Lycopene enhances bone neoformation in calvaria bone defects of ovariectomized rats

ABSTRACT

Abstract Osteoporosis can affect a significant part of the population and fractures are the most common complications associated with this disease, leading to high public health costs. Thus, the prevention of fractures is relevant to individuals with signs and symptoms as well as to the health system. Postmenopausal osteoporosis has been associated with oxidative stress, emphasizing the importance of an efficient defense system to maintain bone health. Lycopene is a carotenoid with antioxidant properties that may stimulate osteoblastogenesis and inhibit osteoclastogenesis. The purpose of this investigation was to analyze the influence of lycopene in the bone neoformation of calvaria defects in ovariectomized rats utilizing the concentration of 45 mg/kg. Wistar Hannover female rats were divided into ovariectomized and sham groups. The ovariectomized animals received 45 mg/kg lycopene (OvxL) or water (Ovx) by daily gavage the day after ovariectomy/sham surgery for 16 weeks. Twelve weeks after ovariectomy, there were performed 5-mm calvaria defects followed by euthanasia after 4 weeks. Samples of bone tissue were collected to perform morphological and morphometrical analysis of the neoformed bone area, and percentage with Software Image J. Morphological evaluation showed mature bone with more osteocytes in the group OVxL when compared to the other groups. The morphometrical analysis demonstrated a significant increase of bone neoformation in the group OvxL (p<0.05). The data obtained suggest that lycopene benefits bone repair in the absence of estrogenic hormones.

RESUMO

Resumo A osteoporose afeta grande parte da população e as fraturas são as complicações mais importantes relacionadas a essa doença, gerando altos gastos para o poder público. Dessa forma, a prevenção de fraturas decorrentes da osteoporose torna-se relevante tendo em vista que gera benefícios tanto para o indivíduo acometido pela doença quanto para o sistema de saúde. A osteoporose pós menoupasa tem sido associada ao estresse oxidativo, portanto, um eficiente sistema de defesa antioxidante é primordial para a manutenção da saúde óssea. O licopeno é um carotenoide antioxidante que aparentemente estimula a osteoblastogênese e inibe a osteoclastogênese. O objetivo deste estudo foi analisar a influência do licopeno na neoformação óssea em defeitos de calvária em ratas ovariectomizadas utilizando a concentração de 45 mg/kg. Foram utilizados 15 ratas Wistar Hannover pesando aproximadamente 200g, sendo que 10 animais foram submetidos à ovariectomia bilateral e 5 (Grupo Sham) foram submetidos à simulação da cirurgia de ovariectomia bilateral. Os animais ovariectomizados foram divididos aleatoriamente em 2 grupos Ovariectomizado (Ovx) e Ovariectomizado Licopeno (OvxL) que receberam água e licopeno respectivamente, por sonda gástrica, diariamente. As administrações iniciaram-se no dia seguinte à cirurgia de ovariectomia e/ou da exposição dos ovários e foram mantidas por 120 dias, data de realização da eutanásia. O grupo Sham recebeu água diariamente. Noventa dias após a ovariectomia bilateral foram confecionados defeitos ósseos nas calvárias de todos os animais e após trinta dias as ratas foram eutanasiadas. As amostras de tecido ósseo foram coletadas e foi realizado o processamento para a obtenção das lâminas histológicas. Foram realizadas as análises morfológicas e morfométrica, onde foi estimada a área (mm2) e porcentagem (%) relativa de osso neoformado utilizando o Software Image J. A avaliação morfológica evidenciou a ação benéfica do licopeno pois os animais que receberam esse antioxidante apresentaram um tecido ósseo mais maduro, com maior presença de osteócitos quando comparados aos demais grupos. Por meio das análises morfométricas verificou-se maior neoformação óssea para os animais que receberam o licopeno (p<0,05). Diante dos resultados obtidos, concluiu-se que o licopeno na concentração de 45 mg/Kg teve efeito benéfico no processo de reparação, promovendo significante formação óssea frente à ausência de hormônios estrogênicos.