Knochenmatrixanalyse des Wirbelkörpers L3 am senilen Rattenmodell der Osteoporose

Abstract

Bei der Osteoporose handelt es sich um eine systemische Skeletterkrankung, der ein Ungleichgewicht im Knochenmetabolismus zugrunde liegt. Die Folge ist eine Imbalance zwischen Knochenabbau und Knochenaufbau zugunsten der Knochenresorption, die mit einer verminderten Knochenmineraldichte einhergeht. Bisher war das bilateral ovarektomierte Rattenmodell das Tiermodell der Wahl in der Osteoporose-Forschung. Die Versuche wurden meist an Jungtieren ohne Berücksichtigung metabolischer Einflussfaktoren der Osteoporose durchgeführt. Das Hauptziel dieser Dissertation war daher die Etablierung eines senilen Rattenmodells zur Analyse knochenhistologischer Veränderungen im Rahmen einer metabolisch und endokrin induzierten Osteoporose. Hierfür wurden 35 weibliche Sprague-Dawley-Ratten im Alter von 45–48 Wochen in fünf Versuchsgruppen aufgeteilt (Kontrollgruppe (K), Scheingruppe (Sch), bilaterale Ovarektomiegruppe (OVX), Gruppe mit Kalzium- und Vitamin D-armer Diät (D) und Gruppe mit Kombination aus bilateraler Ovarektomie und Diät (OVXD)). Nach dreimonatiger Behandlung wurden die Tiere euthanasiert und Schnitte der Wirbelknochen L3 histologisch ausgewertet. Neben der Knochenfläche wurden auch Knochenzellpopulationen (Osteoblasten, Osteoklasten, Osteozyten) mit verschiedenen Färbemethoden analysiert. Mit der histomorphometrischen Untersuchung sollte überprüft werden, ob eine Kombinationsbehandlung aus bilateraler Ovarektomie und Multidefizienzdiät (OVXD) zur Herbeiführung eines osteoporotischen Knochenstatus geeigneter ist als eine alleinige bilaterale Ovarektomie (OVX) oder Multidefizienzdiät (D). Tiere der OVXD- und D-Gruppe zeigten eine verminderte Knochenfläche. Zusätzlich wies die OVXD-Gruppe eine verminderte mineralisierte Knochenfläche auf. Parallel dazu war in der D- und OVXD-Gruppe eine reduzierte Gesamtosteozyten-Anzahl, eine erhöhte Osteoklasten-Anzahl und -Aktivität und ein erniedrigter, relativer Osteocalcin-Gehalt nachweisbar. Die beobachtete Mineralisationsstörung und die in Richtung eines erhöhten Knochenkatabolismus deutenden Veränderungen der Zellzahlen von Osteozyten, Osteoklasten und Osteoblasten bildeten einen osteoporotischen Knochenstatus ab. Die vorliegenden Daten belegen, dass das vorgestellte senile Rattenmodell mit einer metabolisch und endokrin ausgelösten Osteoporose als Tiermodell für zukünftige Studien zur Osteoporose geeignet ist.