运动与骨代谢动物实验研究进展

摘要：动物实验是运动生物科学的重要研究方法和途径，其伴随着运动生物科学的不断发展而发展。动物实验可以较好地控制影响因素，既可以对实验动物整体水平的综合反应进行研究，也可以对实验动物局部组织和器官进行离体研究，从而克服了人体实验多方面的局限性。随着新型测量技术的出现和生命科学研究方法的深入，运动与骨代谢研究的动物模型的复制方法、观察指标和研究领域在不断发展，将在骨质疏松的防治及骨健康相关问题的解决中发挥积极作用。

关键词：骨代谢；动物实验；动物模型；运动方式；综述

中图分类号：G804文献标识码：A文章编号：1006-7116(2009)06-0107-06

Developments in researches on animal experiments of

exercise-related bone metabolism

MA Tao1，LI Shi-chang2，ZHENG Qing-yun2

（1.Department of Physical Education and Defence Studies，Zhejiang University of Technology，Hangzhou 310014，China；2.School of Physical Education and Health，East China Normal University，Shanghai 200241，China）

Abstract: Animal experiment is an important research method and way in sports bioscience, developing with the constant development of sports bioscience. Animal experiment can well control affecting factors, be used to study either the comprehensive reactions of the entire body of the experimented animals, or local tissues and organs of the experimented animals in vitro, thus overcome various limitations of human experiments. With the appearance of new measurement technologies and the development of life science research methods, the duplicating methods, observation indexes and research areas in relation to animal models for researches on exercise-related bone metabolism are constantly developing; researches on exercise-related bone metabolism will play an active role in preventing osteoporosis and solving bone health related problems.

Key words: bone metabolism；animal experiment；animal model；exercise mode；overview

目前骨质疏松症已成为世界范围的、越来越引起人们重视的健康问题，而且已被世界卫生组织列为中老年3大疾病之一。骨质疏松症不仅使人类生活质量明显降低，同时给社会经济造成巨大的负担，因此世界各国都在大力支持骨质疏松的防治研究[1]。研究显示，适宜的运动可以有效地增加峰值骨量、减缓随年龄增长而发生的骨质疏松。运动与骨骼系统和骨代谢的研究，过去由于受实验方法和检测手段的限制，只是在骨量、骨代谢生化标志物及其他无创性指标方面研究较多。20世纪后期，随着动物实验的开展以及骨分子生物学、生物化学、组织形态学、骨密度测量学和生物力学方法的应用，运动与骨代谢的研究进入了一个全新的领域。

1运动与骨代谢研究中的动物模型

正确选择和建立理想的骨代谢实验动物模型，是开展运动与骨代谢研究工作的基础。骨代谢动物模型的制备在方法上应尽量模拟临床致病因素，以期在发病机理、运动干预等方面获得科学的数据。

1.1卵巢切除(OVX)和睾丸切除(ORX)模型

OVX模型于1969年由Saville建立，目前已被公认为研究绝经后妇女骨质疏松症的“gold standard”模型。尽管去卵巢成年大鼠模型有许多优点，但考虑到其主要反映妇女绝经后骨质疏松早期阶段的骨丢失与骨代谢特点，并且骨质疏松症是一个与年龄有关的疾病，所以不能完全替代老年大鼠模型。ORX模型是研究男性骨代谢的常用动物模型。OVX模型在运动骨代谢相关研究中得到广泛应用，利用ORX模型研究运动干预效果的报道较少，是一项具有研究前景的课题。

1.2废用性模型

废用性骨丢失模型，是指人工方法使动物部分肢体处于不负重状态而建立的活体模型。由于动物肢体的骨量和骨代谢与载重、肌肉活动、神经血管对肌肉和骨的营养等因素密切相关，对临床上研究有重要的意义。机械固定法骨质疏松模型可用于模拟研究长期卧床、骨折固定及截去一侧部分下肢拄拐行走病人的骨代谢变化；悬吊法常用于模拟航天航空人员失重研究，即将动物尾部悬吊，双后肢悬空，让动物靠两前肢负重并在一定范围内活动的方法。以上两种造型方法既可研究固定肢失重时骨丢失变化，又可研究承重肢超重时骨代谢变化，去除固定因素后还能观察其恢复过程，对运动损伤的康复有一定的参考价值。另外，手术切除动物一侧坐骨神经或一侧膝键甚至跟键也能成功复制废用性骨质疏松模型[2]。

1.3药物性模型

最常用的药物有糖皮质激素、维甲酸、肝素、酒精等。糖皮质激素可造成成骨细胞减弱、破骨细胞增强，对研究人类糖皮质激素引起的继发性及男性OP(骨质疏松)有重要意义，尤其在体育锻炼与骨质疏松关系的研究中能获得满意效果。维甲酸对骨代谢有明显影响，其制作模型所需时间短，在发病症状、组织形态学表现以及对雌激素的骨反应上与人类有较大的相似性，是大鼠急性骨质疏松的有效造模方法。酗酒、过量应用甲状旁腺激素及抗凝药物如肝素等，均可诱发骨质减少改变，但能否达到OP标准，有待进一步探索。

1.4营养性模型

通过限制饮食中的钙、维生素D，增加磷的摄入，可使骨密度下降，血钙、磷浓度上升，尿钙增加，来复制骨吸收增加模型。由于其饲料配方复杂，且影响因素较多，难以普及推广，往往作为一种辅助方法，目前结合运动干预的研究较少。

1.5增龄模型

雄鼠增龄模型1993年由Vanders Chueren提出，现在已得到了初步应用[3]。Ke等[4]将快速生长期的SD雄鼠予以ORX处理，其中假手术组反映了增龄对雄性大鼠骨骼的影响，结果发现12～23月龄出现明显的与年龄相关的骨量减少。这种因增龄引发的骨代谢失衡动物模型，也许更适合于进一步研究雄激素和雌激素对男性骨骼的调节功能以及开发新的防治男性骨质疏松药物和运动干预方法。

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