论文摘要
目的：骨质疏松（OP）症是常见的代谢性骨病，糖尿病（DM）患者半数以上合并OP。DM性骨质疏松症具有高发病率、高死亡率、高致残率、高治疗费用和低生活质量等特点，已日益成为严重的社会公共卫生问题。木糖醇（Xylitol，Xy）可以促进胰岛素分泌及抗酮体生成，作为蔗糖替代品已成为国内市场上DM食品中主要的甜味添加剂。近年国外动物实验研究显示，木糖醇可以促进肠钙吸收及骨的早期矿化，增加骨胶原量，减轻糖化、氧化对成骨细胞损伤，从而改善DM引起的骨量减少。本实验用DM大鼠模型，综合评价木糖醇对骨代谢血生化、骨密度、骨组织形态学及骨生物力学等多项指标的影响，进一步探讨木糖醇预防DM性骨质疏松症的作用机制并找出剂量反应关系。方法：健康、雄性Wistar大鼠，3月龄，54只，随机分为糖尿病对照组（DC组）、糖尿病+10％木糖醇组（DM+10％Xy组）、糖尿病+20％木糖醇组（DM+20％Xy组）、健康对照组（NC组）、健康+10％木糖醇组（N+10％Xy组）、健康+20％木糖醇组（N+20％Xy组）。饲料中添加一定比例的木糖醇（分别占标准饲料中谷物类重量的10％、20％）喂养，12周后处死，留取血及骨标本进行血清总钙（Ca）、无机磷（P）、碱性磷酸酶（ALP）、骨钙素（BGP），骨密度（BMD），骨形态计量学及骨的生物力学指标测定。结果（1）血糖：①处理后0周多组间血糖比较：DC组与NC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.001）。5周：DC组与NC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.001），DM+20％Xy组与DC相比降低，差别有统计学意义（P＜0.05）；DM+20％Xy组与DM+10％Xy组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.05）。12周：DC组与NC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.001）；DM+10％Xy组与DC组、DM+20％Xy组与DC相比降低，差别均有统计学意义（P＜0.05）。②各组内5周血糖与0周比较：差别无统计学意义（P＞0.05）。12周与0周比较：DM+20％Xy组降低，差别有统计学意义（P＜0.01），NC组升高，差别有统计学意义（P＜0.01）。12周与5周比较：DM+10Xy组降低，差别有统计学意义（P＜0.05），DM+20％Xy组降低，差别有统计学意义（P＜0.05）。（2）体重：处理后0周多组间体重比较：F=19.353，P＞0.05．差别无统计学意义。12周：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）；DM+20％Xy组与DC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）。（3）血清钙、磷、ALP、BGP：处理后12周多组间Ca比较：F=2.006，P＞0.05，差别无统计学意义。P比较：F=2.064，P＞0.05，差别无统计学意义。ALP比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.001）。BGP比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.05）。（4）处理后12周多组间BMD比较：左股骨BMD：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.001）；DM+20％Xy组与DC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.001）；N+20％Xy组与NC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）；N+20％Xy组与N+10％Xy组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）。右股骨BMD结果与左侧一致。（5）处理后12周多组间股骨骨形态计量学参数：①MTPD比较：DM+20％Xy组与DC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）；DM+20％Xy组与DM+10％Xy组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）。②MTPS比较：DC与NC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）。③DDL比较：Dc与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）；DM+20％Xy组与Dc组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.01）。④MiAR比较：DC与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）；DM+20％Xy组与DC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.01）。⑤Svf比较：DC与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）；DM+20％Xy组与DC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.01）。（6）处理后12周多组间股骨干骺端松质骨压缩实验指标：①弹性载荷比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）；DM+20％Xy组与DC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）。②最大载荷比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）。③比例极限比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）；DM+20％Xy组与DC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）。④抗压强度比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）。⑤弹性模量比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）。（7）胫骨三点弯曲实验指标：①弹性挠度比较：DM+10％Xy组与DC组升高，差别有统计学意义（P＜0.01）。DM+20％Xy组与DC组升高，差别有统计学意义（P＜0.05）。②弹性载荷比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.001）；DM+20％Xy组与DC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）；DM+20％Xy组与DM+10％Xy组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.01）。③最大挠度比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）；④弯曲弹性模量比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）。⑤弯曲能量比较：Dc组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）。DM+20％Xy组与DC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）；DM+20％Xy组与DM+10％Xy组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.01）。⑥弯曲刚性系数比较：DC组与NC组相比降低，差别有统计学意义（P＜0.01）；DM+20％Xy组与DC组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.05）；DM+20％Xy组与DM+10％Xy组相比升高，差别有统计学意义（P＜0.01）。结论：（1）DM大鼠出现血糖升高、体重下降、骨量减少、骨组织形态和骨生物力学异常。（2）低、高剂量木糖醇降低DM大鼠血糖，增加骨量、骨强度，改善骨组织形态和骨生物力学特性，对预防OP有一定作用；但低剂量组作用不明显，此作用存在剂量依赖关系。（3）木糖醇未降低健康大鼠血糖，但可直接作用于骨，增加骨矿物质含量。