0.05)，与对照组处在同一水平。
　　 [结论]
　　 1 Dex明显抑制骨形成，降低骨转换，随着剂量增加，骨小梁面积百分数增加，骨密度和骨生物力学性能下降，同时骨内有基质合成降低，非矿化骨形成增加，骨质量降低。以1mg/kg的Dex对骨的质量影响最明显，该剂量略增加骨小梁面积百分数，但骨形成、骨生物力学性能、骨内有基质含量明显下降。不同剂量的Dex对骨质量的影响不同，剂量与骨质量之间无比例依赖关系。
　　 2长期大剂量使用P-dex明显下调健康大鼠的体重，升高血清血脂，减少皮下脂肪，引起脂质代谢混乱，诱导肝细胞变性同时诱导肾上腺、胸腺和肾小球萎缩，强烈抑制骨形成，同时也抑制骨吸收，因而骨量变化不大，引起骨髓中的脂肪细胞大量增多，负面影响骨质量，有造成骨质疏松的可能。
　　 P-dex的效能远高于与P-dex中装载的Dex药量等同的游离Dex的效能，应用时应低剂量运用。P-dex大剂量长期实验引起的负面影响，随用药时间的延长而增大，大剂量单次给药产生的负面影响大于小剂量多次给药。