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

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

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.