激素性股骨头坏死发病机制

童培建、吴云刚等研究了高凝、低纤和高脂血症在实验性激素性股骨头坏死发生中的作用。他们对18只新西兰大白兔静脉注射大肠杆菌内毒素（LPS）2次，两次间隔24 h。并在最后一次LPS注射后，臀肌注射3次甲泼尼龙（MP），间隔24 h。对每次药物注射前后12 h、1周、2周、3周和4周进行三酰甘油（TG）、胆固醇（Tch）、高密度脂蛋白（HDL）、部分凝血活酶时间（APTT）、纤溶酶（PLG）、抗凝血酶（AT2）、抗纤溶酶（ATPL）进行测定。结果显示：单次注射LPS和联合运用LPS+MP均能引起血液的高凝、低纤和高脂血症，软骨下骨血管中有大量的脂栓和纤维蛋白栓子存在，股骨头中出现典型的骨坏死，并且这些血液学指标之间存在相关性。在第一次注射LPS后兔子的软骨下骨的血管中可见大量纤维蛋白栓子的存在，在注射MP后的兔子的股骨头软骨下血管中充满脂肪栓子，有的完全阻塞管腔。某些脂肪栓子的中央出现白色的纤维蛋白栓子，但骨坏死并不明显。到造模第1周时，股骨头病理切片上即出现典型的骨坏死。坏死区域主要位于股骨头靠近股骨颈的骨松质和软骨下区，有骨髓细胞碎片的积聚，带有空骨陷窝或骨细胞核固缩的骨小梁，同时伴有中性粒细胞的聚集。骨细胞中可见胞液中充满脂滴，有些细胞核受压被挤向一边。在股骨头颈的骨髓组织中，造血细胞消失，脂肪细胞体积增大，堆积，常压迫血窦静脉和骨小梁。而在造模的第2周到第4周时，股骨头病理切片的改变并不明显。本动物模型中，MP和LPS均能引起血液的高凝、低纤和高脂血症，并且它们之间存在明显的相关性，虽然这些血液学的改变均呈一时性，但却共同促进了脂栓和纤维蛋白栓子的形成，引起受累关节微血管的损害和血供的中断这可能是激素性股骨头缺血性坏死的重要病理学基础。本实验还提醒我们，在对激素治疗后脂质代谢异常的病人中血液的高凝，易栓症和纤维蛋白溶解下降需进行详细的临床和实验研究，并且针对这些异常，联合运用如戊聚多硫酸盐（PPS）等降脂、抗凝、促纤溶和抗炎性能的药物来治疗本病进程中的促进因素，从而改善症状，包括减轻疼痛。

赵宏斌、李林芝和李世和报道了激素相关性股骨头坏死股骨头内VEGF和BMP-2的表达。目的：研究兔激素相关性股骨头坏死股骨头内血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）　　和骨形态发生蛋白-2（bone morphogenetic protein-2，BMP-2）基因表达的动态变化特点。方法：用LPS10μg/kg）间隔24 h两次静注加MPS 3次肌注的方法制作的兔股骨头坏死模型，设计兔相关的探针和引物，通过免疫组化、原位杂交并直接提出股骨头内总RNA进行实时荧光定量PCR，研究不同时相点兔坏死股骨头内VEGF和BM P-2基因表达的动态变化特点。结果：在造模至第4周、8周、12周、16周时，股骨头内VEGF和BM P-2基因的表达免疫组化、原位杂交结果均为阴性；实时荧光定量PCR结果发现表达量均远低于空白对照组。结论：在LPS加MPS制作的兔股骨头坏死模型中，股骨头内的VEGF 和BMP-2基因表达均受抑制。在我们用低剂量LPS加MPS制作的兔FH N模型中股骨头内VEGF和BMP-2表达较长时间的显著减少，使该模型具有与人相似的激素相关性FH N修复较慢的表现，由此也为用该模型进行相关的研究建立了有利的平台。

