牟彥酈，宗孝容，張宇航，雍劉軍

(1.成都醫(yī)學(xué)院2017級(jí)臨床醫(yī)學(xué)本科，四川 成都 610500；2.成都醫(yī)學(xué)院人體解剖與組織胚胎學(xué)教研室/發(fā)育與再生四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610500)

藏酋猴屬于靈長(zhǎng)目，猴科，獼猴屬[1]，為中國(guó)特有非人靈長(zhǎng)類(lèi)雜食性哺乳動(dòng)物，其在靈長(zhǎng)類(lèi)的進(jìn)化軌跡上與人類(lèi)的關(guān)系僅次于類(lèi)人猿，在形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理、代謝功能和生物學(xué)等方面與人類(lèi)高度相似[2-3]，是一種潛在的、極具生物醫(yī)學(xué)研究?jī)r(jià)值的非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物[4]。藏酋猴主要以槐樹(shù)、狗棗子等植物為食[5]，喜歡在地面活動(dòng)，在崖壁縫隙、樹(shù)枝間等陽(yáng)光充裕的地方穿梭跳躍，這種肌肉收縮及舒張運(yùn)動(dòng)的機(jī)械負(fù)荷，使其生長(zhǎng)期骨鈣鹽量增加[4-6]，可作為骨形態(tài)、結(jié)構(gòu)及力學(xué)研究的理想實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

骨質(zhì)疾病是一個(gè)發(fā)病率高、涉及人群廣、致病危險(xiǎn)因素復(fù)雜、后果嚴(yán)重的普遍存在的健康問(wèn)題[7]。骨質(zhì)疾病的發(fā)生與骨密度密切相關(guān)[8-9]，骨密度是機(jī)體某一部位組織中標(biāo)準(zhǔn)骨面積內(nèi)的礦物質(zhì)含量[10]，受飲食習(xí)慣、生活方式、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、遺傳、地域等多種因素的影響[11]。人類(lèi)腰椎椎體富含骨松質(zhì)，導(dǎo)致骨質(zhì)病變多發(fā)，尤其是骨質(zhì)增生和骨質(zhì)疏松，故腰椎椎體成為測(cè)量骨密度的常用部位[12]。本課題組在研究中發(fā)現(xiàn)，藏酋猴腰椎富含較厚骨密質(zhì)，未發(fā)現(xiàn)人類(lèi)常見(jiàn)病變，可作為人類(lèi)腰椎椎體疾病研究的理想動(dòng)物模型，具有巨大的研究?jī)r(jià)值。

目前對(duì)藏酋猴社會(huì)關(guān)系與行為的研究甚多，但對(duì)其椎體骨密度的研究較少。本研究通過(guò)觀(guān)察藏酋猴與人類(lèi)腰椎椎體的骨密質(zhì)和骨松質(zhì)，測(cè)量并比較骨密度數(shù)值，探討兩者腰椎椎體骨密度的差異、相關(guān)性及差異形成的原因，以期為人類(lèi)腰椎骨質(zhì)病變的研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

選取10～15歲健康成年藏酋猴腰椎椎體標(biāo)本6具，其中雄、雌各3具，由四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院動(dòng)物研究所提供；選擇40～60歲(與藏酋猴年齡相當(dāng)，藏酋猴1歲相當(dāng)于人類(lèi)3～4歲)健康成人腰椎椎體標(biāo)本12具，其中男、女各6具，由成都醫(yī)學(xué)院人體解剖實(shí)驗(yàn)室提供。藏酋猴腰椎有7節(jié)，人類(lèi)腰椎有5節(jié)，藏酋猴的第6、7腰椎相當(dāng)于人類(lèi)的第1、2骶椎，為與人類(lèi)腰椎相對(duì)應(yīng)，藏酋猴與人類(lèi)均選用L1～L5進(jìn)行研究。由于藏酋猴標(biāo)本數(shù)量限制，本研究對(duì)象不區(qū)分性別。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將6具健康成年藏酋猴及12具健康成年人的腰椎椎體標(biāo)本以4%多聚甲醛灌注固定2周后，解剖分離腰椎椎體，并行正中冠狀切、矢狀切和水平切。用手術(shù)顯微鏡(XT-X-4A)觀(guān)察各切面骨松質(zhì)、骨密質(zhì)的分布和骨小梁的排列；數(shù)顯游標(biāo)卡尺(單位：mm，精確度：0.01)測(cè)量各切面骨松質(zhì)及骨密質(zhì)厚度；并采用高精度電子密度計(jì)(型號(hào)：DK-300A，精度：0.001 g/cm3)，通過(guò)其溶液補(bǔ)償功能，以硅油為介質(zhì)測(cè)量各腰椎椎體骨密度。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。藏酋猴與人類(lèi)各腰椎椎體骨密度采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。藏酋猴與人類(lèi)腰椎椎體骨密度采取Pearson相關(guān)性分析(P<0.01，r∈[-1,1])，P<0.01說(shuō)明兩變量存在顯著相關(guān)關(guān)系。

