近年来，有不少学者提出骨质疏松时骨量的减少与骨结构的改变均可直接影响骨的生物力学性能，使骨的力学强度降低^[1]，骨质疏松引起的骨折是因为骨的力学强度降低所致，因此，提出了测定骨生物力学性能的变化可作为评价骨质疏松的一个重要指标^[2]。本研究选用3月龄雌性大鼠，观察双侧卵巢切除后椎骨组织形态计量学与骨生物力学的变化特点，比较这2种评价指标的相关性，同时观察去卵巢后补充大豆苷元对大鼠椎骨组织形态改变和力学性能的影响，为了解大豆苷元对骨质疏松的作用提供实验依据。

72只3月龄清洁级SD(Sprague Dawley)雌性大鼠，平均体重为(245.23±10.57)g(中国科学院上海实验动物中心)，动物合格证号：SCXK沪，2003-0003。随机分为6组，每组12只(组间差异无统计学意义，P＜0.05)。假手术组(Sham)、去卵巢组(OVX)及4组去卵巢+不同剂量大豆苷元组。除假手术组和去卵巢组灌服等体积蒸馏水，其他组分别灌服大豆苷元为25mg/(kgbw) )剂量(OVX-25)、50mg/(kgbw) )(OVX-50)、75mg/(kgbW)(OVX-75)、100mg/(kgbw) )(OVX-100)。

采用背驼式去卵巢术去除3月龄大鼠双侧卵巢。消毒、腹腔戊巴比妥钠(4mg/100mgbw) 剂量)麻醉，于无菌手术室手术。术后禁水6h，禁食12h，在无菌室观察手术效果和成活率。

参照国家大鼠配合饲料标准^{[3, 4]}配制半成品饲料，用适当的物质替换饲料中来源于大豆的成分，以避免大豆异黄酮等植物雌激素对实验结果的干扰。大鼠1d能量为3.72kJ/kg，其中碳水化合物、蛋白质、脂肪所占的比例分别为51.53％，19.03％，3.45％，还含少量的粗纤维、钙、磷及微量元素与维生素等。

术后恢复1周，每周称量体重，按体重计算灌胃剂量，连续6个月。除Sham组和OVX组灌服等剂量蒸馏水外，其他4组分别按体重设针灌服一定剂量大豆苷元。灌服液均由大豆苷元溶于蒸馏水中配制而成。98％大豆苷元，白色结晶粉末(河北宣化化工厂)。

大鼠喂养6个月后处死，取股骨，除净附着骨上的肌肉和软组织，分别进行测量。鲜骨重：用感量为0.1g的电子天平称量股骨的重量。骨长度与三点横径：确定股骨远(A)、中(c)、近(E)三端测量点，用精确度为0.02mm游标卡尺测定其长度及近、中、远三端的横径。

将股骨骨置于10％中性福尔马林固定液中固定2d。待股骨浸泡在15％乙二胺四乙酸(EDTA)中完全脱钙后，沿矢状面剖开，经脱水、透明、浸蜡，石蜡包埋，切片厚度5m，苏木素-伊红(HE)染色后中性树胶封片，进行骨计量学静态参数(Staticparameters)测量。在4×10倍镜下观察，每张切片选取3个视野图片录入计算机，利用数字图像分析系统测量。测量参数包括：骨小梁面积百分率(Tb.Ar,％)、骨小梁数目(Tb.N，个／mm²)、骨小梁厚度(Tb.Th,m)、骨小梁分离度(Tb.Sp，m)。

利用质构仪(QTS25 Texture Analyzer,UK)进行股骨三点弯曲实验。参数设定：跨距(span)：15mm：加载速度(speed)：10mm／min；横距(width)：测量股骨的横距2～3mm；纵距(depth)：测量股骨的纵距3～4mm。X-Y函数记录仪绘制股骨的载荷变形曲线得出最大裁荷(Fmax)、弹性载荷(Fp)、最大挠度(Dmax)、弹性挠度(Dp)。

