Sıçanlarda oluşturulan deneysel osteoporoz modelinde resveratrol’ün kemik doku üzerindeki biyomekanik ve moleküler etkilerinin gösterilmesi

Abstract

Çalışmamızda 200-250 gr. ağırlıklarında, 12 haftalık Wistar albino cinsi toplam 60 dişi sıçan kullanıldı. Deney hayvanları, her grupta 12 hayvan olacak şekilde Kontrol, Sham, Overektomi (OVX), OVX+Resveratrol-40 mg/kg/gün (OVX+Res40), OVX+Resveratrol-80 mg/kg/gün (OVX+Res80) olmak üzere randomize 5 farklı gruba ayrılmıştır. OVX, OVX+Res40, OVX+Res80 gruplarında overektomi yapılarak overler alınıp postmenopozal osteoporoz modeli oluşturulmuştur. Resveratrol, OVX+RES40 grubuna 40 mg/kg/gün, OVX+RES80 grubuna 80 mg/kg/gün olacak şekilde 10 hafta boyunca gavaj yoluyla tedavi amaçlı verilmiştir. Sham grubunda sadece batın açılıp kapatılarak yalancı cerrahi uygulanırken kontrol grubuna herhangi bir cerrahi işlem yapılmamıştır. 10 haftalık tedavi sürecinin sonunda tüm denekler sakrifiye edilmiş. Her bir denekten kan örnekleri, tibia ve femur örnekleri alınmıştır.Kan örneklerinden serum alkalin fosfataz, serum osteokalsin, serum oksidan ve antioksidan seviyeleri ölçülmüştür. Kemik doku örneklerinde, biyomekanik testler, mikro-BT görüntülemeleri ve Raman spektroskopisi analizleri yapılmıştır. Ayrıca kemik örneklerinden PCR yöntemi ile ALP, OCN, RANKL, Runx2, OPG, SOST, PHEX, MEPE gen ekspresyon seviyelerindeki değişim gösterildi.Çalışmamızdan elde edilen sonuçlar ışığında resveratrol tedavisi verilen OVX+Res40, OVX+Res80 gruplarının eğme dayanımı OVX grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı oranda yüksektir. Benzer şekilde mikro-BT sonuçlarına göre OVX+Res40 ve OVX+Res80 gruplarının BV/TV, total volüme, trabeküler volüme değerleri OVX grubuna ait bu değerlerden istatistiksel olarak anlamlı derecede yüksek görülürken, trabeküler kalınlık değerinde ise OVX+Res80 ile OVX grupları arasında anlamlı bir fark görülmüştür. Raman spektroskopisi analizinde OVX+Res40 ve OVX+Res80 gruplarının ?1PO4 / Amit I, ?1PO4 / Amit I, Kristallinite ve ?1PO4 / Proline değerlerinin OVX grubuna göre istatistiksel olarak anlamlı oranda yüksek olduğu tespit edilmiştir.Sonuç olarak özellikle 80 mg/kg/gün dozunda verilen resveratrolün osteoprozun kemik dokuda oluşturduğu harabiyeti engellediği görülmüştür. Tedavi amaçlı verilen resveratrol kemiğin mekanik özelliklerini kuvvetlendirirken osteoprozun kemiğin mikromimarisinde oluşturduğu tahribatı engellemiştir. Öte yandan kemik dokunun fizikokimyasal özelliklerinde de anlamlı iyileşmeler meydan getirmiştir. Resveratrolün tedavi edici bu etkilerinin diğer moleküler mekanizmalarla birlikte araştırılması elde edilen bu sonuçların geliştirilmesi açısından önemlidir.

60 female Wistar albino rats, 12 weeks old, weighing 200-250 g, were used in our study. Animals were randomly divided into 5 different groups with 12 animals in each group; Control, Sham, OVX, OVX+Resveratrol-40 mg/kg/day (OVX+Res40), OVX+Resveratrol-80 mg/kg/day (OVX+Res80). In OVX, OVX+Res40, OVX+Res80 groups, ovariectomy was performed and postmenopausal osteoporosis model was created. Resveratrol was administered to OVX+RES40 group at 40 mg/kg/day and to OVX+RES80 group at 80 mg/kg/day for treatment by oral gavage for 10 weeks. In Sham group, only the abdomen was opened and closed, while no surgical procedures were performed in Control group. At the end of 10 weeks treatment period, all subjects were sacrificed. Blood, tibia and femur samples were taken from each subject.Serum alkaline phosphatase, serum osteocalcin, serum oxidant and antioxidant levels were measured from blood samples. Biomechanical tests, micro-CT imaging and Raman spectroscopy analyses were performed on bone tissue samples. In addition, changes in ALP, OCN, RANKL, Runx2, OPG, SOST, PHEX, MEPE gene expression levels were shown by PCR method in bone samples.In the light of results obtained from our study, bending strength of OVX+Res40, OVX+Res80 groups treated with resveratrol is statistically significantly higher compared to OVX group. Similarly, micro-CT results showed that OVX+Res40 and OVX+Res80's values in BV/TV, total volume, trabecular volume were significantly higher from OVX group, while there were significant difference between OVX+Res80 and OVX groups in trabecular thickness values. Raman spectroscopy analysis revealed that v1PO4/Amide I, v1PO4/Amide I, Crystallinity and v1PO4 / Proline values of OVX+Res40 and OVX +Res80 groups were statistically significantly higher than OVX group. As a result, it has been observed that resveratrol, especially given at a dose of 80 mg/kg/day, prevents destruction caused by osteoporosis in bone tissue. Resveratrol, given for therapeutic purposes, strengthens mechanical properties of bone, while preventing destruction caused by osteoporosis in the microarchitecture of bone. On the other hand, it has also brought significant improvements in physicochemical properties of bone tissue. It is important to investigate these therapeutic effects of resveratrol together with other molecular mechanisms in order to develop these results.