Immobilization and bone mass in rats

Abstract

The effects of parathyroidectomy and acetazolamide on the changes in bone mass which occur following immobilization were studied in male and female rats. The forelimb was immobilized by sectioning the right brachial nerve plexus. At 10 to 14 days following denervation, both humeri were removed. The dry weight of the bones was determined and the difference between the weight of the bones from the intact and denervated, limbs was used at an index of the denervation response. Animals were either parathyroidectomired or placed on a diet containing 0.5% acetazolamide sodium at the time of denervation. Parathyroidectomy inhibited the development of the denervation response to the extent of 45%, 30%, and 85% in three experiments. Acetazolamide, incorporated as the sodium salt in laboratory chow at a concentration of 0.5%, also blocked the development of the denervation response. In three experiments, treatment with the drug for 10 to 14 days inhibited the response 42%, 47%, and 64% respectively. Under conditions of pair-feeding 0.5% acetazolamide incorporated in the diet caused a slight but significant hypercalcemia. It is concluded that parathyroidectomy and acetazolamide administration, both of which are known to inhibit bone resorption, are effective in significantly reducting the development of the bone mass changes, seen after denervation of the limb in the rat.

Résumé

Les effets de la parathyroidectomie et de l’acétazolamide sur la masse osseuse après immobilisation ont été étudiés chez les rats mâles et femelles. Le membre antérieur est immobilisé par section du plexus nerveux droit brachial. Dix à I4 jours après dénervation, les deux humerus sont prélevés. Le poids sec des os est déterminé et la différence entre le poids des os des membres intacts et sans nerf est utilisée comme une mesure de la réponse à la section nerveuse. Les animaux sont soit parathyroidectomisés ou soumis à un régime contenant 0,5% de l’acét-azolamide de sodium au moment de la section nerveuse. La parathyroidectomie inhibe le développement de la réponse à la section nerveuse de 45%, 30% et 85% au cours de trois expériences. L’acétazolamide, incorporé sous forme de sel de sodium dans la nourriture à une concentration de 0,5%, inhibe aussi la réponse à la section nerveuse. Au cours des trois essais, ce traitement appliqué, pendant 10 à 14 jours inhibe la réponse respectivement de 42%, 47% et 64%. En nourrissantles animaux par paire, 0,5% d’acétazolamide provoque dans l’alimentation une hypercalcémie faible mais significative. La parathyroidectomie et l’administration d’acétazolamide, qui inhibent chacun la résorption osseuse, provoquent une diminution significative du développment osseux après dénervation de la patte du rat.

Zusammenfassung

Die Wirkungen von Parathyreoidektomie und Acetazolamid auf die nach Immobilisation erfolgenden Veränderungen in der Knochenmasse wurden bei männlichen und weiblichen Ratten studiert. Das Vorderbein wurde mittels Durchschneiden des rechten Brachialnervenplexus immobilisiert. 10–14 Tage danach wurden beide Humeri entfernt. Das Trockengewicht der Knochen, wurde bestimmt, und der Unterschied zwischen dem Gewicht der Knochen intakter und der Knochen behandelter Glieder wurde als Index der Reaktion auf das Durch-schneiden der Nerven verwendet. Die Tiere wurden entweder parathyreoidektomiert, oder sie erhielten eine Diät, welche zur Zeit der Nervdurchtrennung 0,5% Acetazolamid enthielt. Die Parathyreoidektomie beschränkte die Reaktion auf das Durchschneiden der Nerven in drei verschiedenen Experimenten auf 45%, 30% und 85%. Acetazolamid, welches als Natriumsalz in einer Konzentration von 0,5% in der Diät enthalten war, hemmte die Reaktion auf das Durchschneiden der Nerven ebenfalls. Die Behandlung mit dieser Substanz während 10–14 Tagen setzte die Reaktion in drei Experimenten um je 42%, 47% und 64% hereab. Bei paarweiser Fütterung (pair feeding) verursachte 0,5% Acetazolamid in der Diät eine leichte, aber signifikante Hypercalcämie. Parathyreoidektomie und Acetazolamidverabreichung, welche bekanntlich beide die Knochenresorption hemmen, bewirken also eine signifikante Hemmung der Knochenveränderungen, welche nach dem Durchschneiden eines Nerves in einem Glied der Ratte auftreten.