Kurzzeiteffekte von Estradiol, Raloxifen, Phytohormonen und Parathormon auf die metaphysäre Frakturheilung des manifest osteoporotischen Knochens der Ratte

Abstract

Osteoporose ist nach Einstufung der WHO eine der zehn gravierendsten Volkskrankheiten mit weltweit ca. 200 Millionen betroffenen Menschen. Zentrales Problem dieser systemischen Skeletterkrankung, die zu verminderter Knochenmineraldichte und einer gestörten Mikroarchitektur führt, ist die Fraktur des geschwächten Knochens. Ein Großteil der Patienten erleidet die erste Fraktur zu einem Zeitpunkt, an dem ihre Erkrankung weder diagnostiziert noch therapiert ist. Aus diesem Grund kommt es im Rahmen der chirurgischen Therapie häufig zu Implantatversagen und einer gestörten Frakturheilung. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, in welcher Weise die therapeutische Kurzzeitapplikation der potentiell antiosteoporotischen Substanzen Estradiol, Raloxifen, Parathormon und der Phytoextrakte Cimicifuga racemosa, Genistein und Equol Einfluss auf den Heilungsverlauf manifest osteoporotischen Knochens nehmen und ob diese eine Verbesserung der Frakturheilung bewirken können. 84 Ratten wurden im Alter von drei Monaten ovarektomiert und entwickelten innerhalb der folgenden neun Wochen eine ausgeprägte Osteoporose. Anschließend wurde im Bereich der proximalen Tibiametaphyse eine standardisierte Osteotomie durchgeführt und mit einer T-Platte versorgt. Während des Heilungsprozesses wurden die Ratten in sieben Gruppen unterteilt, die Estradiol, Raloxifen, Cimicifuga racemosa, Genistein oder Equol oral, Parathormon subkutan oder sojafreies Futter erhielten. Nach einer Heilungszeit von fünf Wochen erfolgte die Bewertung des Kallus und der angrenzenden metaphysären Strukturen anhand radiologischer, biomechanischer und histomorphometrischer Kriterien. Eine während der Heilung durchgeführte Polychrome Sequenzmarkierung ermöglichte außerdem die Untersuchung des zeitlichen Verlaufs der Konsolidierung. Parathormon hat die Frakturheilung biomechanisch und morphologisch deutlich verbessert und zeigte zudem ausgeprägte positive Effekte auf die angrenzende metaphysäre Kortikalis und den trabekulären Knochen. Raloxifen und Equol führten zu einer gesteigerten biomechanischen Belastbarkeit des Frakturkallus und zu einer tendentiellen Verbesserung der Kallusstruktur. Estradiol und Cimicifuga racemosa wiesen keine signifikanten Unterschiede zur Kontrollgruppe auf. Als einzige Testsubstanz hatte das Phytoextrakt Genistein eine inhibierende Wirkung auf den Verlauf der Frakturheilung.