增加骨密度功能评价方法(征求意见稿)及修订说明

1附件6：增加骨密度功能评价方法（征求意见稿）保健食品评价试验项目、试验原则及结果判定Items,PrinciplesandResultAssessment1试验项目：动物试验：分为方案一（补钙为主的受试物）和方案二（骨代谢有关的其它功效成份，如以内分泌调节等作用为主的不含钙或不以补钙为主的受试物）两种。方案二仅适用于每日钙摄入量在100mg以下的受试物，其它受试物均采用方案一。1.1体重1.2骨干重1.3骨钙含量1.4骨密度1.5骨组织病理形态2试验原则：2.3根据受试样品作用原理的不同，方案一和方案二任选其一进行动物试验。2.2所列指标均为必做项目。2.3样品使用未批准用于食品的含钙化合物，必须进行钙吸收代谢试验；样品使用属营养强化剂范围内的钙源及来自普通食品的钙源（如可食动物的骨、奶等），可以不进行钙吸收代谢试验。3结果判定3.1方案一：a)生长发育指标（体重、身长、股骨干重）中至少一项显著高于低钙对照组；b)股骨骨钙含量或骨密度显著高于低钙对照组，且病理学上（骨组织学结构或钙沉积）两方面结果中的任一方面优于低钙对照组；c)进行钙吸收试验时，钙吸收率显著高于低钙对照组，且高剂量组不低于相应钙含量的碳酸钙对照组。符合以上三项要求，可判定受试物具有“有助于增加骨密度功能”的作用。3.2方案二：受试物试验组的股骨骨钙含量或骨密度显著高于模型对照组，且骨组织形态学指标较去势模型对照组有显著性改善，方可判定受试物具有“有助于增加骨密2度功能”的作用。3增加骨密度功能检验方法MethodfortheAssessmentofIncreasingBoneDensityFunction有助于增加骨密度功能作用的检验方法根据受试样品作用原理的不同，分为方案一（补钙为主的受试物）和方案二（骨代谢有关的其它功效成份，如以内分泌调节等作用为主的不含钙或不以补钙为主的受试物）两种。方案二仅适用于每日钙摄入量在100mg以下的受试物，其它受试物均采用方案一。1.方案一1.1实验原理机体中的钙绝大部分储存于骨骼及牙齿中，若摄入钙量不足会影响机体和骨骼的生长发育。生长期大鼠在摄食低钙饲料的基础上补充受试含钙产品，与低钙对照组比较在促进机体及骨骼的生长发育，增加骨矿物质含量和增加骨密度功能上的作用，从而对受试物“有助于增加骨密度的功能”进行评价。1.2仪器和试剂1.2.1仪器：原子吸收分光光度计、骨密度仪（双能X线骨密度仪或固体密度仪）、精准卡尺、动物解剖器械、105℃烘箱1.2.2试剂：钙含量测定所需试剂（硝酸、高氯酸、氧化镧等）1.3实验方法1.3.1实验动物：出生4周左右的断乳SD大鼠，体重约60-80克，同一性别，每组至少10只。1.3.2基础饲料配方：同2003版《规范》（钙含量150mg/100g饲料）即低钙饲料。1.3.3动物分组及剂量设置：实验设三个剂量组，以人体推荐剂量的10倍为其中的一个剂量组，另设计两个剂量组；同时，设低钙对照组。1.3.4受试物给予途径及时间：经口灌胃给予受试物，低钙对照组灌胃给予配样溶剂（去离子水），灌胃量4为1ml/100g体重，每天1次。1.3.5.实验步骤及周期：出生4周的断乳大鼠经适应3-5天后，禁食16小时，称体重，按体重随机分组，分笼饲养。动物以基础低钙饲料喂养，并自由饮水（去离子水，以避免从饮水中获得钙）。喂养时间为4周。试验结束，取双侧股骨，右侧进行骨钙测定，左侧进行骨密度测定，取股骨或肱骨进行骨病理试验。1.4观察测量指标1.4.1生长发育指标：试验初，禁食16小时后，测定体重，量身长。以后，每周测量体重、身长一次，记录一周摄食量，计算食物利用率；实验末，（处死动物，剥离出双侧股骨）取其中双侧股骨，于105℃烤箱中烤至恒重，称量骨干重。1.4.2骨密度测定：（双能X线骨密度仪法/固体密度仪测定法）第一法：双能X线骨密度测定法取左侧股骨，双能X线骨密度仪扫描，测定整根股骨的BMD值（g/cm2）。