Ação do paratormônio humano (1-34) no tecido ósseo de ratas osteopênicas
Data
2010-07-27
Autores
Costa, Rafael Pacheco da 
Orientadores
Katchburian, Eduardo
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Resumo
Introduction: Bone remodeling depends upon a variety of systemic and local factors. Systemic factors that have a direct effect include the parathyroid hormone which together with other factors maintains bone homeostasis. Biosynthetic human parathyroid hormone (1-34) [hPTH(1-34)] has been used to stimulate bone formation in patients with osteoporosis. However, the effects of hPTH (1-34) on bone tissue are not well unknown. Aim: The aim of this study was investigate the effects of the short-term intermittent treatment with hPTH (1-34) in different doses on bone constituents of osteopenic rats. Methods: Forty 6-month-old ovariectomized osteopenic rats were divided into four groups GI – group injected with saline solution (control); GII – group injected with 0.3μg/kg/day; GIII – group injected with 5μg/kg/day; GIV – group injected with 0.25 μg/kg 3 times per week. After one month of treatment the animals were sacrificed and the length and thickness of the femurs/tibias were measured. Measurements for sulfated glycosaminoglycans (GAGs), hyaluronic acid (HA) and physical and biomechanical properties (3-point bending) were conducted in unfixed/ fresh tissue. Biomechanical and physical properties were assessed from the tibias. Distal femurs were fixed in 4% formaldehyde (derived from paraformaldehyde) buffered with 0.1M sodium phosphate at pH 7.2 for 4 days. After decalcification in 25% formic acid (pH 2,0), the samples were processed for histology, histomorphometric analyses, histochemistry (Alcian blue pH 2.5 and pH 0.5 and Picro-sirius – polarization), immunohistochemistry for hyaluronic acid and TUNEL method. Results: There was an increase only on thickness tibia in GIII group. GIII revealed an increase in bone mineral density, bone density and organic material when compared to control group, but there was a decreased in water bone in GIII. The 3-point bending test showed no difference among the groups. Bone volume (BV/TV) was higher in GIII (6%). Cortical bone thickness (Ct.Wi) increased in GII and GIII. A decrease of sulfated GAGs was observed in GIII and GIV, as judged by the Alcian blue method and the sulfated GAGs assessment revealed a decrease of chondroitin sulfate only in the group that received the highest dose of hPTH (1-34). The ELISA method revealed a significant increase of HA in GIII, although a reduction as shown by immunohistochemistry in treated groups. An increase in the green birefringence (type I immature collagen) was observed on cortical and trabecular bone in all treated groups. The percentage of TUNEL positive osteocytes was significantly increased in the cortical and trabecular bone of GIV. Furthermore, we observed many TUNEL-positive cells in the periosteum of GIV group. Conclusion: Our results show that hPTH (1-34) administered intermittently in shortterm accelerates bone remodeling process by promoting bone formation and restoration of bone microarchitecture in osteopenic rats in a dose-dependent way.
Introdução: A remodelação óssea depende de uma variedade de fatores sistêmicos e locais. Dentre os fatores sistêmicos com efeito direto inclui-se o paratormônio humano, do qual junto com outros fatores mantêm a homeostase do tecido ósseo. O paratormônio humano (1-34) biossintético [hPTH(1-34)] tem sido usado para estimular a formação óssea em pacientes com osteoporose. Contudo, as alterações no tecido ósseo não são bem conhecidas. Objetivo: Investigar os efeitos da administração intermitente por um mês do hPTH (1-34) em ratas osteopênicas sob diferentes doses. Métodos: Quarenta ratas ooforectomizadas osteopênicas com 6 meses de idade foram divididas em quatro grupos GI- tratadas com solução salina (controle); GII- tratadas com 0,3 μg/kg/dia de hPTH (1-34); GIII- tratadas com 5 μg/kg/dia de hPTH (1-34); GIVtratadas com 0,25 μg/ 3 vezes por semana de hPTH (1-34). Após um mês de tratamento os animais foram eutanasiados e o comprimento e espessura das tíbias e fêmures foram medidos. A quantificação dos glicosaminoglicanos sulfatados (GAGs), ácido hialurônico (AH) e das propriedades físicas e biomecânicas (teste de flexão a três pontos) foram realizadas no espécime não fixado. As propriedades físicas e biomecânicas foram avaliadas nas tíbias. Os fêmures distais foram fixados em formaldeído 4% (preparado a partir do paraformaldeído) em tampão fosfato 0,1 M, pH 7,2, por 4 dias. Após a descalcificação em ácido fórmico 25% (pH 2,0), as amostras foram processadas para histologia, análise histomorfométrica, histoquímica (Alcian blue pH 2,5 e pH 0,5 e Piro-sirius-polarização), imuno-histoquímica para ácido hialurônico e método do TUNEL. Resultados: Houve um aumento apenas na espessura das tíbias do grupo GIII. O GIII também apresentou maior aumento na densidade mineral óssea, densidade óssea e material orgânico em comparação ao grupo controle, porém, houve uma diminuição na porcentagem de água no GIII. No teste de flexão a três pontos não houve qualquer diferença entre os grupos. O volume ósseo foi maior no GIII (6%) e a espessura cortical (Ct.Wi) aumentou no GII e GIII. Uma diminuição na porcentagem dos GAGs sulfatados foi observado no GIII e GIV, como avaliado pelo método de Alcian blue e a quantificação após a técnica de biologia molecular confirmou a diminuição do condroitim sulfato apenas no grupo que recebeu a maior dose do hPTH (1-34). A quantificação do AH pelo método do ELISA demonstrou um aumento significante deste GAG, porém, pela imuno-histoquímica houve uma redução nos grupos tratados. No osso cortical e trabecular a técnica de Picro-sirius-polarização revelou um aumento na birrefringência esverdeada do colágeno imaturo do tipo I nos grupos tratados. A porcentagem de osteócitos TUNEL-positivos foi maior no osso cortical e trabecular do GIV. Além disso, foram observadas muitas células TUNELpositivas no periósteo do GIV. Conclusão: Nossos resultados mostram que o hPTH (1- 34) administrado intermitentemente em curto prazo acelera o processo de remodelação óssea, promovendo a formação e o restabelecimento da microarquitetura óssea em ratas osteopênicas em um modo dose-dependente.
