Histochemical study of bone in gonadectomized rats

Abstract

Sections of the tibias from both intact and gonadectomized male and female rats were subjected to various histological and histochemical methods to determine the changes in the bone following gonadectomy. It was observed that both in castrated males and in ovariectomized females, the proximal epiphyseal cartilage became “sealed off” by bone after the fifth post-surgical month. In addition osteoporosis of the shaft of the bone was also observed. The epiphyseal cartilage of the gonadectomized rats exhibited intense PAS positive intercellular matrix in contrast to the alcianophilic ature of the matrix from control animals. The diaphyseal trabeculae from gonadectomized rats stained red with PAS and contained wide regions of calcified cartilage cores. In addition, the epiphyseal cartilage and bony trabeculae from these animals stained faintly in the ninhydrin-Schiff reaction. The staining reactions indicated that in gonadectomy there was an alteration in the state of aggregation of protein-mucopolysaccharide component of the organic matrix, a situation which would result in an interference in the mineralization of the bone.

Résumé

Des coupes de tibias de rats mâles et femelles, gonadectomisés et témoins, sont soumises à divers examens histologiques et histochimiques pour étudier les effets de la gonadectomie au niveau du tissu osseux. Le cartilage épiphysaire proximal des rats castrés et des rattes, ayant subi l'ablation des ovaires, est oblitéré par de l'os 5 mois après l'intervention. En outre, la diaphyse présente une ostéoporose. La matrice intercellulaire du cartilage épiphysaire des rats gonadectomisés est fortement PAS positive, contrairement à la réaction fortement alcian positive de la matrice des animaux témoins. Les travées diaphysaires des rats gonadectomisés se colorent en rouge avec le PAS et contiennent des régions étendues d'ilôts cartilagineux calcifiés. En outre, le cartilage épiphysaire et les travées osseuses de ces animaux se colorent faiblement à la ninhydrine-Schiff. Les réactions colorées suggèrent que la gonadectomie induit une altération dans le degré d'agrégation protéino-mucopolysaccharidique de la matrice organique; ce qui interfère probablement avec la minéralisation osseuse.

Zusammenfassung

Tibiaschnitte von unbehandelten und kastrierten männlichen und weiblichen Ratten wurden mit verschiedenen histologischen und histochemischen Techniken untersucht, um die Knochenveränderungen im Anschluß an die Gonadektomie zu bestimmen. Es wurde beobachtet, daß sowohl beim kastrierten Männchen wie beim ovarektomierten Weibchen der proximale Epiphysenknorpel nach dem fünften postoperativen Monat durch Knochen „eingekapselt” ist.

Dazu wurde auch eine Osteoporese des Knochenschaftes beobachtet. Der Epiphysenknorpel der kastrierten Ratten zeigte eine intensiv PAS-positive interzelluläre Matrix, im Gegensatz zu der alcianophil reagierenden Matrix von Kontrolltieren.

Die Diaphysentrabekel von kastrierten Ratten färbten sich mit PAS rot und enthielten große Bezirke von mineralisierten Knorpelkernen. Dazu färbten sich der Epiphysenknorpel und die Trabekel dieser Tiere nur schwach mit der Ninhydrin-Schiff-Reaktion. Die Resultate der verschiedenen Färbungen zeigten, daß nach Gonadektomie eine Veränderung im Aggregatzustand der Protein-Mucopolysaccharidkomponente der organischen Matrix stattfindet, was zu einer Interferenz im Knochenmineralisationsprozeß führen könnte.