采用SPSS 13.0软件进行统计分析，组间差异显著性采用LSD进行分析。百分率(％)以X2X1×100-100公式计算。

6个月中，大鼠正常死亡8只，体重由平均245.23g/bw) 增长到300～390g/bw) ，大约持续到6月龄，之后趋于稳定；且OVX对照组高于其他4组。大鼠喂养过程中,灌服一定剂量(≥50mg/bw) )大豆苷元实验组大鼠的体重低于对照组，3月龄时各实验组差异无统计学意义，而在6与9月龄时大豆苷元实验组与对照组间差异有统计学意义(P＜0.05)；开始与结束时体重相比较，去卵巢组体重增长最多，为59.93％，刘青云^[7]研究发现，去卵巢后大鼠体重增加。灌服大豆苷元的大鼠体重增长分别为55.26％，51.30％，35.50％，22.20％。从大鼠股骨的几何参数表中可看出，去卵巢组(OVX)几何参数较对照组均有下降的趋势，灌喂大豆苷元后股骨鲜重、骨长增加，差异无统计学意义(P＞0.05)；去卵巢组(OVX)近段直径、远段直径与大豆苷元组差异有统计学意义(P＜0.05)，但当大豆苷元剂量达75mg/(kgbw) )时近端直径呈下降趋势，而远段直径增加；中段直径各组间差异无统计学意义(P＞0.05)。

表 1

表 1 不同组大鼠股骨的几何参数( x±s)

表 1 不同组大鼠股骨的几何参数( x±s)

OVX组大鼠与Sham组大鼠比较，骨小梁面积、骨小梁厚度、单位面积内的骨小梁数目均有降低趋势，分别下降25.8％，8.09％，12.4％，但差异均无统计学意义(P＞0.05)；骨小梁的分离度增加14.75％，差异有统计学意义(P＜0.05)。灌喂大豆苷元后，与OVX组比较，OVX-75、OVX-100组的骨小梁面积上升(P＜0.05)，骨小梁数目OVX-75增加8.19％(P＜0.05)，OVX-100增加20％(P＜0.01)；OVX-50、OVX-75、OVX-100组骨小梁分离度下降，差异有统计学意义(P＜0.05)；骨小梁厚度有增加的趋势，但差异无统计学意义(P＞0.05)。灌喂一定剂量大豆苷元［>50mg/(kgbw) )］可使去卵巢大鼠的骨小梁面积、骨小梁数目增加(P＜0.05)并接近相应Sham组水平，骨小梁厚度也有增加的趋势，并降低骨小梁分离度(P＜0.05)。提示一定剂量的大豆苷元对已形成的骨质疏松有改善作用。

表 2

表 2 大鼠左侧股骨骨组织形态计量学参数( x±s)

表 2 大鼠左侧股骨骨组织形态计量学参数( x±s)

OVX组大鼠与Sham组大鼠比较，生物力学性能均有所降低，且最大载荷(Fmax)和弹性载荷显著降低(P＜0.05)。灌喂大豆苷元后，最大载荷(Fmax)、最大挠度(Dmax)增加，当剂量为100mg/(kgbw) )时，各指标均有下降趋势。与OVX组大鼠比较，OVX-50最大挠度差异有统计学意义(P＜0.05)；弹性载荷(Dp)无明显升高，提示9月龄大鼠骨骼韧性改善不明显。

表 3

表 3 大鼠左侧股骨生物力学指标( x±s)

表 3 大鼠左侧股骨生物力学指标( x±s)

雌激素水平降低是绝经后骨质疏松发生的首要因素^[8]，绝经后OP模型应选择3～6月龄的成熟雌性未交配大鼠为宜，以排除妊娠及哺乳对骨代谢的影响^[9]。一般认为，3～8月龄大鼠是骨质疏松模型的适合年龄^[10]，大鼠不同的骨骼部位对去势后的反应不同，松质骨变化更明显，皮质骨无明显改变^{[11, 12]}。大鼠的腰椎和股骨含有较多的骨松质，对去势反应敏感，重复性好，常被作为观察骨质疏松改变的部位。

骨组织形态学能观察和研究组织形态及结构，从组织学上对骨的成分进行分析^[13]。而大鼠骨质疏松模型中，在股骨远端及胫骨近端这种变化较显著，故本实验选择了大鼠的股骨远端进行骨组织形态学研究。不同剂量的大豆苷元对骨的改善不同，当剂量>50mg(kgbw) )时可以阻止去卵巢大鼠骨量的进一步丢失和骨结构的进一步退化，对去卵巢大鼠实验性骨质疏松有明显的改善和恢复作用。

骨组织是承重的特殊组织^[14]，在一定负荷下产生变形，负荷去除后骨组织能恢复其原来形态。幼年时长期负荷过重会引起形态改变，甚至导致下肢骨畸形；而成年后一般只会出现暂时性改变。根据Frost理论^[15]，单位骨受力大于一定值时，可发生骨折，说明骨质力学性能的变化。骨受力形变和折断的形状及大小，与骨的几何形态、骨组织的材料和骨组织的结构密切相关。灌喂一定剂量大豆苷元后股骨生物力学性能得到改善，存在剂量效应关系，但当剂量达到100mg/(kgbw) )时，生物力学性能却降低了，提示给予大豆苷元大于一定剂量时会产生负作用。