2 結(jié)果

2.1 藏酋猴腰椎各切面觀(guān)察

藏酋猴腰椎椎體各切面骨松質(zhì)所占面積均大于骨密質(zhì)。正中冠狀面骨松質(zhì)周?chē)鸀橐粚虞^厚的骨密質(zhì)，骨小梁較厚且排列緊密、方向雜亂，骨松質(zhì)的腔隙在中部較大，邊緣較小且密集(圖1a)。正中矢狀面骨松質(zhì)表面有一層較薄的骨密質(zhì)，骨松質(zhì)中骨小梁排列方向較為一致，中部骨小梁數(shù)量較周?chē)?，排列更疏松，骨松質(zhì)中部的腔隙較大，邊緣的腔隙較小且密集(圖1b)。正中水平面骨松質(zhì)周?chē)鸀橐粚訕O厚的骨密質(zhì)，骨松質(zhì)中骨小梁較厚且分布較均勻，排列方向雜亂，骨松質(zhì)的腔隙普遍較小且密集，周?chē)敲苜|(zhì)厚度不均勻，腹側(cè)骨密質(zhì)最薄、背側(cè)骨密質(zhì)較厚(圖1c)。

a:冠狀切面觀(guān);b:矢狀切面觀(guān);c:水平切面觀(guān) A:骨密質(zhì)；B:骨松質(zhì)；箭頭:骨小梁

2.2 人類(lèi)腰椎各切面觀(guān)察

人類(lèi)腰椎椎體3個(gè)切面均以骨松質(zhì)為主，周邊附著一層極薄的骨密質(zhì)。正中冠狀面骨小梁排列較為規(guī)則，以縱向?yàn)橹鳎撬少|(zhì)的腔隙在中部較大，邊緣較小且密集(圖2a)。正中矢狀面骨小梁分布均勻，排列規(guī)律，水平中部以縱向?yàn)橹?，腔隙較大，排列疏松，邊緣以橫向?yàn)橹鳎帕休^中部密集(圖2b)。正中水平面骨小梁呈放射狀不規(guī)則分布，排列逐漸疏松，骨松質(zhì)的腔隙普遍較大且疏松，周?chē)敲苜|(zhì)厚度不均勻，腹側(cè)骨密質(zhì)最薄、背側(cè)骨密質(zhì)較厚(圖2c)。

a:冠狀切面觀(guān);b:矢狀切面觀(guān);c:水平切面觀(guān) A:骨密質(zhì)；B:骨松質(zhì)；箭頭:骨小梁

2.3 藏酋猴和人類(lèi)骨密度比較

藏酋猴腰椎正位L1～L5骨密度范圍為0.69～0.92 g/cm3，呈逐漸下降趨勢(shì)，中位數(shù)為0.81 g/cm3，均數(shù)為0.78 g/cm3，方差為0.050，標(biāo)準(zhǔn)誤為0.019，波動(dòng)范圍較??；其腰椎骨密度最大值為L(zhǎng)1的(0.89±0.03)g/cm3，最小值為L(zhǎng)5的(0.71±0.03)g/cm3。人類(lèi)腰椎正位L1～L5骨密度范圍為0.61～0.81 g/cm3，呈逐漸上升趨勢(shì)，中位數(shù)為0.71 g/cm3，均數(shù)為0.66 g/cm3，方差為0.001，標(biāo)準(zhǔn)誤為0.008，波動(dòng)范圍較小；其腰椎椎體骨密度最大值為L(zhǎng)4的(0.70±0.02)g/cm3，最小值為L(zhǎng)1的(0.62±0.01)g/cm3。其中兩者L1骨密度差異最大，為(0.31±0.02)g/cm3，L4差異最小，為(0.05±0.01)g/cm3，且藏酋猴的波動(dòng)范圍較人類(lèi)大，在一定程度上說(shuō)明藏酋猴腰椎椎體骨密度大于人類(lèi)。

對(duì)藏酋猴和人類(lèi)L1～L5椎體骨密度分別進(jìn)行t檢驗(yàn)，藏酋猴L(fēng)1～L3椎體骨密度與人類(lèi)比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；藏酋猴L(fēng)4、L5椎體骨密度與人類(lèi)比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表1。Pearson相關(guān)性分析表明，藏酋猴腰椎椎體骨密度與人類(lèi)呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.963，P<0.01)。

表1 藏酋猴與人類(lèi)L1～L5椎體骨密度(g/cm3)