樊粤光、徐传毅等报告了激素性股骨头坏死病程中股骨头局部VEGF mRNA表达的变化及意义。目的：探讨激素性股骨头坏死病程中股骨头局部血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）mRNA表达的变化及意义。方法：新西兰大白兔36只，随机均分成正常对照组和模型组，每组18只。模型组用内毒素加激素注射造成股骨头坏死。两组动物分别于造模后6周、10周、14周各处死6只行股骨头组织学检查和VEGF mRNA原位杂交观察。结果：光镜观察示模型组股骨头骨小梁变细、空骨陷窝增加，成骨细胞数量减少，这些表现随着时间的推移逐渐加重；软骨下血窦计数减少，各时段均低于正常组，差异有显著性意义（P < 0.05，或P < 0.01）。原位杂交显示，模型组兔的股骨头6周时血管周围有VEGF mRNA阳性表达，10周时血管、成骨细胞的表达逐渐减少，14周时稍有所增加。在本实验研究中，应用内毒素加激素造成股骨头坏死的模型组股骨头内可见骨小梁上空骨陷窝增多，形态稀疏碎裂，周沿的成骨细胞数量稀少，细胞核呈活性较差的长条状，血管数量少，结构有破坏迹象，随着时间的推移情况逐渐加重。6周时VEGF mRNA在血管壁周围的表达较强，提示早期股骨头坏死自身部分有修复的反应与能力，但是随着时间的推移，表达逐渐减弱，在10周时表达较低，14周时又可见稍有修复，但仍然较正常组低。结论：股骨头坏死后血管修复能力下降，血管内皮细胞的功能受到破坏影响，增加股骨头局部VEGF可能有助于股骨头坏死的修复。

孙强、施裕新等进行了激素性股骨头坏死发病机制的实验研究。目的：探讨激素所致股骨头坏死的发病机制。方法：健康成年中国白兔36只，随机分成两组，实验组24只，每周2次肌注地塞米松磷酸钠7.5 mg/kg诱发股骨头坏死模型。检测血清总胆固醇、三酰甘油，研究病程中脂肪代谢变化规律。对股骨头标本行HE及脂肪染色，光镜观察，研究股骨头坏死情况。结果：从第2周始实验组血清总胆固醇及三酰甘油就显著高于对照组（P < 0.01）。HE染色：髓腔内脂肪细胞增生，骨小梁变细，骨细胞核固缩、靠边、深染，骨陷窝空虚增多。脂肪染色：骨细胞内可见脂滴，髓腔血管内可见脂肪栓子。且骨陷窝空虚率随用药时间的延长而增加。结论：激素性股骨头坏死的发病主要与脂肪代谢紊乱有关。

洪加源、郭林新等进行了激素性股骨头坏死骨代谢变化的实验研究。目的：观察激素性股骨头坏死生化指标的变化，探讨骨代谢变化在激素性股骨头坏死过程中的作用。方法：健康成年雄性新西兰大白兔30只，随机分为模型组和对照组，采用臀肌注射大剂量醋酸泼尼松龙进行造模。每隔2周分别测定股骨头羟脯氨酸（HOP）、氨基已糖（HOM）、钙（Ca）及血清钙、钙磷的含量，并计算出HOM/HOP、Ca/HOP的比值及血清钙磷乘积，同时观察股骨头X线和组织学的变化。结果：模型组羟脯氨酸、氨基己糖、钙含量及HOM/HOP、Ca/HOP比值均明显低于对照组（P < 0.05，P < 0.01），血清钙、钙磷乘积亦明显低于对照组（P < 0.01，P < 0.001）；X线示模型组股骨头及周围骨小梁变稀疏；组织学显示模型组骨陷窝空缺数明显增多，骨小梁稀疏细长，髓腔内充满增大的脂肪细胞。结论：大剂量激素可引起股骨头骨细胞早期坏死，大剂量激素引起股骨头骨代谢变化是骨坏死综合因素之一。

