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Fragestellung: Osteoporose gewinnt zunehmend an Bedeutung in der alternden Gesellschaft. Die Erkrankung ist gekennzeichnet durch einen unausgewogenen Knochenmetabolismus. Ziel dieser Studie ist 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.

Methodik: Es wurden 14 Wochen alte weibliche Sprague-Dawley Ratten verwendet. Die Osteoporoseinduktion erfolgte aus einer Kombination von Multidefizienzdiät mit bilateraler Ovariektomie (OVX+Diät). Die histologische Auswertung wurde 0M, 3M und 12M (M=Monate, n=10 pro Standzeit je Gruppe) nach Osteoporoseinduktion durchgeführt. Als Kontrolle wurden Sham-operierte Ratten verwendet. Um die Osteoblasten- und Osteoklastenaktivität nachzuweisen, wurden die Alkalische Phosphatase und TRAP enzymhistochemisch gefärbt sowie knochenanabole und knochenkatabole EZM-Proteine immunhistochemisch dargestellt. Die histomorphometrische Auswertung erfolgte mit Hilfe der Bildbearbeitungssoftware ImageJ und GIMP, indem die Trabekeloberfläche, die gefärbte Oberfläche sowie die gefärbten Zellen analysiert wurden.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Trabekeloberfläche bei OVX+Diät war im Vergleich zur Sham-Gruppe zu allen Zeitpunkten signifikant erniedrigt (3M: p=0,027, 12M: p=0,012).

Die ALP-Färbung zeigte bei 3M in der Gruppe OVX+Diät einen höheren Anteil der gefärbten Oberfläche pro Trabekeloberfläche als in der Sham-Gruppe (p=0,006), während nach 12 Monaten kein Unterschied zwischen den Gruppen bestand. Die TRAP-Färbung ergab zu allen Zeitpunkten einen höheren Anteil gefärbter pro gesamte Trabekeloberfläche bei OVX+Diät (nicht signifikant). Tendenziell zeigte sich mit Zunahme der Standzeit eine Zunahme der gefärbten Oberfläche.

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.

Die Ergebnisse aus der ALP-Färbung sowie aus den immunhistochemischen Färbungen osteoanaboler Enzyme weisen auf einen veränderten Knochenanabolismus mit Zunahme des osteoporotischen Knochenstatus hin. Unausgewogener Knochenumbau zeigte sich überwiegend bei 12M, was auf eine langfristige Induktion hindeutet.

Um definieren zu können, ob es sich bei unseren Tieren um eine Osteoporose oder Osteomalazie handelt, finden derzeit noch weitere histologische und laborchemische Analysen statt.

Da auch die steroidinduzierte Osteoporose eine entscheidende Rolle spielt, entwickelte die Arbeitsgruppe zudem einen entsprechenden Knochenstatus in der Ratte (OVX+Steroid), um auch diesen Knochenmetabolismus zu analysieren und mit OVX+Diät zu vergleichen.