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Fragestellung: Osteoporose und osteoporotische Frakturen sind eine enorme Belastung für Patienten und das Gesundheitssystem. Ein Aspekt der besonderen Herausforderung besteht darin, eine suffiziente Frakturversorgung zu erreichen. Hier gilt es, neue Osteosynthesematerialien für geschwächte Knochen zu entwickeln. Dafür haben wir ein Großtiermodell der Osteoporose im Schaf erstellt, um den Einfluss und Auswirkung verschiedener Trigger histologisch, radiologisch, serologisch als auch biomechanisch zu untersuchen. Die histologische Analyse fokussiert sich im Folgenden auf die Trabekelparametern und Mineralisation in unbelasteten und belasteten Regionen.

Methodik: In einem Stufenmodell aus Kontrolle (K), Ovarektomie (OVX), Vitamin D und Kalzium armer Diät (OVXD) und Steroid-Injektionen (OVXDS) wurden 31 weibliche Merinolandschafe mit einem Durchschnittsalter von 5,5 Jahren kontrolliert randomisiert. Nach 0 Monaten (M), 3M und 8M wurden neben der Durchführung von serologischer und radiologischer Diagnostik Knochenbiopsien aus dem Beckenkamm entnommen. Desweiteren wurden die Euthanasie aller Tiere nach 8M vorgenommen und weitere Knochenpräparate aus der Lendenwirbelsäule (LWS) und dem Femur gewonnen. Aus den Knochenproben wurden histologische Schnitte bzw. Schliffe gefertigt, die fluoreszenzmikroskopisch und lichtmikroskopisch (von Kossa / van Gieson) analysiert wurden. Mit dem Bildbearbeitungsprogramm ImageJ wurde eine semi-automatisierte Histomorphometrie durchgeführt. Das Signifikanzniveau wurde auf p<0,05 festgelegt.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Radiologisch wurde in OVXDS im Vergleich zu jeder anderen Gruppe eine signifikant niedrigere Knochendichte nach 3M und 8M gemessen. Diese Ergebnisse wurden in der histologischen Messung von Trabekeldicke bzw. Trabekelfläche mit ebenfalls signifikanten Unterschieden bestätigt. Die histologisch ermittelte Osteoidfläche im Beckenkamm war in OVXDS verglichen mit den anderen Gruppen signifikant größer. Nach 8M wurde in den belasteten Regionen (Femur und LWS) eine signifikant höhere Trabekeldicke, jedoch geringere Osteoidfläche im Vergleich zum nicht belasteten Beckenkamm gemessen. Die fluoreszenzmikroskopisch ermittelte tägliche Knochenmineralisation war insbesondere in den Femur-Präparaten von OVXDS im Vergleich zu den anderen Gruppen signifikant geringer.

Die radiologisch bestimmte Knochendichte und histologisch gemessene Trabekeldicke und Fläche geben Grund zur Annahme, dass in OVXDS nach 3M und 8M ein osteoporotischer Knochenstatus mit Hilfe von Steroiden, Sexualhormon-, Kalzium- und Vitamin D-Mangel induziert wurde. Im Einklang damit stehen die Ergebnisse zur verminderten Knochenmineralisation in OVXDS. Interessanter Weise waren die gemessenen Osteoidflächen in OVXDS am größten. Dies könnte über einen sekundären Hyperparathyreodismus erklärbar sein, der einen Mineralisationsdefekt hervorruft. Möglicherweise wird dieser Defekt durch mechanische Belastung geschmälert bzw. ohne mechanische Belastung verstärkt.