3 討論

本研究中藏酋猴腰椎各切面骨松質(zhì)所占面積均大于骨密質(zhì)，周?chē)街粚虞^厚的骨密質(zhì)，這可能與其飲食結(jié)構(gòu)有關(guān)。藏酋猴以植物性食物為主，宋蔚[13]的研究表明，植物性食物中含有大量維生素D和植物雌二醇，其中維生素D可促進(jìn)骨密度的增加，植物雌二醇則是天然的植物化合物，有微弱的雌激素作用，可預(yù)防骨質(zhì)流失。藏酋猴獨(dú)特的腰椎骨質(zhì)分布還可能和生活環(huán)境有關(guān)，其活動(dòng)位點(diǎn)海拔最低1 120 m，最高2 240 m，主要集中在1 300～1 500 m及1 500～2 000 m 2個(gè)高海拔段范圍內(nèi)[5]。隨著海拔的升高，光照需要穿過(guò)的距離縮短，受大氣削弱量也減少，因此光照強(qiáng)度增強(qiáng)[14]，這種特殊的生活環(huán)境，使藏酋猴能夠獲得充足的光照，合成大量維生素D3[15]，利于骨量的維持，形成緊密排列的骨質(zhì)。藏酋猴腰椎各切面骨小梁的排列與其運(yùn)動(dòng)方式有著一定的相關(guān)性[16]。藏酋猴善于穿梭跳躍式?jīng)_擊負(fù)荷運(yùn)動(dòng)，這種長(zhǎng)時(shí)間的肌肉收縮及舒張運(yùn)動(dòng)促使其生長(zhǎng)期骨鈣鹽量增加，可抑制破骨細(xì)胞骨吸收[17]，減少骨質(zhì)的損失，使得骨小梁較厚、排列緊密，骨松質(zhì)的腔隙普遍較小且密集。又因藏酋猴可直立行走，椎體受力方向多變，導(dǎo)致骨小梁在正中冠狀面、水平面方向雜亂，正中矢狀面排列較為一致。

人類(lèi)骨密度與性別、年齡(女性絕經(jīng)年限)存在一定的相關(guān)性[18]，但經(jīng)定量CT測(cè)量腰椎椎體骨密度顯示，骨密度受性別、年齡、BMI等的影響較小[12]，故本研究不對(duì)性別、年齡、BMI等因素進(jìn)行分析。本研究結(jié)果顯示，人類(lèi)腰椎各切面均以骨松質(zhì)為主，周邊附著一層極薄的骨密質(zhì)。這可能與人類(lèi)以肉食為主的飲食習(xí)慣[19]以及運(yùn)動(dòng)頻率較小、運(yùn)動(dòng)量不足、運(yùn)動(dòng)形式單一的生活方式有關(guān)。肉制品會(huì)產(chǎn)生酸性物質(zhì)[13]，破壞機(jī)體的酸堿平衡，故造成其骨含量降低，骨密質(zhì)含量較少。人類(lèi)以直立行走和端坐的運(yùn)動(dòng)方式為主，其受力主要集中在縱軸方向，從而使得正中冠狀面、矢狀面骨小梁分布均勻、排列規(guī)則，以縱向?yàn)橹?；而四肢著地的運(yùn)動(dòng)形式在人類(lèi)運(yùn)動(dòng)方式中少見(jiàn)，造成正中水平面骨小梁呈放射狀不規(guī)則分布。

藏酋猴腰椎椎體骨密度普遍大于人類(lèi)，可能與其跳躍式?jīng)_擊負(fù)荷運(yùn)動(dòng)有關(guān)。藏酋猴以四肢著地的運(yùn)動(dòng)為主，脊柱類(lèi)似于杠桿，同時(shí)又受腹腔內(nèi)容物牽拉作用的影響[20]，受力主要集中于脊柱的L1背側(cè)，向下至L5受力逐漸減小，使得腹側(cè)骨密質(zhì)最薄、背側(cè)骨密質(zhì)較厚，骨密度呈逐漸下降趨勢(shì)，是藏酋猴與人類(lèi)腰椎椎體骨密度呈顯著負(fù)相關(guān)的原因之一。此外，人類(lèi)直立行走和端坐的運(yùn)動(dòng)方式，使得L1～L5椎體受力逐漸增大，是藏酋猴與人類(lèi)腰椎椎體骨密度呈顯著負(fù)相關(guān)的另一原因。

人類(lèi)骨質(zhì)疾病的發(fā)生與骨密度存在密切相關(guān)性[7-8]，骨密度與飲食習(xí)慣、運(yùn)動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度存在一定的相關(guān)性，科學(xué)合理飲食和運(yùn)動(dòng)能夠有效提高骨密度[6,13]。宋蔚[13]建議，食用富含植物雌二醇的弱堿性食物，如谷物、水果、蔬菜，減少肉制品的攝入，可降低骨質(zhì)流失，維持骨量，預(yù)防骨質(zhì)疏松[13]。適當(dāng)?shù)刎S富運(yùn)動(dòng)形式，保持一定的運(yùn)動(dòng)量，可抑制骨吸收和骨重建反應(yīng)，提高骨量峰值[21]，從而增加骨密度。因此，植物性食物和適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)，可增加骨密度，抑制骨質(zhì)疏松等病變的發(fā)生。

綜上所述，藏酋猴腰椎椎體骨質(zhì)排列較人類(lèi)更加緊密，骨密質(zhì)遠(yuǎn)厚于人類(lèi)，其骨密度普遍大于人類(lèi)，與兩者飲食結(jié)構(gòu)、生活方式及生活環(huán)境有關(guān)。