Introdução: A remodelação óssea depende de uma variedade de fatores sistêmicos e locais. Dentre os fatores sistêmicos com efeito direto inclui-se o paratormônio humano, do qual junto com outros fatores mantêm a homeostase do tecido ósseo. O paratormônio humano (1-34) biossintético [hPTH(1-34)] tem sido usado para estimular a formação óssea em pacientes com osteoporose. Contudo, as alterações no tecido ósseo não são bem conhecidas. Objetivo: Investigar os efeitos da administração intermitente por um mês do hPTH (1-34) em ratas osteopênicas sob diferentes doses. Métodos: Quarenta ratas ooforectomizadas osteopênicas com 6 meses de idade foram divididas em quatro grupos GI- tratadas com solução salina (controle); GII- tratadas com 0,3 μg/kg/dia de hPTH (1-34); GIII- tratadas com 5 μg/kg/dia de hPTH (1-34); GIVtratadas com 0,25 μg/ 3 vezes por semana de hPTH (1-34). Após um mês de tratamento os animais foram eutanasiados e o comprimento e espessura das tíbias e fêmures foram medidos. A quantificação dos glicosaminoglicanos sulfatados (GAGs), ácido hialurônico (AH) e das propriedades físicas e biomecânicas (teste de flexão a três pontos) foram realizadas no espécime não fixado. As propriedades físicas e biomecânicas foram avaliadas nas tíbias. Os fêmures distais foram fixados em formaldeído 4% (preparado a partir do paraformaldeído) em tampão fosfato 0,1 M, pH 7,2, por 4 dias. Após a descalcificação em ácido fórmico 25% (pH 2,0), as amostras foram processadas para histologia, análise histomorfométrica, histoquímica (Alcian blue pH 2,5 e pH 0,5 e Piro-sirius-polarização), imuno-histoquímica para ácido hialurônico e método do TUNEL. Resultados: Houve um aumento apenas na espessura das tíbias do grupo GIII. O GIII também apresentou maior aumento na densidade mineral óssea, densidade óssea e material orgânico em comparação ao grupo controle, porém, houve uma diminuição na porcentagem de água no GIII. No teste de flexão a três pontos não houve qualquer diferença entre os grupos. O volume ósseo foi maior no GIII (6%) e a espessura cortical (Ct.Wi) aumentou no GII e GIII. Uma diminuição na porcentagem dos GAGs sulfatados foi observado no GIII e GIV, como avaliado pelo método de Alcian blue e a quantificação após a técnica de biologia molecular confirmou a diminuição do condroitim sulfato apenas no grupo que recebeu a maior dose do hPTH (1-34). A quantificação do AH pelo método do ELISA demonstrou um aumento significante deste GAG, porém, pela imuno-histoquímica houve uma redução nos grupos tratados. No osso cortical e trabecular a técnica de Picro-sirius-polarização revelou um aumento na birrefringência esverdeada do colágeno imaturo do tipo I nos grupos tratados. A porcentagem de osteócitos TUNEL-positivos foi maior no osso cortical e trabecular do GIV. Além disso, foram observadas muitas células TUNELpositivas no periósteo do GIV. Conclusão: Nossos resultados mostram que o hPTH (1- 34) administrado intermitentemente em curto prazo acelera o processo de remodelação óssea, promovendo a formação e o restabelecimento da microarquitetura óssea em ratas osteopênicas em um modo dose-dependente.
Descrição
Citação
COSTA, Rafael Pacheco da. Ação do paratormônio humano (1-34) no tecido ósseo de ratas osteopênicas. 2010. Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2010.