陶怡辰 朱述英
（山东协和学院 山东济南 250109）
【摘要】目的 本文就激素性股骨头坏死的发病机制进行实验研究。方法 以Wistar大白鼠为研究对象，对其连续高剂量腹腔注射甲泼尼龙琥珀酸钠，通过股骨头HE染色组织形态观察、血脂、血钙、血磷及血清 BMP-2、血清 BGP变化揭示股骨头发病机制。结果 连续高剂量腹腔注射甲强龙后，大鼠股骨头出现明显坏死特征，模型组大鼠总胆固醇、三酰甘油、 低密度脂蛋白均显著升高（P<0.01），但高密度脂蛋白、血钙、血磷、BMP-2、BGP 降低，有显著性差异。结论 激素能够影响大鼠脂质代谢、钙磷代谢，会影响抑制成骨细胞活性，促进破骨细胞功能，从而加速股骨头坏死的发生。
【基金项目】山东省大学生创新创业训练计划项目“激素性股骨头坏死的发病机制研究S202013324030”
股骨头坏死亦被称作股骨头无菌性坏死或者股骨头缺血性坏死。其致病原因相对比较复杂，大致可以分为创伤性坏死股骨头坏死和非创伤性股骨头坏死两种类型。在非创伤性坏死中，以酒精性和糖皮质激素性两种类型最为常见，据调查显示糖皮质激素所致股骨头坏死又占非创伤性股骨头坏死的62.32%[1]。本文就激素性股骨头坏死的发病机制展开实验研究，以健康的清洁级（Ⅱ）Wistar大白鼠为研究对象，用生理盐水作为溶剂将甲泼尼龙琥珀酸钠（以下简称甲强龙）配置成浓度为4mg/ml的甲强龙溶液，按10ml/kg的剂量（即40mg/kg）给造模大鼠腹腔注射，1次/d，共4次。正常大鼠按等剂量腹腔注射生理盐水作为对照。4周后，采集股骨头及血清样本进行观察，其具体结果如下：
1 HE 染色组织形态学观察结果
各组大鼠股骨头 HE 染色组织形态如下图1所示：
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图1 大鼠股骨头 HE 染色组织形态
1.1 正常组
正常组大鼠股骨头形态如图 1A 所示：股骨头外围软骨层光滑，细胞排布致密无间隙，软骨细胞大小均匀，形态正常，结构清晰，软骨层较厚，无钙化及纤维性增生；软骨下血管数量较多，血管壁结构清晰，管壁无增厚；骨小梁结构完整，排布规律、致密清晰，成骨细胞较丰富，成串致密排列在骨小梁边缘，髓腔中破骨细胞数量较少；骨细胞清晰，细胞核大多居中，空骨陷窝散在，且数量较少；髓腔内可见数量较多的结构清晰的造血细胞，而脂肪细胞少见。
1.2 模型组
模型组大鼠股骨头形态如图 1B 所示：细胞排列紊乱疏松，细胞个体大小不等，软骨层较薄，部分软骨表面有纤维性增生；软骨下血管数量较正常组显著减少，血管管壁结构不清晰，部分静脉血管中见血栓；骨小梁结构紊乱，排布稀疏，细长甚至出现断裂现象，部分有碎片出现；骨小梁中骨细胞坏死，空骨陷窝数较多，成骨细胞数量较少；坏死的骨小梁间隙有异常增生的肉芽组织；髓腔内造血细胞明显减少，脂肪细胞多见，且体积较大，破骨细胞增多。
2血脂检测结果
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注：与正常组比较，*表示 P<0.01，差异明显，具有统计学意义。
如表 2 所示，与正常组比较，模型组血钙、血磷、BMP-2、 BGP 降低，且差异显著（P<0.01）。
4 讨论
股骨头坏死是股骨头内活性成分死亡所引起的一个病理过程，该活性成分主要包括骨细胞、骨髓造血细胞及脂肪细胞[2]。根据股骨头坏死的病理变化，总结出股骨头坏死的 4 种特征：①骨髓造血成分消失，脂肪细胞水肿，出现泡沫细胞；②骨髓脂肪呈网状坏死；③骨髓及骨小梁完全坏死；④坏死骨髓及骨小梁周围有纤维组织或新骨形成。骨循环研究会（ARCO）在将骨坏死的镜下特征归纳为：骨小梁及骨髓坏死，且伴有一定程度的组织修复[3]。因此，股骨头坏死的本质特征是股骨头内出现骨小梁及骨髓组织不同程度坏死，在病理学上主要表现为：骨小梁的骨陷窝内原有骨细胞消失，骨髓内造血细胞、脂肪细胞轮廓不清、细胞核消失，甚至崩裂。
应用大剂量激素可以导致骨形态发生蛋白（BMP-2）的表达受到抑制，使骨髓基质细胞的脂系分化增加而骨系分化减少，导致过多的脂肪细胞产生，引起脂肪组织增生，这一结果既可以进一步减少 BMP-2 的合成，也可以引起骨内压升高、股骨头组织的血液供应减少和血液循环障碍。本研究的动物实验结果显示：在光镜下观察造模后的动物股骨头组织，可以发现骨髓内的脂肪细胞增多和脂肪组织增生，脂滴在骨细胞内形成；模型动物血清中 BMP-2 的含量明显低于正常动物。以上结果均与薛元锁等人的结论不谋而合。其一，股骨头是一个相对密闭的腔体，当骨髓基质细胞的脂系分化增多时，过多的脂肪细胞和由此增生肥大的脂肪组织必然会堆积、填塞在骨髓腔内，导致骨内压增高，使股骨头内的毛细血管受压，引起血液循环障碍，局部血液瘀滞，组织缺乏血供，代谢产物增加，又因血管通透性增强，血浆外渗，骨髓间质水肿，进行性加重缺血，导致大量骨细胞缺血缺氧而死亡。其二，脂肪细胞的增多和脂肪组织的增生降低了血管的脂肪清除能力，导致脂滴对血管内皮造成损伤，引起血栓的形成或出血，而骨坏死与血管的损伤亦有直接关系。另外，实验结果还显示，模型动物血的钙、磷、BGP、BMP-2 较正常动物显著降低，提示大剂量激素在抑制骨髓基质细胞骨系分化的同时，也加速钙磷代谢。抑制成骨细胞活性，促进破骨细胞功能，进一步影响骨代谢的作用。
参考文献
[1]谢斌,张小磊,王荣田,何海军,刘道兵,周宇,王均玉,陈卫衡.酒精性股骨头坏死的发病特点分析[J].中国医刊,2015,50(11):48-50.
[2]李欢欢,李军,王秋霞,陈冬冬,许鹏,鲁超.基于股骨头坏死数据库分析激素性股骨头坏死的发病特征[J].中国骨质疏松杂志,2020,26(07):988-991.
[3]岳聚安,郭晓忠,王冉东,李兵,孙强,刘忘言,陈蛟,李迎楠.激素性股骨头坏死动物模型国内外研究现状及进展[J].中华损伤与修复杂志(电子版),2020,15(02):142-145.
[4]项帅. 激素性股骨头坏死骨髓间充质干细胞功能改变及转录组差异的研究[D].北京协和医学院,2018.
[5]蒋捷,黄林科,胡峰.骨源性细胞因子在激素性股骨头坏死发生发展中的研究进展[J].蛇志,2021,33(01):82-85.