Histomorphometry of Bone Microarchitecture in Rats Treated with Vitamin D and Bisphosphonate in the Management of Osteoporosis

Queiroz Júnior, José Reginaldo Alves de; Cartaxo, Marina Falcão de Souza; Paz, Silvania Tavares; Tenório, Fernanda das Chagas Ângelo Mendes; Lemos, Ana Janaína Jeanine Martins de; Maia, Carina Scanoni

Abstract Objective To verify how the combined administration of alendronate (ALN) and vitamin D3 (VD) acts on the bone microarchitecture in rats with glucocorticoid-induced osteoporosis. Methods The experiment used 32 90-day-old female Wistar rats weighing between 300 and 400g. The induction of osteoporosis consisted of intramuscular administration of dexamethasone at a dose of 7.5 mg/kg of body weight once a week for 5 weeks, except for the animals in the control group.

The animals were separated into the following groups:

G1 (control group without osteoporosis), G2 (control group with osteoporosis without treatment), G3 (group with osteoporosis treated with ALN 0.2 mg/kg), G4 (group with osteoporosis treated with VD 10,000UI/500μL), and G5 (group with osteoporosis treated with ALN þ VD). The right femurs of the rats were fixed in 10% buffered formaldehyde, decalcified, and processed for inclusion in paraffin. Histological sections were stained with hematoxylin-eosin for histomorphometric analysis. Cortical thickness and medullary cavity were measured in cross-sections. Results There was a statistical difference (p< 0.05) between groups G3 and G5 compared with the positive control group (G2), both related to the measurement of cortical thickness and to the total diameter of the bone. In the evaluation of the spinal area, only the G3 group has shown to be statistically different from the G2 group. Conclusion Concomitant treatment with daily ALN and weekly VD is effective in preventing glucocorticoid-induced bone loss. However, there was no difference between the therapy tested and treatment with ALN alone.

Resumo Objetivo Verificar como a administração conjunta de alendronato de sódio (ALN) e vitamina D3 (VD) atua na microarquitetura óssea em ratas com osteoporose induzida por glicocorticoide. Métodos O experimento utilizou 32 ratas da linhagem Wistar, com peso médio de 300 a 400g, com 90 dias de vida. A indução da osteoporose consistiu na administração de dexametasona na dose de 7,5 mg/kg de peso corporal, por via intramuscular, 1 vez por semana durante 5 semanas, à exceção dos animais do grupo controle.

Os animais foram distribuídos nos seguintes grupos:

G1 (grupo controle sem osteoporose), G2 (grupo controle com osteoporose sem tratamento), G3 (grupo com osteoporose tratado com ALN 0,2 mg/kg), G4 (grupo com osteoporose tratado com VD 10.000UI/500μL) e G5 (grupo com osteoporose tratado com ALN þ VD). Os fêmures direitos das ratas foram fixados em formol a 10% tamponado, descalcificados e processados para inclusão em parafina. Os cortes histológicos foram corados com hematoxilina-eosina para análise histomorfométrica. A espessura cortical e a cavidade medular foram medidas em cortes transversais. Resultados Houve diferença estatística (p< 0,05) entre os grupos G3 e G5 em relação ao grupo controle positivo (G2), tanto em relação à medida da espessura cortical quanto em relação ao diâmetro total do osso. Na avaliação da área medular, apenas o grupo G3 se mostrou estatisticamente diferente do grupo G2. Conclusão O tratamento concomitante com ALN diário e VD semanal é eficaz para prevenir a perda óssea induzida por glicocorticoide. No entanto, não houve diferença entre esta terapia testada e o tratamento apenas com o ALN.