Die Osteoporose gewinnt in der alternden Gesellschaft zunehmend an Bedeutung. Die Erkrankung ist gekennzeichnet durch einen unausgewogenen Knochenmetabolismus. Ziel dieser tierexperimentellen Studie war es, die Unterschiede im Knochenmetabolismus im osteoporotischen Knochenstatus der Ratte zu definieren, indem sowohl die zelluläre Aktivität als auch die Zusammensetzung der extrazellulären Matrix analysiert werden sollte. Es wurden 14 Wochen alte weibliche Sprague-Dawley Ratten verwendet. Die Osteoporoseinduktion erfolgte aus einer Kombination von Multidefizienzdiät mit bilateraler Ovarektomie (OVX+Diät) zur Untersuchung einer postmenopausalen und senilen Osteoporose. Die histologische Auswertung wurde 0M, 1M, 3M, 12M und 14M (M=Monate, n=6 pro Standzeit je Gruppe) nach Osteoporoseinduktion durchgeführt. Als Kontrolle wurden Sham-operierte Ratten verwendet. Weiterhin erhielten einige weitere Tiere Steroidgaben kombiniert mit Ovarektomie (OVX+Steroid) zur Untersuchung einer steroidinduzierten Osteoporose. Diese Ratten wurden nach 3M euthanasiert und die histologischen Ergebnisse mit denen der postmenopausalen bzw. senilen Osteoporose verglichen. Um die Osteoblasten- und Osteoklastenaktivität nachzuweisen, wurden die alkalische Phosphatase und TRAP enzymhistochemisch gefärbt sowie knochenanabole und katabole EZM-Proteine immunhistochemisch dargestellt. Die histomorphometrische Auswertung erfolgte mithilfe der Bildbearbeitungssoftwares ImageJ und GIMP, indem die Trabekeloberfläche, die gefärbte Oberfläche sowie die gefärbten Zellen analysiert wurden. Die ALP-Färbung zeigte nach 3M und 14M in der Gruppe OVX+Diät einen signifikant höheren Anteil der gefärbten Oberfläche pro Trabekeloberfläche als in der Sham-Gruppe und somit eine erhöhte Osteoblastenaktivität, während nach 12 Monaten kein Unterschied zwischen den Gruppen bestand. Bei der Steroidgruppe wurde ein signifikanter Anstieg der Osteoblastenaktivität von 3M zu 12M beobachtet. Die TRAP-Färbung ergab zu allen Zeitpunkten einen höheren, nicht signifikanten Anteil gefärbter Oberfläche pro gesamter Trabekeloberfläche bei OVX+Diät und OVX+Steroid im Vergleich zur Sham-Gruppe, was für eine erhöhte Osteoklastenaktivität spricht. Tendenziell zeigte sich mit Zunahme der Standzeit eine Zunahme der gefärbten Oberfläche. Ein signifikanter Anstieg der Osteoklastenaktivität konnte von 3M zu 12M bei der Steroidgruppe beobachtet werden.Bei den immunhistochemischen Färbungen knochenanaboler Enzyme sah man bei OVX+Diät eine höhere Aktivität mit Zunahme der Standzeit sowie teilweise auch veränderte Lokalisationen. Im Gegensatz hierzu zeigten sich bei der Färbung knochenkataboler Enzyme kaum Aktivitätsunterschiede weder zwischen den Gruppen noch zu verschiedenen Standzeiten.Insgesamt zeigte sich bei der Diätgruppe überwiegend nach langen Standzeiten ein unausgewogener Knochenumbau, was darauf hinweist, dass eine Langzeitbehandlung notwendig ist, um eine klinisch relevante Knochenbrüchigkeit zu induzieren. Weiterhin ergaben sich aufgrund der Ergebnisse der IHC und Toluidinblaufärbung Hinweise auf einen veränderten Knochenanabolismus mit schlecht mineralisierten Trabekelbereichen bei OVX+D mit Zunahme der Standzeit. Der veränderte Knochenanabolismus mit der erhöhten Osteoblastenaktivität sowie die mindermineralisierte Knochenmatrix gelten als Kennzeichen einer Osteomalazie, die erhöhte Osteoklastenaktivität mit Zunahme der Standzeit als Kennzeichen einer Osteoporose. Da gerade bei älteren Menschen auch häufig aufgrund des weit verbreiteten Vitamin D-Mangels eine sogenannte Osteoporomalazie (Mischform aus Osteoporose und Osteomalazie) vorliegt, ist dieses Tiermodell ein durchaus realistisches Modell für die senile Osteoporose. Auch bei der Steroidgruppe sah man deutlich osteoporotische Veränderungen, sodass alle Tiermodelle als geeignete Osteoporosemodelle zur weiteren Untersuchung der Pathophysiologie und zur Austestung von Therapieoptionen sowie Optionen zur Unterstützung der Frakturheilung angesehen werden können.
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