跳跃对生长期大鼠骨组织形态计量学和生物力学指标的影响

大量文献报道,生长期的骨发育对于整个生命过程中的骨健康都具有重要意义,由于峰值骨量(PBM,Peak bone mass)是维持人生命的“骨库”,所以PBM的高低与骨质疏松(OP,osteoporosis)的发生率密切相关。因此,在生长期获得尽可能高的基础骨量,对提高骨量峰值以及保证成年后的骨健康具有重要的意义。 体育运动作为一种既经济又方便的增进健康的手段,逐渐引起人们的重视。有关的研究表明,在生长期进行合理的体育运动可以促进骨发育,使骨量增加、骨结构和生物力学性能也得到改善。而且越来越多的研究表明,运动促进骨量增加的作用在生长期表现得较为明显,成年后的体育锻炼则主要起维持骨量或减少骨量流失的作用。所以处在生长期的儿童青少年要积极参加体育锻炼,以促进骨的健康发育,为成年后的骨健康打下坚实的基础。那么促进骨健康最合理的运动方式是什么呢?不同运动项目对于骨发育的影响有什么差别呢?有关这方面的对比研究还不多,而且有些研究结果还相互矛盾,有必要进一步深入研究。 目前有关骨发育和骨代谢的研究,所采用的现代测量与评定技术与方法大致涉及骨分子生物学、生物化学、组织形态学、骨密度(BMD,bone mineral density)测量学和生物力学。而在体育运动与骨健康的研究中,大多仅局限于BMD和骨代谢等指标变化的简单描述,而对于骨密度、骨显微结构和生物力学性能进行综合研究几乎没有,大大限制了有关研究的深入和OP的预防。实验目的: 比较游泳和跳跃两种不同的运动方式对生长期大鼠骨发育的影响,以期为健骨运动寻找合理的运动方式。实验方法: 通过自制大鼠跳跃运动模型,以18只4周龄SD大鼠为实验对象,分为对照组(N,n=6)、游泳组(S,n=6)和跳跃组(J,n=6)。8周后,测量所有大鼠的骨密度、骨组织形态计量学指标和骨组织生物力学性能。实验结果: 游泳组大鼠1～4腰椎BMD比安静对照组显著性升高,股骨BMD与安静对照组相比没有显著性差异;跳跃组大鼠1～4腰椎和股骨BMD与安静组相比,都有显著的升高。 游泳组大鼠胫骨组织形态计量学指标与安静组相比没有显著性差异;跳跃组大鼠胫骨组织形态计量学指标明显优于安静组。 游泳组大鼠第五腰椎生物力学指标明显优于安静组,股骨生物力学指标与安静组相比没有显著性差异;跳跃组大鼠股骨和第五腰椎生物力学指标明显优于安静组。 实验结论: 1.八周的游泳训练对生长期大鼠腰椎骨密度和生物力学指标有明显影响,对股骨骨密度和生物力学指标以及胫骨组织形态学指标没有明显的影响。 2.八周的跳跃训练对生长期大鼠腰椎和股骨骨密度、生物力学指标以及胫骨组织形态计量学指标都有明显的影响。 3.不同形式的运动对于骨代谢的作用有明显的部位差异。 4.骨密度和骨生物力学指标最大载荷、弹性载荷、最大应力、弹性应力、刚性系数、弹性模量以及能量吸收都有显著的相关关系,而且骨密度与骨结构力学指标的相关关系没有它与骨材料力学指标的相关关系显著;骨密度与桡度、应变没有明显的相关关系。 5.大鼠跳跃运动模型是一种较好的动物快速力量训练模型,对于运动与骨代谢以及与跳跃运动有关的动物实验研究有较高的实用价值。