【基础研究】臭氧治疗对家兔骨性关节炎病变及NO含量的影响

2018-08-28 07:08:25 / 打印

臭氧治疗对家兔骨性关节炎病变及NO含量的影响

王林;王大寿;穆琼;姚旌;陆巍;沃春新;

贵阳医学院附院疼痛科

导语

臭氧注射技术是疼痛专业需要掌握的基本技术,正确选择臭氧应用浓度是关键环节之一。该文献通过“探讨臭氧治疗对家兔骨性关节炎(OA)关节冲洗液中NO含量的影响”相关研究为我们临床应用提供了一定的参考价值。现给予分享。

摘要

目的:

探讨臭氧治疗对家兔骨性关节炎(OA)关节冲洗液中NO含量的影响。

方法: 

40只新西兰兔随机分为5组,A组为正常对照组,B组为模型对照组,C、D、E组分别为臭氧(20、40、60mg/L)治疗组;用Vand-man法造模型成功后,将不同浓度的臭氧注射入C、D、E组兔膝关节腔内,每3天1次,连续2次;检测关节冲洗液中NO的含量,观察关节软骨的病理变化并进行病理评分。

结果:

B组软骨呈典型的OA改变,C、D组关节软骨可见不同程度修复,病理评分与B组相比有显著性差异(P< 0.01或P< 0.05);E组未见明显修复,病理评分与B组无显著差异;与A组相比,B组关节冲洗液中NO含量显著增高(P< 0.01);与B组相比,C、D治疗组NO含量显著降低(P< 0.01),E组NO显著增高(P< 0.01)。

结论: 

20~ 40mg/L浓度的臭氧可促进实验性OA关节软骨修复,其机制可能与抑制NO生成有关,60mg/L浓度的臭氧无软骨修复作用。

1 材料与方法

1.1 动物及分组

选用8~ 14月龄、体重2.5kg成年新西兰兔40只(雌雄不限),由贵阳医学院实验动物中心提供。将动物随机分为5组,每组8只,正常对照组(A组)、模型对照组(B组)、臭氧20mg/L治疗组(C组)、臭氧40mg/L治疗组(D组)及臭氧60mg/L治疗组(E组)。

1.2 仪器及试剂

NO药盒购自南京建成生物工程研究所。

1.3 方法

1.3.1 骨性关节炎模型复制 除正常对照组不造模外,其余4组采用Vandman[3]法将实验动物左膝关节用石膏固定于伸直位,固定范围从兔踝关节下3cm至腹股沟以下1.5cm,踝背屈30°~ 40°,固定时间6周。单笼饲养,不定时强迫家兔运动。

1.3.2 臭氧治疗 造模6周后拆除石膏,将左膝剃毛消毒后,C、D、E组分别取1ml相应浓度臭氧注入关节腔,A组及B组则注射1ml空气,每3天1次,连续2次,第2次给药后72h用空气栓塞法处死家兔。

1.3.3 关节冲洗液NO含量检测 于第2次臭氧治疗后48h,用毕胜等[4]采集关节腔冲洗液的方法收集关节冲洗液,平均回收量0.8ml,置于- 20℃低温冰箱中保存待测;用硝酸还原酶法检测家兔关节冲洗液中NO含量。

1.3.4 病理检查 取左膝关节胫骨平台全层软骨组织制成0.3cm × 1cm × 0.2cm薄片,A.F液固定24h,5%硝酸溶液脱钙3d后放入5%明矾中12h,流水冲洗12 h,石腊包埋切片,参照C.Colombo关节软骨病理评分标准行病理积分统计[5]。

1.4 统计学处理

采用SPSS 11.5软件进行统计处理,计量资料以均数±标准差(x±s)表示。组间比较采用方差分析和q检验,P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 病理变化

