Einfluss von Pantoprazol auf die Frakturheilung im Alter

Abstract

Protonenpumpeninhibitoren wie Pantoprazol gehören zu den am häufigsten verschriebenen Medikamenten. Ihre Einnahme ist mit einem erhöhten Frakturrisiko assoziiert. Bei jungen Mäusen konnte gezeigt werden, dass die Frakturheilung durch Gabe von Pantoprazol beeinträchtigt wird. Ob die Frakturheilung auch im Alter beeinflusst wird, wurde bisher nicht untersucht. Daher war es Ziel dieser Studie, den Einfluss von Pantoprazol auf die Frakturheilung bei alten Mäusen zu untersuchen. Hierfür wurden die Femora von sechzig 16 Monate alten Mäusen geschlossen frakturiert und mit einer intramedullären Zugschraube stabilisiert. Die Applikation von Pantoprazol (n = 31) erfolgte durch eine tägliche intraperitoneale Injektion von 100 mg/kg Körpergewicht gelöst in isotoner Kochsalzlösung. Die Kontrollgruppe (n = 29) erhielt eine äquivalente Menge einer isotonen Kochsalzlösung. Die Frakturheilung wurde mittels biomechanischer, radiologischer, histologischer und proteinbiochemischer Analysen untersucht. Die Biegesteifigkeit war in der Pantoprazolgruppe erniedrigt. Dies war mit einem geringeren Anteil an Knochengewebe, einer verminderten Trabekeldicke und einem erhöhten Anteil an Bindegewebe innerhalb des Frakturkallus assoziiert. Die proteinbiochemische Analyse ergab eine verminderte Expression des Knochenformationsmarkers bone morphogenetic protein 4 sowie ein vermindertes Verhältnis von bone morphogenetic protein 4 zu vascular endothelial growth factor. Des Weiteren zeigte sich ein erhöhtes Verhältnis von receptor activator of nuclear factor kappa B zu Osteoprotegerin. Entsprechend war die Anzahl an Osteoklasten nach 2 Wochen erhöht. Nach 5 Wochen war deren Anzahl im Vergleich zur Kontrollgruppe hingegen erniedrigt. Insgesamt konnte gezeigt werden, dass Pantoprazol die Frakturheilung bei alten Mäusen beeinträchtigt. Es zeigte sich sowohl eine Störung der Knochenformation als auch der Knochenresorption.

Proton pump inhibitors such as pantoprazole are among the most frequently prescribed drugs. Their use is associated with an increased fracture risk and one study could demonstrate that pantoprazole impairs fracture healing in young mice. It has not yet been investigated whether proton pump inhibitors affect fracture healing in the elderly. Therefore, this research aimed to determine the influence of pantoprazole on fracture healing in aged mice. Closed femur fractures were created in sixty 16-month-old mice and stabilised with an intramedullary compression screw. Pantoprazole (n = 31) was administered by a daily intraperitoneal injection of 100 mg/kg body weight dissolved in normal saline. The control group (n = 29) received an equivalent amount of normal saline. Fracture healing was investigated using biomechanical, radiological, histological and protein biochemical analyses. Bending stiffness was reduced in pantoprazole treated animals. This was associated with a reduced amount of bony tissue, a reduced trabecular thickness and an elevated amount of fibrous tissue within the fracture callus. The protein biochemical analysis revealed a decreased expression of the bone formation marker bone morphogenetic protein 4 and a decreased ratio of bone morphogenetic protein 4 to vascular endothelial growth factor. Moreover, the ratio of receptor activator of nuclear factor kappa B to osteoprotegerin was elevated. Correspondingly, the number of osteoclasts was elevated after 2 weeks. After 5 weeks, however, their number was reduced in comparison to the control group. In conclusion, this study has shown that pantoprazole impairs fracture healing in aged mice. Both bone formation and resorption were disturbed.