Sıçan osteoporoz modelinde bifosfonat ve melatonin ikili tedavisinin kemik yapım/yıkım hızı ve morfolojisi üzerine etkinliğinin araştırılması


Thesis Type: Doctorate

Institution Of The Thesis: Marmara University, Institute of Health Sciences, Department of Physiology, Turkey

Approval Date: 2016

Thesis Language: Turkish

Student: ESRA BİHTER GÜRLER

Supervisor: Berrak Yegen

Abstract:

SIÇAN OSTEOPOROZ MODELİNDE BİFOSFONAT VE MELATONİN İKİLİ TEDAVİSİNİN KEMİK YAPIM/YIKIM HIZI VE MORFOLOJİSİ ÜZERİNE ETKİNLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI 1.TÜRKÇE AMAÇ: Melatonin kemik fizyolojisinde düzenleyici bir role sahiptir. Bu çalışmanın amacı melatoninin osteoporoza karşı olası etkisini araştırmaktır. YÖNTEM: Anestezi altında, Sprague-Dawley (n=56) sıçanlara bilateral overektomi, kontrol grubuna (n=8) ise taklit cerrahi uygulanmıştır. OVT sıçanlar 8 hafta boyunca; serum fizyolojik, alendronat (70 µg/kg/hafta, subkutan), melatonin (25 mg/kg/gün, oral), melatonin+alendronat, luzindol (10 µg/kg/gün, intraperitonal) veya alendronat+melatonin+luzindol ile tedavi edilmişlerdir. 4. hafta (n=8) ve 12. hafta (n=56)’nın sonunda sıçanlar ötanazi edilmişlerdir. Runx2 ekspresyonu gerçek zamanlı polimeraz zinciri reaksiyonu ile belirlenmiştir. Tibialar TUNEL kiti ve Masson’un trikromu ile boyanmıştır. İstatistiksel analiz Kruskal-Wallis ve ANOVA testleri ile yapılmıştır. BULGULAR: Runx2 ekspresyonu tüm gruplarda düşmüştür. Serum östrojen seviyeleri serum fizyolojik tedavili gruplarda 4.ve 12. Haftalarda azalırken (p<0,05), melatonin bu düşüşü geri çevirmiştir. Melatonin veya alendronat tedavili gruplarda, trabeküler kemik çoğunlukla kalsifiye olup bazı bölgelerde yeni kemik formasyonu ve lamellerde daha az ayrılma mevcuttur. Alendronat+melatonin tedavili grupta çoğunlukla düzenli ve kalsifiye trabeküler kemik izlenirken, trabeküler kalınlık taklit cerrahili grupla oldukça benzerdir. Melatonin+luzindol tedavili grupta kalsifiye alanlar ve trabeküler kalınlıkta hafif azalmalar, lamellerde şiddetli ayrılmaya eşlik eden dekalsifiye alanlar mevcut olup melatonin+luzindol+alendronat grubunda bu durum daha da şiddetlenmektedir. TUNEL analizi alendronat ve melatonin tedavili grupların her iksinde de anlamlı derecede düşüktür SONUÇ: Alendronata benzer olarak, melatonin anti-apoptotik ve kemik kütlesini koruyucu etkilere sahiptir. Melatoninin trabeküler kalınlık üzerinde etkisi reseptör aracılı olarak görünmektedir. ANAHTAR SÖZCÜKLER: osteoporoz, melatonin, alendronat INVESTIGATION OF BIPHOSPHONATE AND MELATONIN COMBINED TREATMENT ON BONE FORMATION/RESORPTION RATE AND MORPHOLOGY IN A RAT MODEL OF OSTEOPOROSIS Student's Name/Surname: E. Bihter GÜRLER, DMD Chair: Professor Berrak Ç. YEĞEN, MD Department: Physiology 2.İNGİLİZCE AIM: Melatonin has a regulatory role on bone physiology. The purpose of the present study is therefore to evaulate the possible anti-osteoporotic effect of melatonin. METHODS: Under anaesthesia, Sprague-Dawley rats (n=56) underwent bilateral ovariectomy (OVX), while control group had sham-surgery (n=8). OVX rats were treated with saline, alendronate (70 µg/kg/week, subcutaneously), melatonin (25 mg/kg/day, orally), melatonin+alendronate, luzindole (10 µg/kg/day, intraperitoneally) or alendronate + melatonin + luzindole for 8 weeks. Rats were euthanized at the end of 4th week (n=8) and 12th week (n=56). Runx2 expression was determined using real-time polymerase chain reaction. Tibiae were stained with TUNEL kit and Masson’s trichrome. Statistical analysis was performed using Kruskal-Wallis and ANOVA tests. RESULTS: Runx2 expression was depressed in all OVX groups. Serum oestrogen level in the saline-treated groups was decreased at both the 4th and 12th weeks (p<0.05), while melatonin abolished this reduction. In melatonin- or alendronatetreated groups, trabecular bones were mostly calcified, with new bone formation in some regions and less separated lamellae. In alendronate+melatonin-treated group, quite regular, mostly calcified trabecular bones were present, while trabecular thickness was similar to sham-operated group. Moderate decreases in calcified areas and in trabecular thickness, increased decalcified areas with severe separation of lamellae in trabecular bones were observed in melatonin + luzindole-treated group, while these were milder in melatonin+luzindole+alendronate-treated group. TUNEL analysis revealed significant decreases in both alendronate-treated and melatonintreated groups. CONCLUSION: Similar to alendronate, melatonin has direct anti-apoptotic and bone-mass-preserving effects without any additive action. The stimulatory effect of melatonin on trabecular thickness appears to be receptor-mediated. KEYWORDS: Osteoporosis, melatonin, alendronate