第五節 骨質疏鬆症模型
骨質疏鬆症是以骨量減少，骨組織顯微結構改變和骨折危險增加為表現的疾病。形成骨質疏鬆可有以下4種表現。骨礦物質和骨基質等比例的減少；由於骨礦物質的減少，所以骨骼正常荷載功能發生變化，在輕微的外力作用下也可發生骨折；在X線片上，光鏡病理片和電鏡下及骨形態計量學方法都可以發現骨組織的結構和量發生變化；用各種骨密度測量法、生物化學檢測法都可為診斷骨質疏鬆症提供重要的參數。
一、內分泌代謝類
去性腺法（摘除卵巢或睾丸法）
（一）複製機製
1.摘除卵巢法（OVX）
手術摘除大鼠的雙側卵巢（OVX）形成骨質疏鬆模型，已被公認和采納，經7～12周就可造成模型。去卵巢後雌激素低下，骨吸收大於形成，導致骨質疏鬆症。一般選用10月齡大鼠，此時動物處於中年後期，趨向於類似女子天癸竭、地道不通的年齡階段及機體狀態，在摘除性腺3個月後，模鼠年齡已達13個月，進入中老年，這既與中醫腎虛證病理實質相符，也與現代醫學對原發性骨質疏鬆症的認識一致。
2.摘除睾丸法（ORX）
雄激素可以通過雄激素特異性受體作用於骨髓基質細胞或成骨細胞，抑製其促進破骨細胞分化的局部細胞因子的釋放。而雄激素的缺乏則導致大鼠尿吡啶啉及脫氧吡啶啉分泌增加，骨轉換增加，並破壞骨吸收與骨形成之間的動態平衡。睾丸切除（ORX）對生長期及成熟期大鼠骨骼的影響不同，生長期大鼠ORX後骨量減少主要是由於峰值骨量的積累減弱，而成熟期大鼠ORX後則出現骨量的淨丟失增加。
（二）複製方法
（1）雌性成年大鼠，在麻醉下施行無菌手術，於兩側肋骨下、腋中線切開1～1.5cm切口，摘除雙側卵巢後縫合皮膚，飼養於室溫、通風良好、自然光照的環境中，自由進食、進水，食用標準飼料。
（2）取成年雄性SD大鼠，在乙醚淺麻醉下施行無菌手術，腹部正中切口進入腹腔，完整摘取雙側睾丸，止血縫合。飼養於室溫、通風良好、自然光照的環境中，自由進食、進水，食用標準飼料。
（三）研究方法實例
例1沈霖等用切除10月齡雌、雄大鼠雙側卵巢、睾丸的方法複製腎虛骨質疏鬆症動物模型。結果表明模型動物在術後3個月可滿意地顯示出臨床絕經後或老年性腎虛骨質疏鬆症所具有的骨礦密度下降，骨質疏鬆脫鈣，血清堿性磷酸酶、空腹尿鈣、羥脯氨酸與肌酐比值均升高，雌二醇或睾酮測值降低，骨小梁稀疏及破骨細胞活性增強等征象及病理學變化。
1.造模方法
10月齡成熟Wistar大鼠，雌、雄各半。雄鼠模型組：麻醉後取雄鼠腹部正中切口進入腹腔，完整摘取雙側睾丸，止血縫合。雌鼠模型組：麻醉後，取腰椎兩旁切口進入腹腔背側，完整摘除雙側卵巢後，止血縫合。假手術組（雌雄各半）：雄鼠取腹部正中切口，雌鼠取腰椎旁背側雙切口，進入腹腔，切除一段小腸係膜，止血縫合。正常對照組（雌雄各半）：不作任何手術處理。
各組動物均在同一樣的環境中自由飲水攝食。鼠飼料由動物實驗中心提供，其內含鈣、磷總量分別為0.9%及0.8%。術後飼養第75天，各組均於腹腔注射四環素（30mg/kg），間隙13天再重複注射1次。
2.觀察方法
術後第90天，將大鼠置入代謝籠中收集12小時空腹尿液；次日處死，即刻在鼠腹後腔靜脈抽取靜脈血，分離血清；血清及尿標本均置-20℃冰箱保存集中待測，處死後大鼠均離斷雙後肢，刮盡肌肉，完整取出股骨及脛骨備用。測定骨代謝生物化學指標、性激素、骨礦密度及骨質無機元素。
