超重力环境下大鼠胫骨损伤与跑台恢复研究

目的高+Gz负荷,即在超重力环境中身体承受的载荷,可能导致飞行员和宇航员骨质损伤,并带来重大健康风险。有必要讨论特定G值对骨组织的利弊程度,以及跑台锻炼对其恢复的影响。方法72只12周龄雄性Wistar大鼠随机分为6组,分别在不同的重力环境(+1、+4、+8、+10、+12、+20 G)下承受四周周期性超重力负载实验。随后+1 G,+8 G与+20 G组被分为跑台组与对照组。跑台组进行两周跑台实验,而对照组在此期间休息。通过三点弯曲、CT扫描和q-PCR测量它们胫骨骨组织的机械性能、微观结构和分子标志物。结果随着G值的增加,超重力对大鼠胫骨宏观机械性能愈发有害。微观结构上,+4 G下存在有利的趋势,随着G值的增加,骨质逐渐恶化。此外在+4 G时骨吸收增强,随着G值的增加,骨形成逐渐增强。跑台锻炼改善了大鼠胫骨宏观力学性能。增加了骨小梁的数量、密度和体积分数,并减少了分离度。此外跑台锻炼促进了骨形成,抑制了骨吸收。结论较高的G值对胫骨的宏观机械性能不利,+4 G环境有利于胫骨的微观结构。细胞水平上,+4 G时骨吸收增强,但随着G值的进一步增加,骨重塑能力逐渐增强。跑台锻炼可以促进受高+Gz负荷影响的大鼠骨组织恢复,为飞行员和宇航员骨质损伤提供潜在的对策。