Effect of chronic alcoholism on the density and bone repair in tíbia of rats: immunohistochemical and histometric study

O tecido ósseo tem como característica estar constantemente em plena absorção e recomposição celular, sendo controlado pela interação de RANKL e OPG. No caso da perda de sua continuidade, ou seja, quando ocorre algum defeito ósseo, sua remodelação leva à restauração e consequente integridade do esqueleto, sendo o seu metabolismo influenciado por fatores hormonais, locais, comportamentais, ambientais e nutricionais; e seu desequilíbrio é um dos maiores obstáculos para a eficácia da remodelação óssea, podendo interferir negativamente na consolidação de fraturas. A ingestão crônica de álcool pode contribuir para esse desequilíbrio, e embora correlações significativas venham sendo relatadas entre o consumo excessivo de álcool e a consolidação óssea, novos estudos devem ser desenvolvidos haja vista a grande disparidade entre o tempo de submissão e a quantidade de ingestão do álcool englobando os diferentes protocolos. Os objetivos desse estudo foram avaliar quantitativamente os efeitos do consumo crônico de álcool no peso, reparo ósseo e densidade óssea em ratos Wistar, além de observarmos qualitativamente as fibras colágenas e a expressão de OPG e RANKL. Para isso, separamos aleatoriamente 30 ratos Wistar em dois grupos , sendo (G1) 15 ratos consumindo solução de aguardente diluída em água por 100 dias com concentração progressiva e controlada (10ºGL, 15ºGL, 20ºGL, 25ºGL e 30ºGL) e 15 ratos não alcoólatras consumindo como dieta líquida somente água (G2). Após o 92º dia do período de indução do alcoolismo, ambos os grupos foram submetidos a um defeito ósseo realizado na tíbia com um motor rotacional contendo uma broca com tamanho de 3 mm de diâmetro. Após 8 dias após o procedimento cirúrgico os animais foram eutanasiados em câmara de C02, as tíbias foram removidas e aparadas nas proximidades do defeito ósseo para que fossem processadas através de secções histológicas descalcificadas. A porcentagem de osso neoformado e a densidade óssea foram avaliadas histometricamente. Através da imunohistoquimica observamos a expressão de OPG e RANKL e através de reação histoquímica pelo método Picro-sirius Red, estudamos o padrão de birrefringência das fibras colágenas. Como resultados, pudemos observar que o peso dos animais, a densidade e remodelação ósseas foram menores no grupo alcoólico. Encontramos também efeitos negativos em relação à qualidade e organização das fibras colágenas, bem como diferenciação na expressão de RANKL e OPG nos diferentes grupos. Nossos resultados demonstram que o protocolo proposto de ingestão de álcool exerce efeitos negativos no ganho de peso e qualidade óssea quando comparado ao grupo controle.The osseous tissue features the continuous cellular absorption and recomposition regulated by the interaction of the Receptor activator of nuclear factor kappa- β ligand (RANKL) and Osteoprotegerin (OPG). In case its continuity is lost, that is, any kind of bone injury, its remodeling leads to restoration and consequent skeletal integrity and its metabolism is influenced by hormonal, local, behavioral, environmental and nutritional factors; its imbalance is one of the biggest obstacles to the efficiency of bone remodeling, and it might interfere negatively with fracture healing. The chronic consumption of alcohol may contribute to this imbalance, and, although significant correlations between the excessive alcohol intake and bone consolidation have been reported, new studies must be developed considering the great variety of protocols which approach the time of exposure and quantity of alcohol intake. The objective of this study was to verify quantitatively the effects of chronic alcohol consumption on body weight, bone healing and density in rats. It was also observed quantitatively the collagenous fibers and the expression of OPG and RANKL. For this purpose, 30 Wistar rats were randomly divided into two groups: G1 (group 1) consisted in 15 rats which had, for 100 days, a liquid diet of liquor diluted in water with a progressive and controlled concentration (10°GL, 15°GL, 20°GL, 25°GL and 30°GL); G2 (group 2) consisted in 15 rats on a liquid diet of only water and free of alcohol. After the 92nd day of the induction period of alcoholism, tibial defects of 3 mm in diameter were created in both groups and after 8 days from this surgery procedure the animals were euthanized in a CO2 chamber. The tibiae were removed and cut next to the bone defect in order to be processed through decalcified histological sections. The percentage of renovated bone and osseous density were submitted to histometric analysis. Through immunohistochemistry, the expression of OPG and RANKL were analyzed and using Picrosirius red staining method, the birefringence pattern of the collagen fibers was studied. As a result, it was verified that the body weight of the animals, the osseous density and bone remodeling were smaller in G1; negative effects regarding to the collagen fibers quality and organization and a differentiation in the expression of OPG and RANKL were also found in both groups. Conclusion: these results show that the proposed protocol of alcohol intake produces negative effects in the gain of body weight and bone quality when compared to the control group