3.研究結果
（1）骨代謝生物化學指標測定：測定血清鈣（（S-Ca）、尿鈣（U-Ca）、血清磷（S-P）、血清堿性磷酸酶（AKP）、尿肌酐（Cr）、尿羥脯氨酸（U-Hop）。結果顯示雌、雄模型組AKP、U-Ca/Cr、U-Hop/Cr，均明顯高於正常對照組，提示摘除性腺3個月後，模鼠骨更新活動加速，骨丟失增加。而假手術組各測值與正常對照組無明顯差異，表明單純手術對骨代謝無影響。S-Ca、S-P各組無統計學意義。
（2）性激素測定：雌二醇（E2）及睾酮（T），均采用放免分析法，雌鼠模型組E2含量明顯低於正常對照組及假手術組；雄鼠T含量亦呈大幅度下降，結果。
（3）骨礦密度測定：采用麥浮公司生產的SD—100型單光子骨礦測量儀，以窄束Y線掃描實驗鼠脛骨中上1/3交界處，測量1.0cm長骨礦密度。測定參數包括線骨礦含量（BMC，g/cm2），骨橫徑（BW，cm）及麵骨礦含量（BMC/BW，g/gm2）。結果顯示雌、雄模型組BMC/BW及BMC含量均明顯低於正常對照組，假手術組測值與正常組比較無顯著性差異。
（4）骨質無機元素測定：將上述骨礦測定後的鼠脛骨標本，按實驗要求在無離子水中洗滌，烤幹，灰化至灰白色。每一灰化樣品準確稱取0.2g，加入6N超級鹽酸與6N硝酸（1：4）5ml，直至完全消化為白色液體。每一濃縮無機元素均用日本島津AA-670型原子吸收分光儀測定。結果顯示雌、雄模型組骨質中Ca2＋、Mg2＋、Mn2＋、Cu2＋含量均低於正常對照組，有顯著性差異（P＜0.01，P＜0.001），表明骨質中這些元素的變化與骨質疏鬆病理過程密切相關。
例2劉石平等利用雙能X線骨密度儀、掃描電鏡和骨生物力學測試綜合評價大鼠去卵巢後的骨骼狀況。結果顯示6月齡大鼠在卵巢切除4個月後骨量和骨質量均下降。
1.造模方法3月齡雌性未孕SD大鼠，分籠飼養到6月齡，以3%戊巴比妥鈉經腹腔注射麻醉大鼠，經腰背部切除雙側卵巢法（OVX）造模。
2.觀察方法
（1）活體骨密度（BMD）及體成分：以3%戊巴比妥鈉經腹腔注射麻醉大鼠，將雌鼠置於骨密度儀器的掃描定位板上，利用所附的小動物軟件測量活體全身、腰椎骨密度（L-BMD）和體成分。測完活體BMD後，一組為去卵巢（OVX）組，另一組為假手術（Sham）組，沿經腰背部切除卵巢的手術徑路將卵巢從腹腔提出而不切除（Sham）。術後4個月死亡。然後按上述相同的方法測量全身、活體腰椎BMD以及體成分。
（2）離體骨BMD：動物處死後，完整地離斷腰椎（L3～6）、股骨和脛骨，仔細剝離軟組織，用DEXA測量上述離體骨的BMD。分析時，股骨和脛骨各平均分為R1～R7共7個區域。
（3）腰椎椎體顯微結構的掃描電鏡觀察：骨生物力學試驗進行腰椎壓縮試驗及股骨三點彎曲試驗；性激素測定用放射免疫法測定血清雌二醇（E2）和黃體酮（P）；子宮濕重。
3.研究結果
（1）去卵巢對大鼠體成分的影響：實驗前兩組大鼠的體成分差異無顯著性，實驗結束時，與Sham組大鼠相比，OVX大鼠體重（BW）和脂肪量（FTM）明顯增加，分別達10.52%和81.50%。見表11-5-3。