谐振对强迫体位下兔血清骨代谢标志物的影响＊

薛 刚，王前进，黄昌林

低频谐振能够损伤腰椎及其椎旁组织导致下腰痛，其危害性已得到共识［1］。血清骨代谢标志物具有反应灵敏、无创伤性等优点，已开始应用于骨代谢疾病的治疗监测［2］。目前有关振动致病机制的动物实验较少，且谐振对动物血清中骨代谢标志物影响的研究尚未见报道。本实验试图通过兔振台模拟驶乘人员接触振动，观察低频谐振（4～6 Hz）对兔血清中骨代谢标志物的影响，为振动所致伤病的早期监测、预防治疗提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 实验动物 健康成年雄性新西兰大白兔60只，分笼饲养，体重（1.5±0.18） kg，由解放军 150 医院动物中心提供。实验前适应性喂养1周，室温控制在（22±1）℃，饲养期间给予颗粒饲料，自由饮水。

1.2 试剂和仪器 兔BALP、BGP、TRACP免疫试剂盒（均购于苏州美斯特贸易有限公司）。HDZDT－Ⅰ可调频振动台［振动范围：0～50 Hz，振幅（0.5±0.2） mm；天津市庆达试验仪器制造公司］。

1.3 动物分组与造模 动物适应性饲养1周后，随机均分为正常对照组、造模对照组和4、5、6 Hz振动组，每组12只。振动造模组置于特制笼中，固定于臀坐位，确保臀部接触振动，给予各自不同频率振动2 h，1次/d，5 d/周。造模对照组只固定臀坐位于特制笼相同时间。正常对照组置相同空间特制笼中自由活动。

1.4 标本采集与处理 于实验第2、4、6周末清晨空腹状态下心脏采血5 ml（禁食12 h，自由饮水），置于真空洁净促凝管中，2500 r/min离心15 min，－70℃保存待测。

1.5 观察指标 BALP与 BGP的含量、TRACP活性测定均采用酶联免疫吸附双抗夹心法（ELISA）。均严格按试剂盒说明操作。

2 结 果

2.1 一般指标观察 振动造模组动物造模1周后，食欲减退，精神差，皮毛失去光泽，体重开始下降，并呈进行性加重。正常对照组和造模对照组无异常反应，正常对照组动物体重随实验进展逐渐增加。

2.2 各组兔血清BALP、BGP含量及TRACP活性见表 1～3。

表1 各组实验兔不同时间血清BALP含量（±s，μmol/L）

表1 各组实验兔不同时间血清BALP含量（±s，μmol/L）

注：与对照组比较，＊P＜0.05；与造模对照组比较，＃P＜0.05

组别 时间点2周 4周 6周对照组 11.82±1.42 10.64±0.96 11.36±0.95造模对照组 9.95±3.58 8.36±0.39 14.02±6.12＊4 Hz 造模组 5.09±0.30 20.41±6.15＊＃ 12.00±0.17 5 Hz 造模组 5.77±0.79 12.89±2.87＊ 12.02±1.75 6 Hz 造模组 14.53±0.95＊ 15.71±8.74＊ 12.29±1.91

表2 各组实验兔不同时间血清BGP含量（±s，μmol/L）

表2 各组实验兔不同时间血清BGP含量（±s，μmol/L）

注：与对照组比较，＊P＜0.05

组别 时间点2周 4周 6周对照组 21.11±2.23 18.18±1.82 19.11±2.54造模对照组 9.87±2.29＊ 31.46±29.98 17.45±4.05 4 Hz 造模组 12.44±2.77＊ 13.06±2.56 16.75±1.04 5 Hz 造模组 10.92±1.54＊ 20.92±6.75 17.90±7.16 6 Hz造模组 14.64±5.76＊ 23.84±15.17 10.72±1.41