王坤正、毛履真等进行了激素性股骨头缺血坏死发病机制的实验研究。他们选用健康日本白免64只，平均体重2.06 kg，随机分为两组。实验组48只，每周皮下注射醋酸氢化可的松8 mg/kg、对照组16只，每周皮下注射生理盐水0.32 mg/kg。两组动物在同样条件下喂养。于用药后2周，4周，6周，8周，12周，14周，16周，分批处死。组织形态学检查：大体解剖实验组与对照组外观无差别，但实验组较对照组骨质松脆，易于凿切。光镜下实验组可见股骨头软骨下区，髓腔内脂肪组织增多，骨小梁内骨细胞数减少，部分细胞核固缩，染色深，部分骨陷窝中骨细胞消失，空缺的骨陷窝数在第4周已明显增多。用光镜测微尺测量计算单位面积内细胞数，两组呈高度显著性差异。骨冰冻脂肪染色光镜下见骨髓腔中脂肪细胞被染成橘红色，实验组骨髓腔脂肪细胞直径较对照组增大，骨髓腔内脂肪组织增多。实验组骨骼血管内可见橘红色的脂肪栓子，多分布在股骨头软骨下区的骨骼中。电镜下对照组无异常改变。实验组骨细胞胞质中出现脂滴、可见核模溶解，染色质浓集。在股骨头、颈部骨髓组织中，实验组脂肪细胞异常肥大，常可见压迫小静脉，使受压处管腔变窄，这样使血流很容易发生“涡流”，阻力增加，回流受到影响。股骨头微血管形态和密度：对照组股骨头窦状隙血窦丰富、相互交织成“密网状”，血窦边缘清楚，窦状隙与周围组织界限明显，关节软骨下骨松质中毛细血管数量较多，并相互吻合形成一“弓状环”。实验组用药后4周，窦状隙边缘模糊不清，血窦形成的网孔不清晰。骨松质中毛细血管数量减少。单位面积内毛细血管密度无显著性变化。用药后12周，股骨头毛细血管明显充盈不良，近关节软骨端最为明显，毛细血管稀疏区域和无毛细血管区域明显增多，在无毛细血管区域仍可见到数量不等的微小动脉，股骨头单位面积内毛细血管密度明显下降。外周毛细血管血流速度和血流状态：实验组随用药时间的延长，毛细血管网渐渐变疏，小静脉和毛细血管内血流呈泥沙状流动，流速不恒定，可见红细胞聚集现象，经连续观察外周毛细血管流速，实验组随着用药时间延长，血流速度呈下降趋势。这反映长期大剂量应用糖皮质激素可以影响血流速度和毛细血管密度。对照组毛细血管网丰富，流速恒定。本实验发现随用药时间的延长，小静脉和毛细血管内血流呈泥沙状流动，可见红细胞聚集现象，血液黏度随之升高。大剂量应用糖皮质激素可以使血中纤维蛋白原含量升高，由于纤维蛋白原在血浆中形成网状结构，加之红细胞聚集，使血液黏度增加，而致微循环灌注量下降，此乃激素引起股骨头缺血坏死的一个重要因素。长期应用糖皮质激素除了股骨头血流量减少，骨细胞因缺氧发生变性和坏死外，还需指出的是由于高脂血症而继发的骨细胞脂肪变性，电镜下骨细胞胞浆中出现脂滴，可见核膜溶解，染色质浓集，最终导致股骨头缺血性坏死。

刘万林、温树正等对激素性股骨头缺血坏死患者血小板进行了检测。他们检测21例激素性股骨头缺血坏死患者（A组）血小板总数，并同随机抽取的10例创伤性股骨头缺血坏死患者（B组）及20例健康人群体（C组）血小板总数做对比分析。结果显示A组中，有11例血小板总数低于正常参考值水平，而B，C组血小板总数均在正常参考值范围；A组血小板总数与B，C组血小板总数对比均有显著性差异（P < 0.01）。认为激素性股骨头缺血坏死发病过程中，系统存在异常的凝血状态。这种异常的凝血状态很可能是外源性激素造成了骨内外血管内皮损害或免疫复合物沉积在血管壁，进一步激活了血小板及其他凝血活性物质后引起的。

