辛伐他汀预防激素性股骨头坏死的实验研究

[摘要] 目的 研究辛伐他汀对激素性股骨头坏死的预防作用及作用机制。 方法 将36只新西兰白兔随机分成3组，每组12只。A组每只白兔肌注地塞米松2.5 mg/（kg・d）；B组每只白兔口服辛伐他汀20 mg/d、肌注地塞米松2.5 mg/（kg・d）；C组每只白兔口服辛伐他汀20 mg/d。第12周检测血脂变化情况，第12周处死后行白兔股骨头组织学观察。 结果 A组中血清胆固醇、三酰甘油，一氧化氮（NO）含量与B、C组比较，差异有统计学意义（P0.05）。骨代谢指标NO、骨钙素（OCN）、血浆抗酒石酸酸性磷酶（TRAP-5b）含量：A组与B、C组比较，差异有统计学意义（P0.05）。组织学观察可见A组骨坏死、骨小梁破坏，B组和C组未见此变化。 结论 辛伐他汀可调节脂肪和骨代谢，降低血脂、抑制骨细胞破坏，预防激素性股骨头坏死的发生。

[关键词] 辛伐他汀；股骨头坏死；激素性

[中图分类号] R681.8 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2016）01（b）-0011-04

Experimental study on simvastatin in prevention of steroid-induced femoral head necrosis

ZHANG Hui1 YIN Li1 ZHANG Yan-ru2 Kaka AA Katiella3 HAN Qi-cai1

1.Department of Orthopaedics，the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University，Zhengzhou 450052，China；2.International Education College of Zhengzhou University，Zhengzhou 450001，China；

[Abstract] Objective To investigate the prevention effects of simvastatin against steroid-induced femoral head necrosis and to discuss its mechanism. Methods 36 New Zealand white rabbits were randomly divided into three groups，each with 12 rabbits.Rabbits in group A were intramuscularly injected by dexamethasone 2.5 mg/（kg・d），rabbits in group B were orally given simvastatin 20 mg/d plus intramuscularly injected by dexamethasone 2.5 mg/（kg・d），and rabbits in group C were orally given simvastatin 20 mg/d.The change of blood lipid was detected at the 12th weeks and histological observation of femoral head was conducted at the 12th weeks when the rabbits were executed. Results Compared with group B and group C，the differences of serum cholesterol，triacylglycerol，and NO level of rabbits in group A was statistically significant respectively（P0.05）.As to the level of bone metabolic markers including NO，osteocalcin（OCN），and tartrate resistant acid phosphatase（TRAP-5b），there was statistically significant difference between group A and group B（P

[Key words] Simvastatin；Femoral head necrosis；Steroid-induced

激素性股骨头坏死的主要原因是糖皮质类激素的滥用。我国糖皮质类激素的滥用情况较为严重，尤其是在不发达地区和一些基层卫生医疗机构。部分急诊患者和特殊疾病患者由于病情需要不得不大量或长期服用激素，致使其机体血脂升高，机体血脂长期处于高水平状态造成机体内细胞和组织脂肪沉积、脂肪变性、功能代谢紊乱。如骨细胞长期处于高脂内环境中细胞胞质中易造成脂质堆积成为脂肪滴，在骨细胞内造成“占位性病变”，最终导致骨细胞变形死亡。其次，血液中脂类物质含量长期处于高水平状态会在血流中形成脂肪栓子，导致股骨头血管内易停留脂肪栓子，最终演变为股骨头血管微循环障碍和股骨头骨细胞的脂肪变性坏死，造成股骨头的血液供应缺乏，血液缺乏区域骨小梁破坏和骨髓的坏死变形，最后造成股骨头坏死即为激素性股骨头坏死[1-3]。此种类型的股骨头坏死逐年增加，目前已经是非创伤性股骨头坏死的主要原因，对激素性股骨头坏死的实验研究越来越引起医学工作者的重视。预防和治疗激素性股骨头坏死是目前临床上的热点，也是临床亟待解决的难点。

1 材料与方法

1.1 材料

健康成年白兔（郑州大学动物实验中心）36只、辛伐他汀（杭州默沙东制药有限公司，国药准字H19990 366）、地塞米松（天津金耀药业有限公司，国药准字0H5221041）、倒置相差显微镜（德国Leica公司）、EDTA脱钙液（上海哥凡生物科技有限公司）。

1.2方法

将36只新西兰白兔随机分成三组，每组12只。A组每只白兔肌注地塞米松2.5 mg/（kg・d）；B组每只白兔口服辛伐他汀20 mg/d、肌注地塞米松2.5 mg/（kg・d）；C组每只白兔口服辛伐他汀20 mg/d。于第12周空气栓塞法处死动物。

1.3 观测指标和方法

1.3.1 血清胆固醇、三酰甘油、一氧化氮（NO）、骨钙素（osteocalcin，OCN）、血浆抗酒石酸酸性磷酶（tartrate resistant acid phosphatase，TRAP-5b）含量的测定 第12周抽A、B、C三组白兔4 ml清晨静脉血，测定三酰甘油、NO、血清胆固醇含量。采用放射免疫分析法分别测定A、B、C三组白兔血清OCN、TRAP-5b的含量，记录数据进行统计学处理。