表3 各组实验兔不同时间血清TRACP活性（±s，nmol/s）

表3 各组实验兔不同时间血清TRACP活性（±s，nmol/s）

注：与对照组比较，＊P＜0.05；与造模对照组比较，＃P＜0.05；与 4 Hz 振动组比较△P＜0.05

组别 时间点2周 4周 6周对照组 8.34±0.54 8.22±0.88 7.21±0.86造模对照组 85.16±1.45 142.00±18.54＊ 84.19±0.17 4 Hz 造模组 255.96±71.99＊＃ 497.71±83.65＊＃ 73.66±1.19＊5 Hz 造模组 72.70±29.53△ 105.85±40.32＊△ 73.54±1.31＊6 Hz造模组 180.70±101.21＊△ 120.24±43.19＊△ 73.02±0.92＊

3 讨 论

谐振引起骨质损伤后机体同时启动愈合机制，在成骨活跃期即有骨形成的生化指标出现，它们在血中的浓度会发生变化，坏死骨的清除又产生骨吸收指标［3］。骨代谢指标的监测有利于早期诊断、预防和治疗谐振所致的骨质损伤。

BALP由成骨细胞产生，是成骨细胞成熟及活性的标志，对了解成骨细胞的状态有重要意义，是最常用于评价骨形成及转化的指标［4］。BGP又称γ－羧基谷氨酸蛋白，在骨矿化开始后才被大量合成，促进钙离子沉积，完成骨的矿化过程。血清中测得的骨钙素代表新合成的骨钙素，直接反映代表骨代谢瞬间变化的一个灵敏、特异、准确而简便的生化指标［5］。本研究测定血清中的TRACP来观察谐振时椎体的骨吸收情况。抗酒石酸酸性磷酸酶（TRACP）为最近发现的破骨细胞活性和骨吸收的良好标志物，血清TRACP显著增高与骨密度呈显著负相关［5，6］。

本研究中，只有4 Hz谐振组在第4周时，BALP较正常对照组和造模对照组显著增高；同时，4 Hz谐振组在实验第2、4周时，TRACP也较正常对照组和造模对照组显著增高。由于腰椎最大共振区在4 Hz处，BALP和TRACP均表现出一定的一致性，而TRACP较BALP在反映骨的早期损伤方面具有优势。造模对照组和振动组血清中BGP的含量，在实验第2周时均较正常对照组显著降低，但其后BGP含量恢复正常，说明BGP对骨损伤的早期反应灵敏。

综合以上结果，TRACP是反映骨转换骨吸收的特异指标，BALP和BGP是成骨细胞成熟和具有活性的标志，对了解成骨细胞的状态有重要意义，三者联合监测可反映谐振骨转化情况及骨丢失率。监测指标发现4Hz振动组骨转换高于其他正常组，说明早期监测骨代谢指标可提高损伤风险的预测。尽管骨转换标志物不能用作伤病诊断，但可应用于损伤进程的监测，其以反应灵敏，无创伤性，有利于谐振伤后的控制骨吸收治疗监测，利于加强骨形成能力，防止进一步损伤的发生。

［1］ Roeykens J，Rogers R，Meeusen R，et al.Validity and reliability in a flemish population of the WHO MON ICA optional study of physical activity questionnaire［J］.Med Sci Sports Exerc，2006，30（10）：1071－1075.

［2］ Calvo MS，Eyre DR，Gunberg CM.Molecular basis and clinical application of biological markers of bone turnover1［J］.Endocrin Review，1996，17（14）：333.

［3］ von Stengel S，Kemmler W，Bebenek M，et al.Effects of wholebody vibration training on different devices on bone mineral density［J］.Med Sci Sports Exerc，2011，43（6）：1071－9.

［4］ Wenger KH，Freeman JD，Fulzele S，et al.Effect of whole－body vibration on bone properties in aging mice［J］.Bone，2010，47（4）：746－55.

［5］ Biver E，Chopin F，Coiffier G，et al.Bone turnover markers for osteoporotic status assessment？ A systematic review of their diagnosis value at baseline in osteoporosis［J］.Joint Bone Spine，2012，79（1）：20－5.

［6］ Nagase Y，Tanaka S.Biomarker of bone destruction［J］.Clin Calcium，2012，22（2）：199－204.