gms | German Medical Science

Fragestellung: In unserer stetig alternden Bevölkerung steigt die Prävalenz der Osteoporose als systemische Knochenerkrankung und ihre assoziierten Frakturen immer weiter an. Pathophysiologisch bleiben auf zellulärer Ebene viele Fragen weiter unklar. Fehlregulation des RANK-L/ OPG- Systems stellt dabei jedoch einen wichtigen Einfluss dar. Die detaillierte Analyse der osteozytären RANK-L/ OPG Expression während Defektheilung kann das Verständnis des Heilungsverlaufs weiter verbessern.

Methodik: 31 weibliche Merino-Landschafe wurden in 4 Versuchsgruppen randomisiert:

1.

unbehandelte Kontrollgruppe (K, n=8),

2.

bilaterale Ovarektomie (OVX, n=7),

3.

OVX + Kalzium- und Vitamin D- arme Diät (OVXD, n=8),

4.

OVXD + Methylprednisoloninjektionen im zweiwöchentlichen Rhythmus (OVXDS, n=8).

Zu Versuchsbeginn 0 Monate (M) sowie zum Zeitpunkt 3M wurden in den Beckenkämmen der Versuchstiere Bohrlochdefekt mit einem Durchmesser von 7,5mm und einer Länge vom 20mm produziert. Nach insgesamt achtmonatiger Standzeit konnten die Heilungszeiträume 5M und 8M untersucht werden. Histomorphometrische wurden die Anteile der mineralisierten Matrix (TOT), des Osteoids sowie der knorpligen Matrix(TCT) bestimmt. Immunhistochemisch konnten die Signalmoleküle RANK-L und OPG angefärbt werden und mittels Silbernitrat-Gegenfärbung die spezifische Expression der Osteozyten quantifiziert werden.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die histomorphometrische Messung des TOT zeigte in der K, OVX und OVXD Gruppe zum Zeitpunkt 8M größere Werte als nach 5M, OVXDS zeigte gegenteiliges Verhalten. Im Kontrast zu K und OVX war der Anteil des Osteoids in OVXD und OVXDS zum Zeitpunkt 8M größer als nach 5M. Zum Zeitpunkt 8M konnten in OVXDS Knorpelüberreste gezeigt werden. Die spezifische RANK-L-positive Fläche der Osteozyten war in der OVXDS Gruppe signifikant am größten. Das regulatorische Verhältnis der RANK-L und OPG-Expression zeigte die signifikant größten Werte zum Zeitpunkt 8M in OVXDS. Auch in OVX und OVXD waren die Quotienten zum Zeitpunkt 8M signifikant größer als nach fünfmonatiger Heilung, in den absoluten Werten jedoch weit geringer als in OVXDS. Einzig K zeigte nach 8M kleinere Werte als nach 5M.

In dieser Studie konnte eindrücklich die RANK-L -Überexpression der Osteozyten in der OVXDS Gruppe zum Zeitpunkt 8M nachgewiesen werden. Das zelluläre Gleichgewicht ist demnach auch während der Defektheilung in Richtung Katabolismus verschoben. Schon in der Histomorphometrie konnte anhand der Anteile des TOTs und Osteoids sowie den verbliebenen Knorpelresten in TCT ein gestörter Heilungsverlauf aufgedeckt werden. In Zusammenschau der Ergebnisse kann nach achtmonatigem Heilungsverlauf in OVXDS sowohl auf zellulärer Ebene als auch in der Extrazellulärmatrix ein insuffizienter Heilungsverlauf im Sinne einer Pseudarthrose gezeigt werden.

Die Analyse von in vivo Fluoreszenzmarkierungen in den Lakunen der Osteozyten befindet sich gerade in Arbeit und wird die intrinsiche osteoblastische Aktivität der Osteozysten visualisieren und quantifizieren.