Sıçan osteoporoz modelinde bifosfonat ve melatonin ikili tedavisinin kemik yapım/yıkım hızı ve morfolojisi üzerine etkinliğinin araştırılması
Investigation of biphosphonate and melatonin combined treatment on bone formation/resorption rate and morphology in a rat model of osteoporosis
Yazar: ESRA BİHTER GÜRLER
Danışman: PROF. DR. BERRAK YEGEN
Marmara Üniversitesi / Sağlık Bilimleri Enstitüsü / Fizyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizyoloji = Physiology
Dizin: Alendronat = Alendronate ; Bifosfonatlar = Biphosphonates ; Kemik rejenerasyonu = Bone regeneration ; Kemik ve kemikler = Bone and bones ; Melatonin = Melatonin ; Osteoporoz = Osteoporosis ; Postmenopozal osteoporoz =   ; Sıçanlar = Rats

Özet:
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.

Abstract:
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.