Histomorphometry evaluation of bone anabolism promoted by prostaglandin E1 and its relation to hypercalcemia / Evaluación histomorfométrica del anabolismo óseo en la reparación promovida por la prostaglandina E1 y su relación con la hipercalcemia

Abstract Background: At present, parathyroid hormone is the only existing anabolic bone therapy but produces hypercalcemia. Prostaglandin E1 (PGE1) has been suggested as a bone anabolic agent that allows bone modeling formation without producing hypercalcemia. This study aimed to corroborate these PGE1 properties. Methods: For 22 days, rabbits (n = 30) were divided into three groups (n = 10 each group) and received intravenous solutions: vehicle (control group), palate disjunction + vehicle (sham group), and palate disjunction + 50 mg of PGE1 (PGE1 group). On days 1, 3, and 22, palatine suture X-rays were taken. On day 22, bone formation markers were analyzed, and the rabbits were sacrificed. Bone palate undecalcified samples were processed. Histomorphometry software was used to analyze bone parameters, and the mineralization front was stained with toluidine blue. Scalloped lines reflect remodeling-based bone formation (RBF), and smooth lines reflect modeling-based formation (MBF). Results: X-rays showed more significant palatal disjunction in the PGE1 group; this group exhibited significant calcitriol serum increments. Hypercalciuria was observed in the PGE1 group, and resorption markers (N-telopeptides) remained stable. Sutural bones in the PGE1 group exhibited significant anabolism in structural parameters. RBF was 20%, and MBF was 6% in the sham group; in the PGE1 group, RBF was 8.6%, and MBF was 17%. In the PGE1 group, mineralization was significantly accelerated, but resorption remained stable. Conclusions: This model suggests that PGE1 favors palate disjunction, calcitriol synthesis, and shortens the mineralization. Therefore, PGE1 is an important bone anabolic molecule predominantly of modeling-based form and no hypercalcemia.

Resumen Introducción: La hormona paratiroidea es la única molécula anabólica ósea, pero ocasiona hipercalcemia. La prostaglandina E1 (PGE1) sugiere ser un anabólico óseo con formación por modelación predominante y generalmente no ocasiona hipercalcemia. El objetivo de este estudio fue corroborar estas propiedades de la PGE1. Métodos: Por 22 días, 30 conejos divididos en tres grupos (n = 10 cada grupo) recibieron una solución por vía intravenosa: vehículo (grupo control), disyunción palatina más vehículo (grupo sham) y disyunción palatina más 50 mg de PGE1 (grupo PGE1). A los días 1, 3 y 22 se obtuvieron radiografías de la sutura palatina. En el día 22 se analizaron los marcadores bioquímicos de formación ósea y se sacrificó a los conejos. Las suturas y los huesos suturales se procesaron sin descalcificar. La evaluación histomorfométrica fue digitalizada y el frente de mineralización ósea se tiñó con azul de toluidina. Las líneas irregulares reflejan resorción (remodelación) y las líneas rectas no resorción (modelación). Resultados: Radiográficamente, la disyunción palatina fue mayor en el grupo PGE1. Este grupo mostró una hipercalcitonemia significativa, pero la calcemia y los marcadores resortivos (N-telopéptidos) se mantuvieron estables. Por histomorfometría, los huesos suturales del grupo PGE1 mostraron anabolismo significativo en parámetros estructurales. En el grupo sham, la remodelación ósea fue del 20% y la modelación fue del 6%; en el grupo PGE1, la remodelación fue del 8.6% y la modelación fue del 17%. En este mismo grupo, la mineralización fue significativamente acelerada, pero la resorción se mantuvo igual. Conclusiones: Este modelo sugiere que la PGE1 favorece la disyunción palatina y el aumento del calcitriol, y acelera la mineralización y el anabolismo óseo por modelación predominante sin hipercalcemia.

Histomorphometric reference data of transiliac bone biopsy in children from 8 to 17 years old / Datos histomorfométricos de referencia de la biopsia ósea en niños de 8 a 17 años

Abstract: Background: Histomorphometric analysis of bone samples is a key tool for studying bone metabolism; however, only a few pediatric reference data exist. The aim of the present study is to report more reference data and to investigate if histomorphometric differences exist between age and gender. Methods: We obtained 19 transiliac bone samples previously marked with tetracycline, from children between 8 and 17 years (13 were male), with normal blood test results and urine biochemical bone markers. We evaluated bone histomorphometric parameters using a digitalizing table with osteomeasure to obtain normative data of means and standard deviations, as well as median and range. Due to the small sample, a Monte Carlo simulation was applied. Structural, static, dynamic, and resorptic histomorphometric parameters were evaluated by age and gender following the American Society for Bone and Mineral Research recommendations. Results: Bone volume (in the older children) and mineral apposition rate (in the younger children), the eroded surface (in boys), and the new bone wall thickness (in girls) were significantly increased. On the trabecular area of mineralization front, the modeling and the remodeling bone formation were similar (16 and 18%). The rest of the histomorphometric bone parameters by age and gender showed no significant difference. Conclusion: In healthy children, these bone histomorphometric findings, with these techniques and for this ages could be used as reference values.

Resumen: Introducción: El análisis histomorfométrico del tejido óseo para el estudio de las enfermedades metabólicas óseas, cuando se correlacionan los hallazgos clínicos, sigue siendo la herramienta con mayor sensibilidad y especificidad para la mayoría de los diagnósticos. En los niños existen pocos reportes histomorfométricos del tejido óseo metabólico normal, por lo que nuestro propósito es reportar más datos de referencia e investigar si hay diferencias histomorfométricas entre edades y sexos. Métodos: Estudio realizado en 19 niños de 8 a 17 años (13 masculinos) sin anomalías clínicas ni bioquímicas evidentes. Se tomaron muestras de tejido óseo transilíaco marcadas con tetraciclina. Se obtuvieron medias, desviaciones y rangos histomorfométricos totales, y correlación por edad y sexo, siguiendo las recomendaciones para la histomorfometría de la American Society for Bone and Mineral Research. Se realizó una simulación Montecarlo. Resultados: El volumen óseo (en niños mayores), la velocidad de agregación del mineral (en niños menores), la erosión trabecular periférica (en niños) y el grosor de la pared ósea nueva (en niñas) exhibieron aumentos significativos. En el área trabecular del frente de mineralización, el modelado y el remodelado de la formación ósea fueron similares (16 y 18%). El resto de los parámetros histomorfométricos óseos no mostraron diferencias significativas. Conclusiones: Estos hallazgos histomorfométricos del tejido óseo de niños normales con estas técnicas y para estas edades pueden ser utilizados como valores de referencia.