A组关节软骨外观呈蓝白色,色泽明亮,无裂纹及软化,关节内少许清亮滑液;光镜下关节软骨4层结构清晰可辨,软骨细胞排列整齐,潮线完整; B组软骨表面碎裂,软骨细胞增生,软骨面见裂隙及软骨硬化;C、D组关节软骨病变较B组明显减轻,而E组与B组相似(图1)。各组病理积分统计(表1)结果显示,B组病理积分较A组明显升高(P< 0.01);C、D组与B组相比,病理积分显著降低(P< 0.01,P< 0.05),E组与B组病理积分比较无差异(P> 0.05)。

A组

B组

C组

D组

E组

2.2 关节冲洗液中NO含量

见表1。与A组相比,B组NO含量显著增高(P< 0.01);与B组相比,C、D组NO含量显著降低(P < 0.01),而E组NO含量显著增高(P <0.01)。

表1 各组家兔关节软骨病理积分及关节冲洗液中NO含量

(1)与A组比较,P< 0.01;(2)与B组比较,P< 0.01

3 讨论

OA病变主要集中于关节软骨和软骨下骨,关节软骨退变是OA重要标志。关节软骨由软骨细胞和软骨基质共同组成,前者仅占软骨总量的1%,但却负责分泌软骨基质中的成分,软骨基质由胶原、蛋白聚糖及水组成,具有传导载荷吸收震荡、润滑关节的功能。当发生OA后,关节软骨进行性变性、糜烂、破坏及骨赘形成。本实验模型组关节软骨呈现典型OA改变,表现为软骨表面碎裂缺损,软骨细胞增生成簇,软骨变薄;臭氧20mg/L治疗组及臭氧40mg/L治疗组关节软骨病理改变有明显修复,提示20~ 40mg/L臭氧关节腔注射可通过促进关节软骨修复达到治疗作用,而60mg/L臭氧对关节软骨病理改变无治疗作用,且病变有加重趋势。

NO是一种气体自由基,机体多种细胞均能产生,具有活跃而广泛的生物学性质,是一种高反应性细胞毒性物质,对细菌、肿瘤细胞产生杀伤作用,同时也对正常组织造成损伤。许多研究显示,实验性OA时NO水平显著增高,以软骨及滑膜中含量最高,并推测NO含量升高成为关节软骨退变和滑膜炎症病因之一[6]。基质金属蛋白酶(MMP)是促进关节软骨基质降解的最重要物质,研究认为高浓度NO可通过刺激MMP活性来增加胶原和蛋白聚糖裂解以及使PGE升高而导致软骨基质破坏[7,8]。

此外,NO可扩张微血管,提高微动脉血管渗透性,促进细胞因子和PGE等释放产生炎症现象,对炎症疾病的发展和维持起着重要作用。已有研究表明,NO抑制剂能明显改变动物关节模型中关节的损伤程度和病程,抑制炎症及组织损害[9,10]。因此,对体内NO的调控有助于改善OA的病情。本实验模型组关节冲洗液中NO含量明显增高,与文献报道一致,用20~ 40mg/L臭氧治疗后,关节冲洗液中NO含量显著减少,且关节软骨病损有明显修复,提示该浓度臭氧可能通过抑制NO的生成,调节软骨合成与分解代谢平衡而起治疗作用;而60mg/L臭氧治疗后关节冲洗液中NO含量比模型组显著增高,同时病理改变亦显示软骨无修复迹象,甚至有加重趋势,表明60mg/L臭氧对OA炎性疾病有加重作用,不利于软骨修复,甚至可能有破坏作用,不宜用于治疗。

综上所述,NO含量升高可能导致关节软骨退变,而臭氧可能通过抑制NO的表达,减轻炎症反应及关节软骨分解,从而阻断OA的发展。臭氧浓度的不同显示其具有不同生物学效应,高浓度臭氧可能会加重OA软骨损伤,因此,臭氧用于临床应重视其治疗窗的选择。


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1、本文内容来源于《贵阳医学院学报》2010年8月第35卷第4期,仅用于内部人员业务学习,非商业用途。

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