糖尿病大鼠髕腱的生物力學(xué)變化與骨化三醇的治療作用.pdf

1、目的：
　　糖尿病作為一種復(fù)雜的代謝性疾病，可引起多個(gè)系統(tǒng)的相關(guān)并發(fā)癥。既往研究發(fā)現(xiàn)糖尿病與骨質(zhì)疏松癥[1]，腎臟疾病[2]，心血管并發(fā)癥[3]及視網(wǎng)膜病變息息相關(guān)[4]。近年來(lái)，糖尿病對(duì)肌腱的影響已有一定認(rèn)識(shí)，研究證實(shí)體內(nèi)持續(xù)的高血糖狀態(tài)與肌腱損傷相關(guān)，糖尿病是造成肌腱病變發(fā)生發(fā)展的一個(gè)重要因素。目前對(duì)于糖尿病時(shí)期的研究從幾天到數(shù)周不等，主要集中于跟腱的研究。很多研究表明肌腱的機(jī)械特性下降，如肩袖損傷模型中，糖尿病損害腱骨的愈合

2、，腱骨復(fù)合體斷裂載荷與剛度下降[5]，糖尿病模型19天時(shí)大鼠髕腱楊氏模量下降[6]，糖尿病使損傷肌腱剛度與峰載荷下降[7]等。
　　Ca作為第二信使參與胰島素分泌，維生素D(1,25-(OH)2-VitD3）是人體必需的一種維生素，在Ca代謝中起重要作用。既往研究表明骨化三醇通過(guò)抑制腎素，降低氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)，減少蛋白尿可改善糖尿病腎病[8-10]，還可治療糖尿病心肌疾病[11]，增加骨密度[12]及胰島素敏感性[13]。然而，

3、骨化三醇對(duì)糖尿病髕腱的影響還有待研究。
　　故本實(shí)驗(yàn)通過(guò)建立大鼠糖尿病模型，探究糖尿病髕腱剛度與蠕變特性等生物力學(xué)及組織學(xué)方面的變化，并通過(guò)應(yīng)用骨化三醇作為治療干預(yù)措施，探究骨化三醇對(duì)糖尿病退變肌腱的保護(hù)作用。探討骨化三醇對(duì)糖尿病大鼠髕腱組織學(xué)變化，剛度及蠕變特性等生物力學(xué)的影響。本實(shí)驗(yàn)為隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)。
　　方法：
　　65只清潔級(jí)雄性SD大鼠隨機(jī)分為模型組（n=50）與對(duì)照組（n=15），模型組高糖高脂飼料喂養(yǎng)4周，

4、對(duì)照組給予普通飼料喂養(yǎng)，4周后禁飲食過(guò)夜，次日按照30 mg/kg的劑量腹腔注射STZ檸檬酸溶液，對(duì)照組給予相同劑量的檸檬酸緩沖液[14]。72h后尾靜脈取血監(jiān)測(cè)血糖變化，33.3mmol/L≥空腹血糖≥11.1mmol/L則視為造模成功。后將40只成模大鼠隨機(jī)分為糖尿病組與骨化三醇組，骨化三醇組每天腹腔注射骨化三醇1mg/kg，持續(xù)9周，空白對(duì)照組與單純糖尿病組給予相同劑量的花生油腹腔注射。所有大鼠正?；\內(nèi)活動(dòng)，自由飲食。每周檢測(cè)大鼠

5、空腹血糖水平以檢測(cè)血糖變化，若期間血糖小于11.1mmol/L，大鼠則被剔除出組。9周后切取大鼠髕骨-髕腱-脛骨復(fù)合體,(1)用數(shù)字測(cè)微計(jì)測(cè)量髕腱長(zhǎng)、寬、厚度變化；(2)行HE染色，觀察肌腱組織及腱骨結(jié)合處的形態(tài)學(xué)改變；(3)應(yīng)用 BOSE3200生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)定大鼠髕腱剛度與蠕變特性；(4)心臟穿刺取血，離心后用于1,25-(OH)2-VitD3水平測(cè)定。
　　結(jié)果：
　　1糖尿病組與骨化三醇組大鼠血糖水平明顯高于對(duì)照組

6、，且成模后血糖水平趨于穩(wěn)定，骨化三醇組血糖水平略低于糖尿病組。
　　21,25-(OH)2-VitD3水平三組間差異兩兩均有顯著性意義，糖尿病組1,25-(OH)2-VitD3水平明顯降低，骨化三醇組水平升高，但與正常對(duì)照組依然有差別。
　　3大鼠髕腱肉眼與組織學(xué)發(fā)現(xiàn)與前人的觀察結(jié)果相似[5,6]，正常對(duì)照組肌腱組織呈白色、有光澤，堅(jiān)實(shí)而有彈性，而糖尿病肌腱標(biāo)本肉眼觀查呈灰暗、微棕、黃色樣變，萎縮，脆弱，肌腱實(shí)質(zhì)變軟。

7、>　　4髕腱長(zhǎng)、寬、厚度測(cè)量結(jié)果可知，糖尿病組髕腱長(zhǎng)、寬度較空白對(duì)照組均有明顯下降，骨化三醇組僅髕腱長(zhǎng)度較空白對(duì)照組有明顯下降。骨化三醇組較糖尿病組髕腱長(zhǎng)、寬、厚度增加，但兩組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　5 HE染色可見(jiàn)，糖尿病組與骨化三醇組腱骨結(jié)合處較正常對(duì)照組纖維軟骨量下降，膠原纖維稀疏萎縮明顯。正常對(duì)照組肌腱膠原纖維平行緊密排列成束，而糖尿病組膠原纖維不規(guī)則卷曲，可見(jiàn)大量微小撕裂，細(xì)胞數(shù)量下降，骨化三醇組較糖尿病組退變明顯減輕。

8、
　　6生物力學(xué)發(fā)現(xiàn)，糖尿病組較正常對(duì)照組髕腱剛度明顯下降，骨化三醇組較糖尿病組剛度增加，退變明顯改善，但與正常對(duì)照組仍存在明顯差異。在5N與10N的持續(xù)負(fù)荷下，糖尿病組較正常對(duì)照組髕腱蠕變特性明顯下降，骨化三醇組較糖尿病組蠕變特性改善，但不能完全逆轉(zhuǎn)肌腱的退變。設(shè)定最大拉伸負(fù)荷為200N，糖尿病組15只大鼠中的10只在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)生肌腱的撕裂．而正常對(duì)照組15只中僅有3只發(fā)生肌腱的撕裂，骨化三醇組則為5只肌腱斷裂，其余至實(shí)驗(yàn)終止