Effekt des Lipoxygenase-Inhibitors Baicalein auf intakten und osteotomierten Knochen im ovarektomierten Mausmodell

Einleitung:

Osteoporose ist eine der größten Belastungen der Welt im 21. Jahrhundert, die aufgrund des sozioökonomischen Wandels immer deutlicher wird. Die pharmazeutische Intervention konzentriert sich derzeit auf die Verlangsamung des Knochenverlusts, aber Phytochemikalien wie Baicalein, ein Lipoxygenaseinhibitor mit antioxidativer Wirkung, können den Knochenverlust retten. Es wurde gezeigt, dass Baicalein in den Osteoblasten-Osteoklasten-Metabolismus in vitro eingreift. Ziel der Studie war es, die Wirkung von Baicalein in vivo zu bewerten und die Effekte auf Knochenheilung zu analysieren.

Methode:

Wir verabreichten Baicalein an einundsechzig drei Monate alte weibliche Sprague-Dawley-Ratten. Es erfolgte eine Unterteilung in fünf Gruppen, von denen vier ovariektomiert (OVX) und eine nicht ovarektomiert wurden (NON-OVX). Acht Wochen nach Ovarektomie wurde eine bilaterale Tibiaosteotomie mit Plattenosteosynthese durchgeführt. Baicalein wurde subkutan in drei Dosen (C1: 1 mg/kg KG, C2: 10 mg/kg KG und C3: 100 mg/kg KG) acht Wochen nach Ovariektomie täglich für vier Wochen appliziert. Schließlich wurden die Femora und Tibiae gesammelt. Biomechanische Tests, Mikro-CT, Veraschung, Histologie und Genexpressionsanalysen wurden durchgeführt.

Ergebnisse:

Im Vergleich zu NON-OVX und OVX waren die biomechanischen Eigenschaften der Tibiae unverändert und der Femora reduziert, während hier vor allem eine reduzierte Femursteifigkeit nach Baicalein-Behandlung zu verzeichnen war. In den Tibiae verbesserte die C1-Behandlung die Kallusdichte und kortikale Breite und senkte das Kallusvolumen. In der C3-Gruppe war die Kallusbildung in den ersten 3 Wochen nach der Osteotomie reduziert, was mit einer höheren mRNA-Expression von Osteocalcin, TRAP und RANKL korrelierte. In Femora änderten die Baicalein-Behandlungen die kortikalen und trabekulären Knochenparameter nicht, das Calcium-zu-Phosphat-Verhältnis wurde in der C1-Behandlung reduziert.

Diskussion:

Baicalein erhöhte die Kallusdichte und kortikale Breite, beeinträchtigte jedoch die frühe Kallusbildung in Tibiae. In Femora verringerte es die biomechanischen Eigenschaften und das Calcium-zu-Phosphat-Verhältnis. Daher ist es nicht ratsam, Baicalein zur Behandlung während der frühen Frakturheilung anzuwenden. Um die genauen Auswirkungen auf die Knochenheilung zu bestimmen, sind weitere Studien erforderlich, in denen Baicalein-Behandlungen in verschiedenen Stadien der Heilung durchgeführt werden.