第四届全国运动解剖学学术研讨会论文汇编
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一、大会报告

1.1 关于运动解剖学的教学、科研和学科发展的几点意见(提纲)

金季春

北京体育大学 100084


一、关于运动解剖学的学科地位

1. 国际上关于一门成熟学科的条件

2. 关于体育科学的学科体系

3. 运动解剖学尚不是一门成熟的学科

4. 运动解剖学的学科关系

二、关于运动解剖学的教学

1. 学科内容和教学内容

2. 死结构与活思维

3. 教具与现代化教学手段

4. 教材

三、关于运动解剖学的科研工作

1. 紧紧围绕分析体育动作规律的主题

2. 把握几个研究方向

3. 与其他学科和部门的协作

4. 提倡求实、执着和创新的精神

1.2 微囊化异种嗜铬细胞移植治疗帕金森病猴模型研究

张进禄 徐群渊 吕 捷 刘玉军 段春礼 鲁 强

首都医科大学 北京神经科学研究所 北京100054

李 涛 宋继昌

天津第三中心医院300170


本研究取新鲜牛肾上腺髓质组织经分离、消化及Percoll梯度离心纯化后,以1×106 细胞数置于培养瓶(含DMEM/F12培养基)中悬浮培养;次日收集细胞,采用加拿大Dr.Sun发明的静电发生器(EDG)以藻酸盐多聚赖氨酸—藻酸盐(APA)为原料制作微囊;将细胞分别包于直径0.15~0.35 mm的微囊内;总体积为1 ml,待移植用。以MPTP颈内动脉注射后制成的偏侧帕金森病动物猴模型后,置于脑立体定位仪(KOPF)上,行开颅手术将微囊包裹的嗜铬细胞600 μl分两点植入模型动物损伤侧尾状核头部。术后动物每两周运用微透析活体检测系统(CMA—BAS),进行颅内透析;透析液经高效液相色谱—电化学检测分析。结果显示:术后动物第2周移植侧纹状体内多巴胺及其代谢产物均比术前提高90 %及170 %,术后第4周检测结果比述后第2周移植侧纹状体多巴胺及代谢产物均有所下降;行为检测结果表明,移植后动物帕金森病症状均比移植前症状有所改善。本研究证明微囊化异种嗜铬细胞,可以在灵长类脑中存活,并可产生活性物质多巴胺。说明微囊化异种细胞脑内移植治疗帕金森病有一定可行性。

1.3 现代骨质的多学科综合研究

秦 岭 博士

香港中文大学矫形外科及创伤学系

香港中文大学世界卫生组织运动医学暨促进健康中心


作为运动器官组成部份的骨,是运动医学和运动解剖学中的主要研究对象。骨的改建受力学、营养、激素调节等多种因素影响,从而有必要同时对其进行多学科的综合研究。随着现代科学的迅速发展,各学科所采用的研究方法学不断得到改进和完善。作者将结合其任职的骨科研究所所采用的对骨质研究的方法和目前国际上其他先进的研究手段,向同仁们做一简要汇报。

目前作者所在的骨科研究所,主要采用对骨质的密度,生物力学特性,形态计量学,骨代谢的生物化学指标以及遗传基因进行多学科的综合研究。这也是目前世界上对骨质进行综合研究所采用的方法。

