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Fragestellung: Osteoporose ist eine multifaktorielle und altersabhänige Knochenstoffwechselstörung charakterisiert durch eine niedrige Knochendichte und eine verminderte Knochenqualität, welche zum erhöhten Frakturrisiko führt. Dringend erfordern osteoporotische Frakturen eine deutliche Verbesserung der Frakturbehandlung als auch eine Beschleunigung bei der Frakturheilung. Ziel dieser experimentellen Studie war es im Teilprojekt T1 des XXX 79 eine Induktion der unterschiedlichen Formen der Osteoporose und den damit einhergehenden Knochenstatus im Kleintiermodell möglich und reproduzierbar zu machen. Durch Knochendichtemessungen (DEXA) und molekularbiologischen Analysen sollten die Unterschiede bei der Induktion der differenten Osteoporoseformen herausgearbeitet werden.

Methodik: Geschlechtsreife weibliche Sprague-Dawley Ratten wurden randomisiert entweder einer Sham-Operation oder einer Ovarektomie (OVX) unterzogen. Zwei Wochen postoperativ wurden die ovarektomierten Ratten anschließend mit einer Altromin-Diät ernährt oder erhielten Injektionen von Steroiden (Dexamethason-21-isonicotinat). Bei der OVX+Diät und Kontrollgruppe wurden nach 0, 1, 3, 12 und 14 Monaten Daten erhoben und bei der OVX+Steroid Gruppe nach 0, 1 und 3 Monaten.

Mit Hilfe der DEXA-Messung wurden BMD (Bone Mineral Density) und BMC (Bone Mineral Content), Fläche und Körperfettanteil an verschiedenen Punkten des Skeletts (RIO=Wirbelsäule, Becken, Femur und Tibia) gemessen. Variationen im Bereich der mRNA wurden durch Analysen der Knochenmatrix (Kollagen 1 alpha 1, Tenascin C, Tsukushi, Matrilline), der Enzyme (MMP 9, MMP 14, Carboanhydrase) und der Rezeptoren (Integrine) durch Real-Time PCR (qRT-PCR) festgestellt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Verstärkte Zeichen einer Osteoporose in der OVX+Diät Gruppe weisen darauf hin, dass Östrogenmangel und Diät den höheren Effekt auf Entwicklung und Verlauf einer Osteoporose im Vergleich zur OVX+Steroid Gruppe haben. Bei den Sham-operierten Ratten wurde ein Anstieg der BMD im Zeitraum 0-12 Monaten mit leichtem Abfall nach 14 Monaten gemessen. Dahingegen wurde bei den OVX+Diät Ratten eine Abnahme des BMD mit einem T-Score unter -2,5 beobachtet. Eine Steigerung des Körperfettanteils wurde unabhängig vom angewandten Osteoporoseinduktor erfasst. Deutliche Variationen im Bereich der mRNA in den unterschiedlichen Gruppen im Verlauf konnten beobachtet werden. Die Ergebnisse sollen zur Qualitätssicherung und Etablierung eines osteoporotischen Kleintierversuchsmodells führen, dessen verschiedene Methoden im Anschluss auf ein Großtierversuchmodell übertragen werden und so zum besseren Verständnis der Pathophysiologie der Osteoporose führen sollen.