机械加载改善高脂饮食诱导的肥胖相关骨丢失

摘要

目的探究脉冲式关节机械加载对高脂饮食诱导的肥胖小鼠骨丢失的改善作用。方法将45只雌性C57BL/6小鼠随机分为普通饮食对照组(Sham组)、高脂饮食模型组(HF组)和高脂加载治疗组(HF+L组),每组15只。HF组和HF+L组高脂饮食喂养4周后,HF+L组进行4周的机械加载治疗(加载条件为1 N,10 Hz,3 min/d,每周连续加载5 d)。治疗结束后测量3组小鼠体质量指数(BMI)、全身体脂含量和双侧股骨的骨密度。使用HE染色和MacNeal’s染色分析观察股骨的组织病理改变,使用Western blot检测成骨生成相关蛋白[碱性磷酸酶(ALP)、Runt相关转录因子2(RUNX2)]和脂肪生成相关蛋白[过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)、CCAAT/增强子结合蛋白α(C/EBPα)]的表达。结果与Sham组相比,HF组小鼠的体脂含量和BMI升高,骨密度变化率和骨量变化率显著下降,骨小梁面积明显减少,骨髓脂肪细胞增多。机械加载治疗后,HF+L组的骨密度、骨小梁面积比HF组明显升高,脂肪细胞的数目和面积比HF组显著降低(P<0.05)。Western blot分析结果表明,HF+L组与HF组相比,ALP和RUNX2的表达显著升高,C/EBPα和PPARγ的表达明显降低(均P<0.05)。结论机械加载能够有效缓解由肥胖引起的低骨密度和低骨量,其治疗作用可能通过促进成骨分化和抑制脂肪生成来改善骨丢失。