Ovariektomili dişi ratlarda kalsitonin ve östrojenin etkinliği

Abstract

1. ÖZET Osteoporoz, günümüzde yol açtığı fonksiyonel kayıplar, sosyal etkileri ve ekonomik maliyeti göz önüne alındığında en önemli kronik hastalıklar arasında yer almaktadır. Menopoz sonrası oluşan kemik kaybı başlıca gonadal fonksiyonlardaki kayıp ile ilişkilidir. Düşük kemik kütlesi ve osteoporozu olanların % 80 i kadınlardır. Günümüzde postmenopozal dönemde kemik kaybımn önlenmesi için çeşitli antirezorbtif ajanlar kullanılmaktadır. Ancak bu ajanların kemik metabolizması ve histomorfolojisi üzerine olan etkilerinin karşılaştırıldığı çalışma sayısı azdır. Bu çalışmada postmenopozal osteoporoz modeli oluşturulan ratlarda salmon kalsitonin ve östrojen tedavilerinin etkinliği araştırıldı. Üç aylık 60 dişi Wistar rat, ilki kontrol grubu, ikincisi sham öpere ve diğerleri de cerrahi ovariektomi olmak üzere 6 eşit gruba ayrıldı. Ovariektomiden 24 saat sonra ratlardan bir grup tedavisiz bırakıldı (ovx), bir gruba 17-p estradiol (OB) (30 mcg/kg/24 saat dozunda) subkutan uygulandı, diğer iki gruba da düşük doz kalsitonin (DDK) (MiacalcicOamp. Novartis-İlaç) (10 IU/kg/48 saat dozunda) veya yüksek doz kalsitonin (YDK) (20 IU/kg/48 saat dozunda) uygulandı. 6 haftalık süre sonunda tüm hayvanların DEXA kemik dansitometri tetkikleri yapıldı ve hayvanlar öldürüldü. Plazmada osteokalsin (OK), parathormon (PTH), kalsiyum (Ca) ve inorganik fosfat (İP) bakılmak üzere kan alındı. Ratlann femurlan da histomorfolojik inceleme için materyal olarak alındı. Östrojen düzeyi kontrol grubunda en yüksek, Ovx grubunda ise en düşük olarak ölçüldü. Kontrol grubuyla kıyaslandığında Ovx grubu ile DDK ve YDK gruplarında anlamlı derecede düşük (sırasıyla pO.001, p=0.001, p=0.003), OB tedavisi uygulanan grupta OVX, DDK ve YDK gruplarına göre yüksek bulundu(sırasıyla p=0.002, p=0.001, p=0.013). İnorganik fosfor düzeyleri Ovx grubunda kontrol ve sham öpere gruplarına göre yüksek (sırasıyla p=0.045, p=0.026) bulunurken, östrojen tedavisi ile fosfor düzeyinin düşmüş olduğu görüldü (p=0.023). Parathormon, osteokalsin ve kalsiyum düzeylerinde gruplar arasında anlamlı bir değişiklik gözlenmedi. Kemik dansitometrisi sonuçlarına göre Ovx sonrasında hem spine hem de femurda Kemik Mineral Yoğunluğu (KMY) değerlerinde azalma olmuştur (Ovx ile kontrol grubu karşılaştırması sırasıyla p=0.001, p=0.013 ve Ovx ile sham öpere grup 'karşılaştırması sırasıyla p=0.001, p=0.028). OB, DDK ve YDK uygulanan ratlann spine bölgesinde KMY değerlerinde artış bulundu. Femur bölgesi KMY değerlerinde de yükselme olmakla birlikte istatistiksel anlamlılığa ulaşmadı. Her üç tedavi grubunun aralarında ortalama KMY değerleri farklılık göstermemekteydi. Ovx'li ratlarda Relatif Trabeküler Kemik Hacmi (RTKH) değerlerinin, kontrol, sham öpere, OB, DDK ve YDK gruplarına göre belirgin olarak azaldığı tesbit edilmiştir (sırasıyla p<0.001, p=0.04, p=0.04 ve p=0.04). Trabeküler kemikte OVX sonrasında gelişen kaybın kalsitonin tedavisiyle tam olarak, östrojen tedavisi ile kısmen önlenmektedir. Ovx'li ratlarda MOH oram tüm gruplara göre daha yüksektir (Ovx-kontrol p=0.007, Ovx-sham öpere pO.001, Ovx-OB pO.001, Ovx- DDK pO.001, Ovx- YDK pO.001). Ovx ile birlikte artan kemik döngüsü ve yeni kemik oluşumu, hem OB hem de kalsitonin tedavisi ile baskılanmaktadır. Sonuç olarak, östrojen uygulamasının kemik rezorbsiyonunu baskıladığı ve KMY'nu koruduğu biyokimyasal, histopatolojik ve kemik dansitometrik tetkiklerle teyit edilmiştir. DDK ve YDK uygulamalarıyla da östrojene benzer olarak kemik rezorbsiyonunun inhibe edildiği, bunun yanısıra farklı olarakda trabeküler kemik hacminde Ovx grubuna göre bir artış olduğu bulunmuştur. Her iki doz arasında etki açısından bir farklılık ise bulunmamıştır. Bu yönüyle çeşitli nedenlerle postmenopozal osteoporoz tedavisinde östrojen tercih edilmeyen durumlarda kalsitonin önemli bir tedavi alternatifi olabilir. Anahtar Kelimeler : Rat, postmenopozal osteoporoz, kalsitonin, östrojen

