Επίδραση της καλσιτονίνης στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά, στην οστική πυκνότητα και στην μηχανική αντοχή φυσιολογικών οστών αναπτυσσόμενων αρρένων επιμύων

Abstract

Although continuous progress has been accomplished in the field of osteoporosis study, the incidence of juvenile osteoporosis and its correlation with postmenopausal osteoporosis remains more or less unknown.PURPOSEThe purpose of this study was to explore the effect of salmon calcitonin on the geometry and bone density of normal, growing rats during the late pubescent period of life, the role of the duration and dose of the treatment, and the effect of discontinuation of the administration of calcitonin on these parameters.MATERIAL-METHODSSixty rats aged 8 weeks at the beginning of the experiment were allocated into 6 groups with 10 animals in each group. All treated animals received 5 IU of salmon calcitonin subcutaneously every day, a high daily dose of calcitonin in the rat model for three different periods (6 weeks -20 weeks- 20weeks and the animals remained untreated until the completion of 26 weeks) whether untreated rats received normal solution for relevant periods. The bone density was evaluated by means of pQCT, the dimensions of the bones were measured using a Vernier calliper whether the mechanical strength and stiffness were measured by means of the Karl-Frank mechanism.RESULTSIn contrast with short period treatment,following an administration of a high daily dose of calcitonin for a longer period, the mean volumetric bone density and the mean weight of calcitonin treated rats were statistically significant higher than placebo treated animals although these changes did not remained after discontinuation of therapy The mean diameter of long term calcitonin treated rats was greater than this of placebo treated animals at a level of statistical significance even following the discontinuation of calcitonin injections The mean wide and narrow external and internal diameter of the femur, the mean length of the femur and the mean thickness of femur cortex did not reveal significant changes between both groups throughout the experiment. The thickness of the epiphyseal plate remained significantly larger throughout the experiment and after discontinuation of the therapy compared with the placebo group. In contrast the mean width of the upper tibial epiphyseal plate and the mean height of the perichondrial ring of calcitonin treated animals was not statistical significant different with this of the control group throughout the experiment.CONCLUSIONOur study suggested that the long-term daily administration of salmon calcitonin in growing rats has a beneficial effect on the volumetric bone density, the outer diameter of femur, the mean thickness of femur cortex, the width of the epiphyseal plate and also on the longitudinal growth of long bones of growing animals. These benefits of subcutaneous calcitonin therapy on growing rat need to be confirmed in other experimental models of growing skeletons and also in humans especially in the field of preventive therapy of postmenopausal osteoporosis.

Παρά την εκτεταμένη πρόοδο στη μελέτη της οστεοπόρωσης στους ενήλικες παραμένει άγνωστος ο επιπολασμός της νόσου σε μικρότερες ηλικίες, η συσχέτιση της με τη νόσο των ενηλίκων καθώς και αν η προληπτική θεραπευτική παρέμβαση σε μικρή ηλικία θα είχε ως αποτέλεσμα την αποφυγή του φαινόμενου της μετεμμηνοπαυσιακής οστεοπόρωσης.ΣΚΟΠΟΣΣκοπός της πειραματικής αυτής μελέτης ήταν να εξετάσει την επίδραση της δόσης και της διάρκειας χορήγησης της καλσιτονίνης πάνω στη μηχανική αντοχή ,τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά και την οστική πυκνότητα φυσιολογικών αναπτυσσόμενων επιμύων καθώς επίσης και να ερευνήσει το αποτέλεσμα της διακοπής της χορήγησης του φαρμάκου στους προαναφερθέντες παράγοντες.ΥΛΙΚΟ-ΜΕΘΟΔΟΣΧρησιμοποιήθηκαν 60 άρρενες επίμυες ηλικίας 2 περίπου μηνών που χωρίστηκαν σε 6 ισότιμες ομάδες. Σε τρεις ομάδες χορηγήθηκε υψηλή δόση καλσιτονίνης ( 5 IU ) υποδορίως για διαφορετικά χρονικά διαστήματα (6 εβδομάδες-μικρή διάρκεια χορήγησης /20 εβδομάδες-μακρά διάρκεια χορήγησης/ 20 εβδομάδες με διακοπή του φαρμάκου και θυσία των επίμυων την 26 εβδομάδα.)ενώ στις άλλες τρεις που αποτέλεσαν τις ομάδες ελέγχου χορηγήθηκε φυσιολογικός ορός για αντίστοιχα χρονικά διαστήματα. Η οστική πυκνότητα εκτιμήθηκε με τη μέθοδο pQCT , οι γεωμετρικές παράμετροι των οστών με τη μέθοδο Vernier ενώ η μηχανική αντοχή τους χρησιμοποιώντας το μηχάνημα Karl -Frank ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Σε αντίθεση με τη χορήγηση χαμηλών δόσεων, μετά τη χορήγηση υψηλών δόσεων καλσιτονίνης για μεγάλο χρονικό διάστημα, τόσο η ογκομετρική οστική πυκνότητα όσο και το βάρος των επίμυων ήταν στατιστικά σημαντικά υψηλότερα στην ομάδα καλσιτονίνης σε σχέση με την ομάδα ελέγχου χωρίς ωστόσο τα θετικά αποτελέσματα να παραμείνουν και μετά διακοπή του φαρμάκου. Η μέση διάμετρος του μηριαίου των υπό θεραπεία με καλσιτονίνη αρουραίων αυξήθηκε σημαντικά και μάλιστα σε στατιστικά σημαντικό επίπεδο σε σχέση με την ομάδα ελέγχου ακόμη και μετά το τέλος της θεραπείας( αντίδραση περιοστέου- modeling effect). Το μέσο μήκος του μηριαίου, η μέση τιμή της ευρείας και στενής εξωτερικής και εσωτερικής διαμέτρου του μηριαίου καθώς και το μέσο πάχος του φλοιού του μηριαίου δεν παρουσίασαν σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων. Το μέσο πάχος της επιφυσιακής πλάκας του μηριαίου των αρουραίων που λάμβαναν καλσιτονίνη ήταν σημαντικά μεγαλύτερο σε σχέση με το αντίστοιχο της ομάδας ελέγχου ακόμη και μετά το τέλος της θεραπείας. Αντίθετα δεν προέκυψαν σημαντικές διαφορές αναφορικά με το πλάτος της επιφυσιακής πλάκας και του ύψος του περιχόνδριου δακτυλίου σε όλη τη διάρκεια της μελέτης μεταξύ των δύο ομάδων. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΗ μελέτη μας ανέδειξε τη θετική επίδραση μακροχρόνιας χορήγησης καλσιτονίνης στον αναπτυσσόμενο οργανισμό ενός επίμυ στην αύξηση της ογκομετρικής οστικής πυκνότητας, της εξωτερικής διαμέτρου και του μέσου πάχους του φλοιού του μηριαίου, του πάχους του συζευκτικού χόνδρου καθώς επιβεβαίωση τους σε άλλα πειραματικά μοντέλα αναπτυσσόμενων σκελετών καθώς και τη διερεύνηση πιθανής επέκτασης τους στον ανθρώπινο σκελετό, κυρίως στην προληπτική θεραπεία της μεταεμμηνοπαυσιακής οστεοπόρωσης.