目的:随着人类生活水平的不断提高,人类饮食习惯及生活、工作方式的改变,导致肥胖引起的代谢综合征呈现逐年上升趋势[1]。这样以来,单纯由肥胖所导致的并发症及死亡率总体上呈上升趋势[2]。肥胖状态可以导致一些慢性疾病的发生,这些疾病多数与慢性炎症相关。肥胖也逐渐被认为是一种慢性炎症。然而首次把炎症与肥胖联系起来的,是Hotamisligil[3]等在研究中发现在脂肪组织中有TNF-α(Tumor Necrosis Factor-α,肿瘤坏死因子-α)的表达,在肥胖者中TNF-α的水平明显升高。实验证明,脂肪组织的慢性炎症是联系肥胖和代谢类疾病(如胰岛素抵抗和二型糖尿病)的关键所在[4]。骨折的愈合过程中是正常生理性炎症在发挥积极作用。大部分正常的生理性炎症反应对机体是有益的,是机体重要的防御反应。由于细菌入侵或其它因素导致的慢性炎症反应,对机体是有害的,骨折愈合也受到不同程度的影响。由感染导致的慢性持续性炎症可以刺激破骨细胞,从而对骨折愈合造成影响。但是,目前慢性炎症对成骨细胞的分化及形成的影响却研究却较少,特别是在肥胖状态下的慢性炎症对骨折愈合的影响,目前国内外研究较缺乏,而此类研究却对指导临床实践具有一定的指导意义。TNF-α在一定程度上抑制了成骨细胞,细胞实验已得到证实。但是TNF-α对成骨细胞的抑制作用机理尚不明确,而且关于此类研究的动物实验较为罕见。BMP-Smad通路在成骨细胞分化诱导中起着至关重要的作用。BMP-2(Bone Morphogenetic Protein-2 BMP-2)是目前诱导成骨活性最强的骨形态蛋白家族中的一员。那么,肥胖对骨折愈合的影响,以及慢性炎症状态下产生的炎症因子TNF-α是否与骨的分化形成中重要转导通路中的Smad1存在相关性,是我们此次研究的重点。我们开始关注肥胖带来的一系列病理生理问题是否会影响到成骨细胞的分化,从而影响到骨折愈合过程,目前此方面研究较少,国内外尚缺乏相关研究,这也是本课题的研究意义所在。通过高能量饮食诱导建立肥胖大鼠模型,并观察骨折愈合过程中的影像学改变,组织学改变,骨痂局部成骨细胞分化标志物的变化以及血清中炎症因子的变化,从而了解炎症因子TNF-α对骨折愈合过程中BMP-Smad信号转导通路中Smad1表达的影响。方法:选SD(Sprague Dawley)雄性大鼠80只,从中抽取50只作为实验组,高能量饲料喂养;把抽取后剩余的30只作为对照组,普通饲料喂养。通过对大鼠Lee’s指数的测定,选取出造模成功的实验鼠。同时对实验组及对照组大鼠实施骨折模型建立,并在随后的1、2、4、6周,每个时间点每组各取6只大鼠,测量大鼠血清中的TNF-α值,通过X线及病理切片观察骨折愈合情况,免疫组化测量Smad1的变化。经过统计学分析TNF-α和Smad1表达的影响关系。结果:肥胖模型造模成功率为64%,影像学和病理学结果同时显示,实验组大鼠的骨折愈合速率整体要慢于对照组;实验组与对照组TNF-α值总体有统计学差异(F=18.842,P<0.001),并且实验组TNF-α值高于对照组;实验组与对照组Smad1免疫组化OD(Optical Density,光密度值)总体有统计学差异(F=146.593,P<0.001),实验组Smad1免疫组化OD值整体要低于对照组;Smad1表达与TNF-α间存在负相关关系(Pearsons,r=-0.804,P<0.001)。结论:(1)肥胖大鼠的骨折愈合速度要慢于正常大鼠,肥胖可能是造成骨折速度减慢的原因;(2)肥胖组4个时间点的血清中TNF-α值均高于正常组,证明肥胖是一种慢性持续性炎症状态;(3)肥胖组的OD值整体低于正常组,说明了肥胖本身会导致Smad1的低表达;(4)炎症因子TNF-α与Smad1的OD值呈负相关关系,说明了在肥胖状态下,骨愈合速度减慢有可能是与TNF-α高表达相关,有可能存在抑制作用。