刘万林、郭文通等进行了激素性股骨头缺血坏死与前凝血状况的相关性研究。实验选用中国白兔20只，雌雄不限，体重（2.8 ±0.7) kg。随机分为3组。A组（7只），先静脉内注射大肠杆菌内毒素2次，每次100μg/kg，间隔24小时，在第2次注射完后随即肌内注射甲泼尼龙3次，每次2 mg/ kg，间隔24小时。B组（10只），单纯肌内注射甲泼尼龙3次，每次2 mg/kg，间隔24小时。C组（3只）为对照组。将动物在4周后处死，取股骨头标本，做组织学检查（光镜和电镜）和血小板检测：A组在第1次注药前及第2次注药后1天、2天、3天、1周、2周、3周做血小板计数。B组在第1次注药前及第3次注药后1天、2天、3天和1周、2周、3周做血小板计数。本研究结果表明，在A组中，骨小梁、骨髓及骨细胞出现典型的溶解坏死，骨内小血管有明显的血栓形成；而B组主要表现为骨髓腔及骨细胞内脂质积聚。A组在第2次注药后1天、2天、3天与B组在第3次注药后1天、2天、3天血小板水平比较差异有显著性（P < 0.01）。这表明激素能加重原有存在的前凝血状态，是系统凝血状况的增强剂，在前凝血状态的基础上，引发了骨组织血管内凝血及骨坏死过程。

黄健、郭文通等进行了激素性骨坏死发病机制的实验研究。目的：研究激素与血管炎、血液黏度间的相互关系，进一步探究激素性骨坏死的发病机制。方法：选新西兰白兔60只。A组：20只，经静脉2次单纯注射马血清10 ml/kg，间隔3周。B组：15只，连续3 d腹腔内注射甲泼尼龙45 mg/kg。C组：20只，先静脉2次注射马血清10 ml/ kg，间隔2 周。第2次注射马血清后2周，再按B组处理。D组：5只，对照组。分别于最后一次给药后1周、2周、3周、5周、7周处死取材。标本常规组织病理学检查，并进行血液流变学及动脉墨汁灌注观察。结果：在马血清和激素协同作用的C组中，表现为全血黏度、血浆黏度、红细胞聚集性明显增高，股骨头内小动脉损害严重，血栓形成广泛，软骨下灌注血管数量减少明显，共有74%标本发生骨坏死。本实验结果表明，激素加重了原有血管损害，产生了一系列以小动脉损害为主的骨内微循环病理改变。而小动脉作为激素和血管炎的靶器官，免疫复合物沉积在血管基底膜，激活补体，产生并释放生物活性物质，大量白细胞浸润造成变态反应性小动脉炎。而外源性激素既通过促进脂肪分解释放游离脂肪酸使血管内皮受损同时还具有抑制胶原和弹性蛋白合成的作用。血管本身的炎症加上激素对血管壁的影响，一方面使病变管壁脆性增加，小动脉断裂引起骨髓内较大范围的片块状出血，血供中断，从而引发骨组织缺血甚至坏死；另一方面，由于小动脉管壁增厚，管腔狭窄，血流阻力增加，在内皮细胞损伤的情况下易致血小板黏附、聚集，诱发小动脉微血栓形成，使动脉灌注不足，造成骨组织缺血坏死。另外坏死血管再血管化或栓塞后继发纤维蛋白溶解，使部分血流再通，缺血再灌注损伤引发多量氧化反应，氧自由基引起血管内皮细胞膜脂质过氧化反应，进一步损害了血管内皮细胞，导致潜在性微灶性出血。墨汁动脉灌注标本组织学观察证实用药后C组灌注区血管数量减少明显，分布不均匀。进一步验证了血清、激素的协同作用加重了骨内微循环损害。股骨头的血液循环系统本身较为脆弱，缺乏侧支循环，在上述几种因素的共同作用下，该部位的血液循环受到不可代偿的损害，造成了骨坏死的发生。本实验结果证实，在血管炎基础上应用激素加重了微血管损伤，促进了血液高黏、高凝状态，在小动脉断裂、栓塞、出血的基础上导致骨组织缺血性坏死。由此认为，激素性骨坏死是一个复杂的病理生理过程，是由多因素共同作用的结果。结论：在血管炎基础上应用激素加重了微血管损伤，促进了血液高黏、高凝状态，在小动脉断裂、栓塞、出血的基础上导致骨组织缺血性坏死。

