| dc.contributor.advisor | Wiese, Karl Günter Prof. Dr. Dr. | |
| dc.contributor.author | Trautmann, Niklas Rainer | |
| dc.date.accessioned | 2019-03-15T10:32:20Z | |
| dc.date.available | 2019-03-27T23:50:03Z | |
| dc.date.issued | 2019-03-15 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-002E-E5D0-7 | |
| dc.identifier.uri | http://dx.doi.org/10.53846/goediss-7345 | |
| dc.language.iso | deu | de |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject.ddc | 610 | de |
| dc.title | Das Knochenremodeling bei Osteoporose am Tiermodell des Göttinger Minischweines | de |
| dc.type | doctoralThesis | de |
| dc.title.translated | Bone remodeling in osteoporosis demonstrated using the animal model of the Göttingen Minipig | de |
| dc.contributor.referee | Wiese, Karl Günter Prof. Dr. Dr. | |
| dc.date.examination | 2019-03-20 | |
| dc.description.abstractger | <b>Fragestellung:</b> <p>Das in der Osteoporoseforschung etablierte Nagetiermodell ist nur bedingt auf den Menschen übertragbar. Ziel der vorliegenden Arbeit war es daher, das der Osteoporose zugrundeliegende Knochenremodeling am ovarektomierten Göttinger Minischwein hinsichtlich zeitlicher und topographischer Aspekte detaillierter zu untersuchen und dabei zugleich die Eignung dieser Züchtung als Großtiermodell für die Osteoporoseforschung zu überprüfen.</p><b>Methode: </b><p>Hierzu wurden zehn weibliche Göttinger Minischweine in zwei Gruppen mit jeweils fünf Tieren eingeteilt. Die Versuchsgruppe erhielt eine Ovarektomie mit anschließender Calcium-restriktiver Diät, während die Kontrollgruppe einer Sham-Operation unterzogen wurde und Futter mit einem gewöhnlichen Calcium-Anteil bekam. Bei allen Versuchstieren wurden anhand regelmäßiger Serumanalysen die Östradiolspiegel (E2) und die Knochenumsatzmarker Osteokalzin (OC), β-CrossLaps (CTX) sowie Alkalische Phosphatase (AP) bestimmt. Außerdem wurde mit Hilfe der peripheren quantitativen Computertomographie (pQCT) eine Osteodensitometrie im Bereich der Tibia durchgeführt. Im Rahmen einer polychromen Sequenzmarkierung wurde schließlich die tibiale Knochenapposition untersucht.</p>
<b>Ergebnisse:</b> <p>Reduzierte E2-Serumspiegel bestätigen bei den Tieren der Versuchsgruppe einen Ovarektomie-induzierten Östrogenmangel, der insbesondere innerhalb der ersten 20 postoperativen Wochen einen global gesteigerten Knochenumsatz zur Folge hat, wie die in dieser Zeit erhöhten CTX- und OC-Spiegel zeigen. Trotz der laborchemischen Hinweise auf eine unter Östrogenmangel gesteigerte Knochenresorption lässt die pQCT keine signifikante Abnahme von Knochendichte oder -fläche innerhalb des Versuchszeitraumes erkennen. Mit Hilfe der polychromen Sequenzmarkierung ist dagegen an der tibialen Kortikalis der östrogendefizienten Versuchstiere periostal und osteonal eine verminderte Knochenapposition nachzuweisen. Die endokortikale Apposition ist indessen im Vergleich zur Kontrollgruppe gesteigert. Innerhalb des kortikalen Knochenkompartiments erweist sich der endokortikale Knochen somit auch im Rahmen des osteoporotischen Remodelings als besonders stoffwechselaktiv. Aufgrund der dabei deutlich erhöhten Knochenumsatzmarker ist davon auszugehen, dass an gleicher Stelle auch eine verstärkte Knochenresorption stattgefunden hat.