一、骨质密度定量法

骨质密度定量法是估测其生物动力学特性的有效方法,主要用于对骨质密度(BMD)或含量(BMC)及其改变的定量分析。应用最广的是以X射线或同位数为基理的骨质密度仪,包括X光光密度定量计算机系统,单光子(SPA)、双光子(DPA)骨密度仪、双能量X线骨密度仪(DEXA)。这些技术主要用于测量骨质的二维的面密度(g/cm2)。另一类设备是对骨质的体密度(g/cm3)进行定量,包括躯干定量计算机断层扫描(aQCT)和肢体定量计算机断层扫描(pQCT)两大类。它们可对骨密质和骨松质密度分别进行三维定量。1. 秦岭、陈启明、本彤朗、郭霞: 用QCT对骨密质和骨松质矿物含量分别定量和预测其力学特性的比较研究。中华骨科杂志17(1): 66-70,19972. Affentranger B,Bauis F,Qin L et al: Mechanical properties fo cancellous and cor-tional bone after long term Ibandronate closing in Beaghe doss. Bone 17(6): 604,19953. Rueggegger R. Bone Density measurement. In: Broll H and Dambarches MB(eds):Osteoporosis: A guide to Diagnosis and Treatment. Reumatology,Basel,Karger. 18: 103-116,19964. 时光达: 骨密度测量方法。时光达、陈宝兴主编的 《实验骨伤科学》,人民卫生出版社,333-339页,1993目前肢体性骨质密度仪具有高精度重复测量相同部份骨质密度的功能,对短期内测定骨质密度的增减最为有效。2. Affentranger B,Bauis F,Qin L et al: Mechanical properties fo cancellous and cor-tional bone after long term Ibandronate closing in Beaghe doss. Bone 17(6): 604,19953. Rueggegger R. Bone Density measurement. In: Broll H and Dambarches MB(eds):Osteoporosis: A guide to Diagnosis and Treatment. Reumatology,Basel,Karger. 18: 103-116,1996此外,超声波(US)5. Njeh CF,Boivin CM,Langton CM: The role of ultrasound in the assessment of osteo-porosis: A review. Osteop Int 7: 7-22,1997和核磁共振技术也有不同程度的应用6. Link TM,Majumadar S,Lin JC et al. A comparative study of trabecular bone properties in the spine and femur using high resolution MRI and CT. J Bone Miner Res 13(1):122-132,19987. Van Rietbergen B,Weinans H,Hriskes R:Prosperts of computer models for the prediction of osteoporotic bone fracture risk. In:Laret G et al(eds.)Bone Research in Biomechanics. IOS Press,p25-32,1997。超声波用于骨质密度检查,其基本原则是测超声波在骨中的传导速度改变,主要反应骨的结构联续性,与骨质密度相关。5. Njeh CF,Boivin CM,Langton CM: The role of ultrasound in the assessment of osteo-porosis: A review. Osteop Int 7: 7-22,1997除实验仪器设备外,骨质的计算机模型亦有助于预测骨的生物力学特性和模拟骨的改建8. Weinans H,Sumner DR: Finite element analysia to study periprosthetic bone adapta-tion. In: Lowet G et al(eds.)Bone Research in Biomechanies. IOS Press,p3-16,19979. 秦岭: 不同性质负荷对指骨形态的影响。中国解剖学通报第7卷增刊,153-154页,1984。但在没有这些先进条件的情况下,传统的X光皮质厚度定量法也可在一定程度上用于对管状骨的皮质厚度定量。4. 时光达: 骨密度测量方法。时光达、陈宝兴主编的 《实验骨伤科学》,人民卫生出版社,333-339页,199310. Kaplan FS,Hanges WC,Keaveny TM et al: Form and function of bone. In: Simon SR(eds.)Orthopaedics Basic Science. American Academy of Orthopaedic Surgeons,p127-184,1994

二、骨质的生物力学

骨质的强度主要由骨矿物质含量和密度所决定。对骨质强度进行生物力学测试包括对完成骨和取材后的局部骨样本的力学测试。对骨干骨密质常采用三点或四点弯曲和扭曲测试。对骨松质的力学测试主要为整体或局部游离后的压力测试。1. 秦岭、陈启明、本彤朗、郭霞: 用QCT对骨密质和骨松质矿物含量分别定量和预测其力学特性的比较研究。中华骨科杂志17(1): 66-70,19972. Affentranger B,Bauis F,Qin L et al: Mechanical properties fo cancellous and cor-tional bone after long term Ibandronate closing in Beaghe doss. Bone 17(6): 604,199511. Hayes WC: Biomechanics of cortical and trabecular bone: Implications for assessment of fracture risk. In Mow WC(eds.)Basic Orthopaedic biomechanics Raven Press p93-142,199112. Erkson(eds.): Bone Histomorphometry. Raven Press,New York,1994