第二法：固体密度仪测定法①实验原理：根据阿基米德定律（Archimedeanprinciple）,骨骼在空气和水中的重量之差即为固体在水中受到的浮力,也是骨骼排出水的重量，根据水的密度可求出所排出水的体积，该体积即为骨骼的体积，再由体积和骨骼在空气中的重量即可求出骨骼的密度。②仪器：固体密度测量仪（SARTORIUSAGLA120S，Germany产或其它型号固体密度测量仪）。③测量方法：将烘至恒重的左侧股骨样品放入仪器上部的测量杯里进行测定，得出股骨在空气中的重量，用1ml注射器将蒸馏水注满骨髓腔，然后用吸水纸将股骨表面水吸干，再将股骨样品放入盛蒸馏水的测量杯中进行称量（读数时间均控制在从股骨浸水开始计20秒左右），得到股骨在蒸馏水中的重量。据下式求出股骨密度：ρ（g/cm3）=)()()()(flafla式中:ρ为股骨的密度；W(a)为股骨在空气中的重量；W(fl)为股骨在蒸馏水中的重量；ρ(fl)为蒸馏水的比重。1.4.3骨钙含量测定：用原子吸收法或化学法对恒重的左侧股骨进行消化测定。1.4.3.1样品采集与制备51.4.3.1.1饲料样品经均匀混合并过20目筛，在烘箱中烘干，置干燥器中冷却后称重，磨细。注意防止在样品制备过程中的污染。1.4.3.1.2取大鼠一侧股骨在105℃烘箱中烘干至恒重后，置于三角瓶中进行消化。1.4.3.2样品消化根据样品中钙的含量，准确称取0.300~1.00克，置于150mL三角瓶中，上盖小漏斗，加入混合酸（硝酸：高氯酸=4：1）15~20mL，在电热板上加热消化直至冒白烟并透明无色。酸液不够时可以再加入少量混合酸。消化液透明无色后加数毫升去离子水，煮沸以赶除剩余的酸，重复两次，最后消化液的体积不超过1mL。消化样品时应同时作空白试验，加入与样品消化时相同体积的混合酸，在相同条件下消化。1.4.3.3测定按照原子吸收分光光度计仪器说明书的步骤进行。测定液、标准溶液和空白均用0.5%氧化镧溶液稀释，定容。1.4.4骨组织病理形态学检查：（详见附录1）取股骨或肱骨，经脱钙切片制片、染色后，镜下观察。1.4.4.1HE常规染色——观察骨结构完整性：观察指标：骨板及骨小梁（数量减少/变薄变细/间隙增宽/疏松断裂），破骨细胞（增多/减少），成骨细胞（增多/减少），及其他改变。评分计算：按评分标准，对各项观察指标打分，每只动物计算各项指标的总分。1.4.4.2茜素红染色——观察钙沉积情况：钙质沉积呈橘红色，其它呈复染色（淡绿色）。按评分标准打分。1.5钙吸收代谢实验：（详见附录2）样品使用未批准用于食品的含钙化合物，必须进行钙吸收代谢试验；样品使用属营养强化剂范围内的钙源及来自普通食品的钙源（如可食动物的骨、奶等），可以不进行钙吸收代谢试验。1.6数据处理及结果判定：1.6.1数据处理：实验数据采用方差分析，但需先进行方差齐性检验，方差齐，计算F值，F值F0.05，结论：各组均数间差异无显著性；F值F0.05，P≤0.05，再用各个实验组与低钙对照组的均数进行两两比较方法统计；对非正态或方差不齐的数据进行适当的变量转换，待满足正态或方差齐要求后，用转换后的数据进行统计；若变6量转换后仍未达到正态或方差齐的目的，改用秩和检验。1.6.2结果判断原则为：a)生长发育指标（体重、身长、股骨干重）中至少一项显著高于低钙对照组；b)股骨骨钙含量或骨密度显著高于低钙对照组，且病理学上（骨组织学结构或钙沉积）两方面结果中的任一方面优于低钙对照组；c)进行钙吸收试验时，钙吸收率显著高于低钙对照组，且高剂量组不低于相应钙含量的碳酸钙对照组。符合以上三项要求，可判定受试物具有“有助于增加骨密度功能”的作用。2方案二2.1实验原理雌性成年大鼠切除卵巢后，骨代谢增强，并发生骨重吸收（破骨）作用大于骨生成（成骨）作用的变化。这种变化表现为骨量丢失，经过一定时间的积累，可以造成骨密度降低模型。在建立模型的同时或模型建立之后给模型实验组大鼠补充受试样品，通过受试物抑制破骨或促进成骨等骨代谢调节作用，观察其在增加骨密度及骨钙含量的效果，从而对受试样品增加骨密度的功能进行评价。