Adipositas als Risikofaktor für Stoffwechsel- oder kardiovaskuläre Erkrankungen ist allgemein akzeptiert, wohingegen der Einfluss von Fetternährung auf den Knochenstoffwechsel weiterhin kontrovers diskutiert wird. Ziel der vorliegenden Studie war es, den Einfluss der Fetternährung auf die Knochenstruktur und den Knochenstoffwechsel im Mausmodell grundlegend zu untersuchen. Über 23 Wochen wurden 13 vier Wochen alte C57BL/6J Mäuse mit einer high-fat diet (60% der umsetzbaren Energie aus Fett) oder einer Standarddiät (10% der umsetzbaren Energie aus Fett) gefüttert. Der Knochenstatus der Tiere wurde mittels Knochendichtemessungen (DXA-Messung), enzym- und immunhistologischer Untersuchungen, histomorphometrischer Untersuchungen sowie durch Transmissionselektronenmikroskopie und real-time RT-PCR ermittelt. Zur statistischen Auswertung der experimentellen Ergebnisse wurde der Mann-Whitney-Test angewendet, wobei p = 0,05 als Signifikanzniveau festgelegt wurde. Die DXA-Messungen zur Bestimmung der Knochenmineraldichte ergaben keine signifikanten Unterschiede zwischen den Versuchsgruppen. In den histologischen Untersuchungen zeigte sich ein Unterschied in Struktur und Größe der Trabekel sowie im Verlauf der Lamellen innerhalb der Trabekel in der fetternährten Gruppe. Eine signifikante Reduktion (p = 0,026) der Trabekelfläche konnte histomorphometrisch im distalen Femur nach Fetternährung gemessen werden. Die Osteoblasten und Osteoklasten, die mittels enzymhistochemischer Methoden markiert waren, wiesen keine lichtmikroskopischen Unterschiede auf. Im Transmissionenelektronenmikroskop waren bei der Versuchsgruppe die Zellkontakte der Osteoblasten an der Trabekeloberfläche deutlich verändert. Weiterhin wurde bei der Versuchsgruppe ein verminderter Osteoidsaum festgestellt. Auf molekularer Ebene wurde eine signifikante Reduktion in der Kollagen-1 Expression sowohl im Humerus (p = 0,002) als auch im Wirbelkörper L3 (p = 0,004) der Versuchsgruppe gezeigt.Die Ergebnisse dieser Studie weisen mittels zell- und molekularbiologischer Methoden nach, dass eine fettreiche Ernährung einen negativen Einfluss auf den Knochenstatus hat. Die Befunde stehen damit im Einklang mit biomechanischen (Ionova-Martin et al. 2010), molekularbiologischen (Xiao et al. 2010) und µCT-Analysen (Cao et al. 2009; Cao et al. 2010; Patsch et al. 2011), die ebenfalls einen negativen Einfluss einer fettreicher Diät im Mausmodell zeigen konnten. Diese experimentellen Daten bestätigen den im klinischen Alltag bekannten Einfluss von Adipositas auf das Frakturrisiko. Sie weisen darauf hin, dass das Frakturrisiko als Folge der Adipositas nicht nur durch die mangelnde Koordinationsfähigkeit übergewichtiger Patienten bedingt ist, sondern wahrscheinlich auch durch molekularbiologische Prozesse im Knochenstoffwechsel beeinflusst wird.
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