三、骨的形态计量学

骨的形态计量常用于对骨松质进行形态定量,骨样本先需经脱钙或非脱钙处理。非脱钙骨样本的优点是可用于区别钙化骨和类骨质。如在活体上(如用四环素)萤光标记后,可对骨的改建速率进行定量。常用的形态定量指标包括骨组织、骨细胞、钙化骨质和类骨质及其相对参数。13. Mueller R,Ruegsegger P: Micro-tomographic imaging for the nondestructive evalua-tion of trabecular bone architecture. In: Lowet G et al(eds.)Bone Research Biomechanics,IOS Press,p61-79,1997最新的高分辨力QCT可不经组织切片处理对完整骨小样本进行骨质形态计量分析和三维重组。14. 郭世绂:骨质疏松。朱宪藜主编的《代谢性骨病学》。天津科学技术出版,p262-323,1989

四、骨代谢的生物化学

与骨的形态与生物力学研究不同,骨的生物化学除可对骨样本的化学成份进行定量外,11. Hayes WC: Biomechanics of cortical and trabecular bone: Implications for assessment of fracture risk. In Mow WC(eds.)Basic Orthopaedic biomechanics Raven Press p93-142,1991可通过对血和尿液中有关反映骨细胞和破骨细胞的活性的化学成份进行检测,反映的是整体骨质代谢的情况。其中包括血清中反映成骨细胞活性的龄性磷酸酶和尿液中反映破骨细胞活性的使骨胶原分解的尿羟脯氨酸等。11. Hayes WC: Biomechanics of cortical and trabecular bone: Implications for assessment of fracture risk. In Mow WC(eds.)Basic Orthopaedic biomechanics Raven Press p93-142,199115. Sowers MF,Aron D,Burns T et al: Bone mineral density and its change in whitewoman: estrogen and vitamin D receptor genotypes and their interaction. J Bone Miner Res12(1): 295,1997

五、骨质与遗传基因

许多的研究表明,骨骼生长发育与遗传基因有关。骨质流失的快慢是否也与遗传基因相关,是目前研究的热门。有关的基因包括维他命D受体、雌激素受体和一型胶原基因的亚型。16. Grant SFA: Reduced bone density and osteoporosis associated with a polymorphic Sp l binding site in the collegen type I alpha l gene. Natures genetics 14: 203-205,1996基因是否影响骨质的改建,实质上取决于它们与骨质密度改变的速率的相关性高低。同时在临床上,也取决于它们与老年性骨折发生的相关性。确定相关的基因指标将有利于今后有意识通过适量运动锻炼、营养等有利健康的自然因素,来提高骨质的质数和预防骨质疏松。

上述方法学都可以不同程度的应用于运动解剖学对骨质和形态结构的研究中。今后争取多学科的合作,最大限度利用各方资源、技术和专业知识,将有助于我们的研究和教学不断深入。研究内容包括不同运动负荷或锻炼对骨的生长发育的影响、缺乏运动或失重情况下中所引致的副作用,以及有效的预防方法等,从而协助制定适合各年龄和性别特点的增强骨质和预防骨质疏松的适宜和适量运动。此外,适量运动还具有改善心血管系统功能、神经肌肉的协调、平衡能力以及心理素质等功效。

参考文献

1. 秦岭、 陈启明、 本彤朗、 郭霞: 用QCT 对骨密质和骨松质矿物含量分别定量和预测其力学特性的比较研究。 中华骨科杂志17 (1): 66-70, 1997

2. Affentranger B, Bauis F, Qin L et al: Mechanical properties fo cancellous and cor-tional bone after long term Ibandronate closing in Beaghe doss. Bone 17 (6): 604, 1995

3. Rueggegger R. Bone Density measurement. In: Broll H and Dambarches MB (eds):Osteoporosis: A guide to Diagnosis and Treatment. Reumatology, Basel, Karger. 18: 103-116, 1996

4. 时光达:骨密度测量方法。时光达、 陈宝兴主编的 《实验骨伤科学》,人民卫生出版社,333-339页,1993

5. Njeh CF, Boivin CM, Langton CM: The role of ultrasound in the assessment of osteo-porosis: A review. Osteop Int 7: 7-22, 1997

6.Link TM,Majumadar S,Lin JC et al. A comparative study of trabecular bone proper-ties in the spine and femur using high resolution MRI and CT. J Bone Miner Res 13(1):122-132,1998

7.Van Rietbergen B,Weinans H,Hriskes R:Prosperts of computer models for the pre-diction of osteoporotic bone fracture risk. In:Laret G et al(eds.)Bone Research in Biome-chanics. IOS Press,p25-32,1997