2.2实验动物3月龄SD成年雌性大鼠，去势手术前适应3-5天。2.3仪器和试剂2.3.1仪器：同方案一2.3.2试剂：同方案一2.4实验设计和实验剂量2.4.1去卵巢骨密度降低模型大鼠经腹腔注射30mg/kg•bw的戊巴比妥钠溶液麻醉，行去势手术，摘除双侧卵巢；另取部分大鼠行类似手术但不切除双侧卵巢，仅摘除部分脂肪。2.4.2动物分组及剂量设置实验设三个剂量组，以人体推荐剂量的10倍为其中的一个剂量组，另设计两个剂量组；同时，设溶剂对照组和假手术组，必要时可设阳性对照组（建议：雌二醇1.0mg/kg）。手术后大鼠经适应性饲养3-5天后分组，实验动物按体重随机分组，每组至少10只。2.4.3受试物给予和实验周期三个剂量组灌胃给予受试物，溶剂对照组和假手术组灌胃给予溶剂（去离子7水）。灌胃剂量为1ml/100g体重，每天1次。动物自由饮水和基础饲料（同原规范中的方案二）。喂养时间为12周。试验末取大鼠双侧股骨测定。2.5观察指标2.5.1体重：每周测量一次。2.5.2股骨干重、骨钙测定：同方案一，取右侧股骨进行原子分光光度仪分析。2.5.3骨密度测定：同方案一，取左侧股骨进行双能X线方法或是固体密度仪方法测定。2.5.4骨组织病理学检查：同方案一，取股骨或肱骨进行。2.6数据处理和结果判定实验数据采用方差分析，但需按方差分析的程序先进行方差齐性检验，方差齐，计算F值，F值F0.05，结论：各组均数间差异无显著性；F值≥F0.05，P≤0.05，用多个实验组和一个对照组间均数的两两比较方法进行统计；对非正态或方差不齐的数据进行适当的变量转换，待满足正态或方差齐要求后，用转换后的数据进行统计；若变量转换后仍未达到正态或方差齐的目的，改用秩和检验进行统计。结果判断原则为：受试物试验组的股骨骨钙含量或骨密度显著高于模型对照组，且骨组织形态学指标较去势模型对照组有显著性改善，方可判定受试物具有增加骨密度功能的作用。8附录1：骨组织病理检测方法1.原理动物骨组织通过化学固定剂（甲醛）的作用，较好地保存原有的形态结构，根据试验要求合理切取厚度0.5cm左右骨片，经脱脂、脱钙、脱水剂处理，以二甲苯透明及融熔石蜡浸渗，将组织包埋成蜡块。用切片机切成4～5μm左右的薄片，在温水中展平用载玻片贴上。经60℃烘烤后进行常规苏木素－伊红染色，使细胞核和细胞浆染上不同的颜色。或者切片脱蜡后，进行茜素红S特殊染色。因茜素红S与钙质形成的螯合物双折射为橘红色。最后用树胶封固后，以光学显微镜观察评价。2.仪器全自动脱水机、包埋机、切片机、全自动染色机、双筒电光源显微镜3.试剂与材料10％中性甲醛水溶液、无水乙醇、二甲苯、石蜡、苏木精、伊红Y、载玻片、盖玻片、三氯甲烷、甲酸－鳌合剂脱钙液、茜素红S液、醋酸液、淡绿液4.组织制片操作步骤4.1标本固定动物解剖后，取出股骨，去除表面软组织。在中性甲醛固定液固定两天，液体量一般为组织总体积的10～20倍。4.2脱脂流水冲洗30分钟后，放入三氯甲醛脱脂7小时，液体量一般为组织总体积的10～20倍，如果中间液体混浊，需更换。4.3脱钙甲酸－鳌合剂脱钙2天，液体量一般为组织总体积的20～30倍。4.4取材通过针戳、手掐、扭曲等方法来测定骨组织硬度，判断脱钙情况。股骨中间一分为二，分别做矢状（纵剖）切开，修切厚度约为5mm左右。4.5脱水及浸蜡流水冲洗约6小时后，乙醇脱水：经过50%→75%→85%→95%→100%，逐9步将组织块中的水分置换出来。4.6包埋使用熔点56℃的石蜡，用模具包埋后放在冷冻台或者4℃冰箱冷冻成型。4.7石蜡切片切片机将组织块切成4～5μm厚切片。4.8H.E染色（常规染色）脱蜡→染色→脱水透明→中性树胶封固。4.9特殊染色（Dahl-McGec-Russell茜素红S法）具体步骤详见附件1“骨组织特殊染色（Dahl-McGec-Russell茜素红S法）程序”。5．结果判定H.E观察指