鐵蓄積與大鼠骨代謝
大鼠作為一種常見(jiàn)的動(dòng)物模型,經(jīng)常被用于鐵代謝與骨代謝的研究。本節(jié)主要梳理鐵蓄積與大鼠骨代謝之間關(guān)系的研究。
Matsushima等通過(guò)對(duì)SD雄性大鼠飼喂高鐵飲食2周后,發(fā)現(xiàn)成骨和破骨指標(biāo)均升高,具有去勢(shì)骨質(zhì)疏松模型的高轉(zhuǎn)換特征。
Isomura等報(bào)道,絕經(jīng)大鼠模型高鐵飲食干預(yù)后“體重和骨代謝指標(biāo)”存在相關(guān)性變化。實(shí)驗(yàn)將大鼠分成“絕經(jīng)大鼠”、“年輕雌性大鼠”兩組,均給予正常飲食;2周后“絕經(jīng)大鼠”組再分為兩組,一組給予乳酸鐵飲食(高鐵),另一組繼續(xù)正常飲食;4周后觀察三組動(dòng)物“體重和骨代謝指標(biāo)”變化數(shù)據(jù)。結(jié)果顯示,“年輕雌性大鼠”組體重增加約21.5%,“絕經(jīng)大鼠”正常飲食組體重?zé)o變化,“絕經(jīng)大鼠”高鐵飲食組體重明顯減輕(有顯著性差異);研究還發(fā)現(xiàn),高鐵飲食后轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β)和骨橋蛋白(osteopontin)增加,血清中谷胱甘肽過(guò)氧化物酶減少,同時(shí)尿中骨吸收指標(biāo)脫氧吡啶諾林增加,可能與高鐵飲食引起的過(guò)氧化損傷及骨吸收增強(qiáng)有關(guān)。
Liu等報(bào)道,在大鼠去卵巢(OVX)骨質(zhì)疏松模型中體內(nèi)鐵超載指標(biāo)比對(duì)照組顯著增加;為進(jìn)一步了解“降低鐵過(guò)載”與該類型骨質(zhì)疏松模型的關(guān)系,又對(duì)大鼠去勢(shì)后第2天起給予持續(xù)口服鐵螯合劑干預(yù),9周后電子磁共振(EPR)檢測(cè)肱骨皮質(zhì)鐵的含量,肢體斷層計(jì)算機(jī)(pQCT)檢測(cè)第三腰椎骨密度(BMD)。結(jié)果提示,鐵螯合劑干預(yù)組BMD比未干預(yù)組增加12.4%,肱骨皮質(zhì)鐵含量比未干預(yù)組降低22.2%。
Kudo等研究了“鐵過(guò)載”對(duì)雄性大鼠股骨骨密度的影響,研究組給予尾靜脈注射膠體鐵,對(duì)照組注射生理鹽水。研究結(jié)果顯示,4周后研究組股骨密度顯著降低。
Tsay等在不同濃度“鐵過(guò)載”大鼠模型中,觀察“鐵過(guò)載”對(duì)大鼠骨組織組成成分、骨小梁、皮質(zhì)骨等指標(biāo)的影響,同時(shí)觀察細(xì)胞活性氧系統(tǒng)指標(biāo)和血清TNF、IL-6水平變化。結(jié)果顯示:骨組織指標(biāo)下調(diào),活性氧指標(biāo)上調(diào),同時(shí)血清TNF、IL-6含量增加,三者均與“鐵過(guò)載”干預(yù)劑量有依賴性改變;在給予抗氧化劑干預(yù)后,骨組織指標(biāo)下調(diào)有恢復(fù)。研究結(jié)果表明,“鐵過(guò)載”可以增加骨吸收及氧化應(yīng)激,導(dǎo)致骨微結(jié)構(gòu)及骨成分改變、骨量減少。
本團(tuán)隊(duì)劉祿林等采用切除雌性大鼠卵巢復(fù)制絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松模型,觀察枸櫞酸鐵銨(FAC)干預(yù)對(duì)骨代謝的影響。結(jié)果顯示,去勢(shì)組和鐵干預(yù)組大鼠術(shù)后9周雌激素水平均明顯下降,雖然去勢(shì)組大鼠血清鐵水平與假手術(shù)組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,但脛骨鐵含量低于假手術(shù)組,通過(guò)用去勢(shì)大鼠并進(jìn)行枸櫞酸鐵銨(FAC)干預(yù),模擬女性絕經(jīng)后鐵過(guò)載現(xiàn)象。經(jīng)FAC干預(yù)后,大鼠血清鐵和脛骨鐵含量均明顯升高,肝臟普魯士藍(lán)染色可見(jiàn)明顯的鐵藍(lán)染顆粒,提示去勢(shì)后經(jīng)FAC干預(yù)大鼠發(fā)生了鐵過(guò)載。通過(guò)Micro-CT掃描觀察發(fā)現(xiàn),大鼠去勢(shì)10周后總骨密度、骨體積分?jǐn)?shù)、骨小梁厚度、骨小梁數(shù)量均下降,去勢(shì)加FAC干預(yù)后上述指標(biāo)均下降更明顯。結(jié)構(gòu)模型指數(shù)(SMI)可用于評(píng)價(jià)骨小梁的結(jié)構(gòu)形態(tài)。松質(zhì)骨結(jié)構(gòu)退變時(shí)板狀結(jié)構(gòu)穿孔或消失,桿狀結(jié)構(gòu)所占比例增高。大鼠去勢(shì)后SMI增加,去勢(shì)FAC干預(yù)組增加幅度更為明顯。
以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明,鐵蓄積對(duì)大鼠骨代謝的影響是降低大鼠的骨量。
(李勇)
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