8. Weinans H, Sumner DR: Finite element analysia to study periprosthetic bone adapta-tion. In: Lowet G et al (eds.) Bone Research in Biomechanies. IOS Press, p3-16, 1997

9. 秦岭:不同性质负荷对指骨形态的影响。中国解剖学通报第7卷增刊,153-154页,1984

10. Kaplan FS, Hanges WC, Keaveny TM et al: Form and function of bone. In: Simon SR (eds.) Orthopaedics Basic Science. American Academy of Orthopaedic Surgeons, p127-184, 1994

11. Hayes WC: Biomechanics of cortical and trabecular bone: Implications for assessment of fracture risk. In Mow WC (eds.) Basic Orthopaedic biomechanics Raven Press p93-142, 1991

12. Erkson (eds.): Bone Histomorphometry. Raven Press, New York, 1994

13. Mueller R, Ruegsegger P: Micro-tomographic imaging for the nondestructive evalua-tion of trabecular bone architecture. In: Lowet G et al (eds.) Bone Research Biomechanics, IOS Press, p61-79, 1997

14. 郭世绂:骨质疏松。朱宪藜主编的《代谢性骨病学》。天津科学技术出版, p262-323,1989

15. Sowers MF, Aron D, Burns T et al: Bone mineral density and its change in white woman: estrogen and vitamin D receptor genotypes and their interaction. J Bone Miner Res12 (1): 295, 1997

16. Grant SFA: Reduced bone density and osteoporosis associated with a polymorphic Sp l binding site in the collegen type I alpha l gene. Natures genetics 14: 203-205, 1996

1.4 运动心脏重塑的形态结构基础与细胞调节机制

常 芸 林福美

国家体委科研所 100061


近年随着运动心脏研究的深入,尤其心脏内分泌功能的发现,对运动心脏结构与功能的发生与发展过程有了新的认识。同时,也提出了运动心脏结构与功能重塑及运动心脏重塑过程中细胞内钙的介导作用问题。为此,本文拟建立运动心脏的实验动物模型,采用计算机显微图象分析技术、电镜与免疫电镜技术、光扫描共聚焦显微镜与新一代钙荧光指示剂Fluo-3/AM的技术及放射免疫测定技术,对实验大鼠心房与心室肌细胞超微结构、毛细血管及代谢酶类进行了形态计量分析和心房肽免疫细胞化学分析,并对心肌活细胞内具有生物活性的游离钙的动态变化进行了研究,以期了解运动心脏结构与功能重塑中的形态结构基础和细胞调节机制。结果显示:

(1)运动心肌细胞中线粒体数密度增高,线粒体内膜和嵴的表面积密度和体积密度增加,线粒体与肌原纤维的比值增加;

(2)运动心肌细胞周围的毛细血管数密度增高,毛细血管内皮细胞中微饮小泡增高,毛细血管腔的表面积密度和体积密度增加,毛细血管到心肌细胞线粒体的距离缩短;

(3)运动心肌细胞中有氧代谢酶类水平增高;

(4)不同部位心肌组织细胞对耐力训练的适应性存在差异,左室优于右室,内膜下心肌组织细胞是运动心脏的易损部位;

(5)耐力训练可产生心脏内分泌的适应性改变,不但心钠素产生的功能结构增多,心钠素合成过程加强,而且心钠素的分泌与非调节性释放过程增强,血浆心钠素水平增高;

(6)运动心脏心房细胞中特殊颗粒的增多,心房多肽免疫细胞化学活性的增强及心房肌组织中心房多肽含量的增高,构成了心钠素产生与分泌增加的形态结构基础,亦是运动心脏功能增强的重要机制之一;

(7)运动心脏可保持细胞内钙稳态,心肌收缩时收缩结构钙可获得量增多,是运动心脏心肌收缩性增强的重要机制之一;

(8)运动心肌细胞内游离钙的增多对于运动心脏肥大的发生也起重要的介导作用,而且,运动心肌细胞内游离钙的改变是一种可逆性变化。

关键词: 运动心脏重塑 超微结构 显微图象分析 细胞内游离钙 激光扫描共聚焦显微镜