1.3.2 组织病理学检查 第12周空气栓塞处死白兔后，取白兔股骨头标本置于4%多聚甲醛溶液固定24 h，然后将固定好的股骨头标本置于EDTA脱钙液中脱钙4周，依次进行石蜡包埋、切片、HE染色，染色成功后将切片置于倒置相差显微镜下观察组织形态。

1.4 统计学分析

采用SPSS 19.0统计软件对数据进行分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，采用方差分析检验，以P

2 结果

2.1 三组胆固醇、三酰甘油、NO含量的比较

A组血清胆固醇、三酰甘油、NO含量最高，与B、C组比较，差异有统计学意义（P0.05）（表1）。

表1 三组胆固醇、三酰甘油、NO含量的比较（x±s）

与B、C组比较，*P0.05

2.2 三组OCN、TRAP-5b含量的比较

A组OCN、TRAP-5b含量与B、C组比较，差异有统计学意义（P0.05）（表2）。

表2 三组OCN、TRAP-5b含量的比较（x±s）

与B、C组比较，*P0.05

2.3 三组白兔HE染色结果

组织学观察可见A组骨坏死、骨小梁破坏，B组和C组未见此变化。

图1 三组白兔HE染色结果

A：A组白兔HE染色；B：B组白兔HE染色；C：C组白兔HE染色

3 讨论

关于激素性股骨头坏死的发病机制尚未明确。医学工作者根据研究结果提出了多种假说，包括骨质疏松学说、骨内压增高机制、血管内凝血机制、微循环损害学说等。预防和治疗激素性股骨头坏死是目前临床上的热点，也是临床亟待解决的难点。

大量研究资料证明，长期大量服用激素后，最先发生的是脂肪代谢紊乱，然后导致其他病理、生理变化，最后发展为缺血性股骨头坏死。他汀类药物预防激素性股骨头坏死的原理之一即其可调节脂肪代谢，降低血脂。大量应用糖皮质激素造成人体内脂肪分解成甘油和脂肪酸分子，肝细胞内三酰甘油的合成原料大大增加。脂肪酸是合成胆固醇的主要原料，由于脂肪酸的增加，胆固醇在体内的含量也增高，造成高胆固醇血症[4-6]。机体血脂长期处于高水平状态造成机体内细胞和组织脂肪沉积、脂肪变性、功能代谢紊乱。如骨细胞长期处于高脂内环境中，细胞胞质中易造成脂质堆积成为脂肪滴，使骨细胞核受压，在骨细胞内造成“占位性病变”，最终导致骨细胞变形死亡。其次，血液中脂类物质含量长期处于高水平状态会在血流中形成脂肪栓子，股骨头的承重作用和特殊的血管解剖学特征，导致股骨头血管内易停留脂肪栓子，最终演变为股骨头血管微循环障碍和股骨头骨细胞的脂肪变性坏死和缺血坏死[5-9]。本次研究发现，B组服用辛伐他汀后胆固醇、三酰甘油含量明显少于A组，差异有统计学意义。证实他汀类药物具有调节脂肪代谢、降低血脂的作用。

他汀类药物具有羟甲基戊二酞辅酶A（HMG-CoA）相似的结构，竞争性抑制HMG-CoA的活性，调节胆固醇合成的限速环节，即HMG-CoA转变成羟甲戊二酸的过程，从而抑制肝脏中胆固醇的合成，降低血清中低密度脂蛋白胆固醇和极低密度脂蛋白胆固醇的浓度，降低高脂血症的发生率，抑制骨细胞发生脂肪变性而坏死[10-12]。本文结果显示，A组股骨头标本中脂肪细胞较多，骨细胞破坏多于其他两组。他汀类药物的主要作用是降低胆固醇、三酰甘油等脂类物质浓度，减少骨细胞脂肪沉积和脂肪变性，使股骨头内血管畅通，从而保证股骨头血液微循环畅通，保证股骨头血供[11]。大量研究表明，他汀类药物能干扰甲戊酸盐通道和OPG/RANKL，降低破骨细胞活性，预防骨质疏松[13-15]。相关研究[15-18]证明，辛伐他汀能提高体外培养的骨髓间充质干细胞中碱性磷酸酶活性，且能提高OCN、骨桥蛋白的含量，并呈正相关，表明辛伐他汀可使骨髓基质细胞向骨细胞分化。Park等[19-20]的研究表明，辛伐他汀能提高抗破骨细胞活性、减少骨吸收。实验中B组动物血清OCN水平高于A组，TRAP-5b含量低于A组，差异有统计学意义，证实辛伐他汀具有促进骨形成、抑制骨吸收的作用。

综上所述，辛伐他汀通过降低血脂、改善股骨头血液供应、抑制骨质疏松等作用机制减缓股骨头坏死进程。辛伐他汀的长期应用也会带来一定的不良反应，如何通过联用其他药物减轻辛伐他汀的不良反应，是临床应用辛伐他汀预防和治疗激素性股骨头坏死需要解决的问题。

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（收稿日期：2015-10-13 本文编辑：王红双）