2. ABSTRACT Osteoporosis is considered as one of the most important chronic disease because of its consequences such as functional loss, social impacts and economical cost. Postmenopausal bone loss is mainly related with the loss of gonadal functions. Eighty percent of the patients with low bone mineral density and osteoporosis are females. Various antiresorbtive agents are currently in use to prevent bone loss in postmenopausal period. However, there are only few studies comparing the effects of these agents on bone metabolism and histomorphometry. The purpose of this study is to investigate the efficacy of salmon calcitonin and estrogen treatment in a postmenopausal osteoporosis model of rats. Sixty 3-month-old female Wistar rats were divided into six groups in which the first group was the base group and the second was sham operated and the other four groups were surgically ovariectomized. After 24 hours of the ovariectomy, they were either untreated (Ovx) or subjected to S.C. injection 17-0 estradiol (E2) 30 mcg/kg/24hours or low-dose calcitonin (LDC) (Miacalcic®amp. by Novartis-Pharma used) 10 IU/kg/48 hours or high-dose calcitonin (HDC) 20 IU/kg/48 hours. At the end of the 6 week-period, bone density was measured by DEXA bone densitometry, and all animals were sacrified. Plasma was collected to measure osteocalcin (OC), estrogen, parathormon (PTH), calcium (Ca) and inorganic phosphate (iP) levels. The femurs of the rats were harvested for histomorphometric evaluation. Serum estrogen levels were highest in the base group and lowest in the Ovx group. It was lower in Ovx, LDC and HDC groups (consequently pO.OOl, p=0.001 and p=0.003) compared with the base group and higher in E2 group compared withthe Ovx, LDC and HDC groups (respectively p=0.002, p=0.001 and p=0.013). While iP levels were significantly high in Ovx group compared to the base and sham operated groups (respectively p=0.045 and p=0.026), it was observed that serum iP level has declined with E2 treatment (p=0.023). The levels of OC, PTH and Ca did not differ. BMD of the spine and proximal femur was found to be substantially lower in Ovx group on bone densitometry measurements (Ovx vs. base group p=0.001, p=0.013, respectively and, Ovx vs. sham operated p=0.001, p=0.028 (respectively). BMD of the spine seemed to be restored both with E2 and LDC and HDC treatments. Although there was also an increase in BMD of proximal femur, it was not statistically significant. The mean BMD values of the three groups did not differ. Relative trabecular bone volume (RTBV) rates were found to be lower compared with the base, sham operated, E2, LDC and HDC groups (respectively pO.001, p=0.04, p=0.04 and p=0.04). Trabecular bone loss due to Ovx has been prevented completely with calcitonin treatment and partially with E2 treatment. Absolute osteoid volume (AOV) rates in Ovx rats were higher than all of the other groups (Ovx vs. base p=0.007, Ovx vs. sham operated pO.001, Ovx vs. OB pO.001, Ovx vs. DDK pO.001, Ovx vs. YDK pO.001). Increased bone turnover and new bone formation with Ovx were depressed both with E2 and calcitonin treatments. In conclusion, it was approved by biochemical, histopathological and bone densitometry measurements that E2 treatment suppresses bone resorbtion and preserves BMD. LDC and HDC treatments also inhibit bone resorbtion and additionally an increase in TBV according to Ovx group is obtained. Thus, calcitonin provides an important alternative therapy in postmenopausal osteoporosis in situations that the E2 treatment is not preferred for different reasons. Key Words : Rat, postmenopausal osteoporosis, calcitonin, estrogen