gms | German Medical Science

Einleitung: Osteoporose und assoziierte Frakturen stellen ein erhebliches und zunehmendes Gesundheitsrisiko dar. Die multifaktoriellen Ursachen sind bislang nicht vollständig untersucht. Melatonin, das Hormon der Pinealdrüse, scheint einen Einfluss auf den Knochenmetabolismus zu haben und die Gabe von Melatonin konnte in einem Mausmodell die Knochendichte erhöhen. Ziel dieser Studie ist es, den Einfluss einer Pinealektomie (Px) zusammen mit einer Entfernung der Ovarien auf die Knochendichte sowie Mikroarchitektur am Schafmodell zu untersuchen, mit dem langfristigen Ziel der Entwicklung eines Grosstiermodells für Osteoporose.

Methoden: Zwanzig weibliche Schafe (3.1±0.5 Jahre) wurden zu Beginn der Studie neurochirurgisch pinealektomiert (Px, n=6), zusätzlich ovariektomiert (PxOvx, n=6) oder nicht behandelt (Kontrolle, n=8). Vor sowie 6, 9 und 12 Monate nach den Eingriffen wurden bicorticale Knochenbiopsien am Beckenkamm entnommen und Strukturparameter (BV/TV, Tb.N, Tb.Th, Tb.Sp) mittels micro-CT bestimmt. Weiterhin wurde am Radius die Knochendichte gemessen (pQCT) sowie Marker der Knochenresorption (Deoxypyridinolin) im Serum bestimmt. Alle Tiere wurden in einer Gruppe gehalten mit uneingeschränkter Bewegung, Tageslicht und standardisiertem Futter. Für die statistische Analyse wurden die Mittelwerte der Gruppen mit dem Mann-Whitney-Test verglichen (*: p<0.05).

Ergebnisse: Die Entfernung der Pinealdrüse wurde von allen Tieren ohne erkennbare Defizite und mit vollständiger Abnahme der nächtlichen Melatoninsekretion toleriert. Nach 6 Monaten zeigen alle Tiere eine Abnahme der Knochendichte am distalen Radius (Kontrolle: -5.3%, Px: -9.8%, PxOvx: -11.0%), die sich im weiteren Verlauf nicht ändert. Am Beckenkamm wird in der Px- und PxOvx-Gruppe eine signifikante Abnahme der BV/TV beobachtet (Kontrolle: +2.8%, Px: -13±9%*, PxOvx: -18±14%*), die sich nach 12 Monaten auf Ausgangswerte erholt. Auch die weiteren Strukturparameter zeigen eine intermittierende Abnahme der Trabekeldicke und -abstände. Verglichen zu Ausgangswerten wurden nach 6 Monaten erhöhte Deoxypiridonolin-Spiegel gemessen (Kontrolle: +1±63%, Px: +10±36%, Ovx+Px: +69±47%*), die im weiteren Verlauf wieder sinken.

Zusammenfassung: Die Änderungen der Knochenstrukturparameter ähnlich einer Osteoporose am Beckenkamm sowie die Abnahme der Knochendichte und Zunahme des Knochenresorptionsmarkers deuten auf einen Knochenverlust nach Pinealektomie hin. Dieser wurde teilweise durch die Ovariektomie verstärkt. Melatonin und die Pinealdrüse könnten somit auch beim Schaf einen Einfluss auf den Knochenmetabolismus haben. Diese Änderungen scheinen jedoch nur transient aufzutreten und möglicherweise durch unbekannte Mechanismen kompensiert. Die alleinige Pinealektomie oder in Kombination mit der Ovariektomie kann somit beim Schaf langfristig keine Osteoporose induzieren.