黄立新、郑召民等也进行了激素性骨坏死发病机制的实验研究。目的：制作激素性骨坏死的动物实验模型，详细观察骨坏死组织病理学变化，探讨激素性骨坏死的发病机制。方法：采用34只健康成年中国大耳白兔，随机分成单纯激素组（A组5只），单纯马血清组（B组10只），联合使用马血清和激素组（C组14只）及正常对照组（D组，5只）4组。各实验组于激素注射后4周处死，取内脏及骨标本，做组织病理学观察。结果：C组骨坏死发生率较高（71.43%）；使用激素的动物肝细胞脂肪变性，髓腔内脂肪细胞直径增大；坏死的股骨头软骨下可见髓腔内脂肪细胞明显增大；骨细胞内脂滴存在，骨内血管内皮细胞空泡样变性；软骨下骨小管内见血栓形成。结论：激素导致的脂质代谢紊乱、脂肪细胞改变可能是非创伤性骨坏死的初始病变，而微循环内血栓形成可能是导致骨缺血坏死的直接原因。

李卫哲、李景南等报道了降脂、抗凝药物预防激素所致股骨头骨细胞坏死、凋亡及对Bcl-2表达的影响。目的：通过建立动物实验模型，探讨同时应用降脂、抗凝药物对激素性股骨头坏死的防治作用及病理机制。方法：选用大白鼠60只，体重约200 g，随机分为A、B、C、D组，A、B、C组给予不同的药物，D组不给药，空白对照。实验8周处死动物，取股骨头们组织学、超微结构观察，并用TUNEL及免疫组化技术分别检测骨细胞凋亡和Bcl-2表达情况。结果：①光镜下B、C两组较A组股骨头骨小梁变细、稀疏、空骨陷窝明显增多，脂肪细胞增大，A组接近D组。②电镜下B、C两组细胞体积缩小，核固缩，染色质边聚较多见于A组，A组接近D组。③ C组凋亡骨细胞多见于其他组，A组接近D组，A组Bcl-2表达多于其他组。本实验观察了降脂、抗凝药物预防激素性股骨头坏死的作用，并在组织学、超微结构、细胞凋亡、Bcl-2表达等力一面与单纯降脂药组、激素组、对照组进行了比较。A、B两组空骨陷窝率、凋亡细胞比率明显少于C组，Bcl-2表达细胞多见，说明两种预防方法均有效。A、B两组比较，B组较A组骨小梁变细和稀疏，空骨陷窝增高，可见较多细胞体积缩小、核固缩或核溶解、染色质边聚、线粒体肿胀的细胞。空骨陷窝率、凋亡细胞比率较高，Bcl-2表达少。A组各项指标接近D组。证明降脂、抗凝药物通过纠正脂肪代谢和凝溶紊乱和促进Bcl-2蛋白表达，改善内、外环境减少或防止了骨细胞坏死和凋亡。结论：大剂量应用激素同时给予降脂、抗凝药预防股骨头坏死的作用优于单纯应用降脂药组；激素性股骨头坏死是骨细胞坏死和凋亡共同作用的结果。