Calcified Tissue Research

, Volume 8, Issue 1, pp 320–333 | Cite as

Osteoporosis following calcium deficiency in rats

  • Carl D. Salomon
Original Papers


Young rats were fed with a calcium-deficient diet in order to produce osteoporosis. Metatarsals were examined histologically, histochemically, and radiologically, at intervals. Osteoporosis was first observed seven days after initiation of the diet. Increased bone resorption was manifested by thinning of the compacta through the action of hypertrophied cells, and by the formation in the compacta of resorption cavities by hypertrophied osteocytes.

Bone resorption took place in two stages. In the first stage calcium disappeared from the perilacunar bone matrix, from the matrix adjacent to the resorption cavities, and from the subendosteal area. The residual organic matrix in these locations stained metachromatically and was PAS positive; it was removed in the second stage. After two months, when the animals apparently adapted to the calcium-deficient diet, the width of the compacta remained stationary, and the resorption cavities disappeared. Animals returned to a normal diet after five months showed an increase in the thickness of their compacta. The changing role of the various cells together with cell transformation is discussed.

Key words

Osteoporosis Calcium Deficiency Osteocytes 


De jeunes rats sont soumis à un régime pauvre en calcium pour provoquer de l'ostéoporose. Les métatarses sont étudiés histologiquement, histochimiquement et radiologiquement. Les premiers signes d'ostéoporose sont visibles sept jours après le début du régime. Une résorption osseuse plus avancée se manifeste par amincissement de l'os compact, sous l'action de cellules hypertrophiées et par formation de cavités de résorption, autour d'ostéocytes hypertrophiés.

La résorption osseuse s'effectue en deux stades. Au cours du premier, le calcium disparait de la matrice osseuse périlacunaire ainsi que de la matrice adjacente aux cavités de résorption et de la zone située sous l'endoste. La matrice organique résiduelle de ces régions se colore métachromatiquement et est PAS positive; elle est éliminée dans un second stage. Après deux mois, lorsque les animaux se sont habitués au régime pauvre en calcium, l'épaisseur de l'os compact reste stationnaire et les cavités de résorption disparaissent. Les animaux, soumis à nouveau, après cinq mois, à un régime normal, présentent une augmentation de l'épaisseur de l'os compact. Les diverses fonctions des cellules ainsi que leurs modifications sont décrites.


Um eine Osteoporose zu erzeugen, erhielten junge Ratten eine Calcium-arme Diät. In verschiedenen Zeitabständen wurden die Metatarsalknochen histologisch, histochemisch und radiologisch untersucht. Eine Osteoporose wurde erstmals 7 Tage nach Beginn der Calcium-armen Diät beobachtet. Das Dünnerwerden der Compacta durch das Einwirken von hypertrophierenden Zellen sowie die Bildung von Resorptionshöhlungen in der Compacta durch hypertrophierende Osteocyten wiesen auf eine verstärkte Knochenresorption hin.

Die Knochenresorption spielte sich in 2 Stufen ab. Während der ersten Stufe verschwand Calcium aus der perilakunären Knochenmatrix, aus der an die Resorptionshöhlungen angrenzenden Matrix und aus dem subendostalen Bereich. Die an diesen Stellen verbleibende organische Matrix ließ sich metachromatisch anfärben und war PAS-positiv; sie verschwand in der zweiten Resorptionsstufe. 2 Monate später hatten sich die Tiere der Calcium-armen Diät scheinbar soweit angepaßt, daß die Dicke der Compacta stationär blieb und die Resorptionshöhlungen verschwanden. Tiere, die nach 5 Monaten wieder auf die normale Diät zurückversetzt wurden, zeigten ein Dickerwerden ihrer Compacta. Die während der Zellumwandlung sich verändernde Rolle der verschiedenen Zellen wird besprochen.


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Copyright information

© Springer-Verlag 1972

Authors and Affiliations

  • Carl D. Salomon
    • 1
  1. 1.Department of AnatomyThe Hebrew University-Hadassah Medical SchoolJerusalemIsrael

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