Die zusammenfassende Betrachtung der Ergebnisse dieser Arbeit legt somit einen insgesamt gesteigerten Knochenumsatz unter Östrogenmangel nahe, der innerhalb des kortikalen Knochenkompartiments in erster Linie den endokortikalen Knochen betrifft und hier vermutlich netto mit einem Masseverlust einhergeht. Der Mangel an weiblichen Geschlechtshormonen führt außerdem zu einer reduzierten Knochenapposition im Bereich von Periost und Osteonen. Sofern sich diese Beobachtungen im Rahmen weiterführender Untersuchungen bestätigen lassen, könnten sich aus ihnen neue Ansätze für die Entwicklung gezielter antiosteoporotischer Therapien ergeben.</p>
<b>Schlussfolgerung:</b> <p>Das Göttinger Minischwein erweist sich im Rahmen der vorliegenden Untersuchung aufgrund seines östrogenabhängigen kortikalen Remodelings als ein für die Osteoporoseforschung gut geeignetes und vergleichsweise leicht zu handhabendes Großtiermodell. Allerdings sind die knöchernen Umbaureaktionen in Richtung einer Osteopenie oder Osteoporose erst wesentlich später nach Eintritt des Östrogenmangels zu beobachten als beim Nagetiermodell. Wegen der anatomischen und funktionellen Nähe seines Knochens zu dem des Menschen erscheint der Einsatz des Göttinger Minischweines dennoch für die weiterführende Erforschung der Osteoporose sinnvoll. | de |
| dc.description.abstracteng | <b>Hypothesis:</b <p><p>The rodent model, which has been well established in osteoporosis research, can only be applied to humans to a limited extent. The objective of the present work was therefore to conduct a detailed investigation of the bone remodeling associated with osteoporosis with regard to temporal and topographical aspects in ovariectomized Göttingen Minipigs and, at the same time, to determine whether this breed is suitable as a large animal model for osteoporosis research.</p>
<b>Method:</b><p> A total of ten female Göttingen Minipigs were divided into two groups of five animals each (Experimental and Controls). The animals in the Experimental Group underwent an ovariectomy followed by a calcium-restrictive diet, while the Control Group underwent sham surgery and was fed a diet containing normal levels of calcium. The estradiol levels (E2) and the bone turnover markers osteocalcin (OC), β-CrossLaps (CTX) and alkaline phosphatase (AP) were measured in all animals of both groups using regular serum analyses. In addition, peripheral quantitative computed tomography (pQCT) was used to perform bone density scanning on the tibial region. Finally, tibial bone apposition was examined by polychrome sequence labeling.</p>
<b>Results:</b><p> Reduced E2 serum levels confirmed an ovariectomy-induced estrogen deficiency in the animals in the Experimental Group that resulted in an overall increase in bone turnover, especially within the first 20 postoperative weeks as evidenced by the increased CTX and OC levels during this period. Despite the laboratory chemical analysis findings indicating increased bone resorption associated with estrogen deficiency, the pQCT values did not suggest any significant decrease in bone density or surface area during the experimental period. However, polychrome sequence labeling detected periosteal and osteonal signs of reduced bone apposition in the tibial cortex of the estrogen-deficient experimental animals. Endocortical apposition, on the other hand, had increased compared to the Control Group. Endocortical bone, thus, proved to be highly metabolically active even within the cortical bone compartment during osteoporotic remodeling. In light of the increased levels of bone turnover markers, it can be assumed that increased bone resorption also occurred at the same localization.
A synthesis of the results of this study therefore suggests an overall increase in bone turnover due to estrogen deficiency, predominantly affecting the endocortical bone within the cortical bone compartment and presumably associated with a net loss of bone mass. The deficiency in female sex hormones also led to reduced bone apposition in the periosteum and osteons. Provided that these observations can be confirmed in further studies, they have the potential to lead to new approaches for the development of targeted antiosteoporotic therapies.</p><b>
Conclusion:</b> <p>Owing to its estrogen-dependent cortical remodeling, the Göttingen Minipig has proved to be a highly suitable and comparatively easy-to-handle large animal model for osteoporosis research. Compared to the rodent model, however, the bony remodeling reactions favoring osteopenia or osteoporosis are not observed until much later after the onset of estrogen deficiency. Nevertheless, due to the anatomical and functional similarity of the bones of the Göttingen Minipig to those of humans, its use as an experimental animal model would appear justified for further osteoporosis research. | de |
| dc.contributor.coReferee | Sehmisch, Stephan Prof. Dr. | |
| dc.subject.ger | Osteoporose; Großtiermodell; Göttinger Minischwein; Knochenremodeling | de |
| dc.subject.eng | osteoporosis; large animal model; Göttingen Minipig; bone remodeling | de |
| dc.identifier.urn | urn:nbn:de:gbv:7-11858/00-1735-0000-002E-E5D0-7-9 | |
| dc.affiliation.institute | Medizinische Fakultät | de |
| dc.subject.gokfull | Medizin (PPN619874732) | de |
| dc.description.embargoed | 2019-03-27 | |
| dc.identifier.ppn | 1666649244 | |