Effects of Caffeine on Bones of Osteoporotic Rats

Abstract

Introduction: Osteoporosis is defined as a bone mass reduction, reaching a point that is insufficient to maintain the structural integrity of the skeleton, particularly after menopause. Caffeine (CAF) is associated with increased risk of osteoporotic bone fractures and inhibition of osteoblasts proliferation. Objective: The aim of this study was to produce an experimental menopause in ovariectomized (OVX) rats treated with daily caffeine injection and assess the newly formed bone. Methods and Materials: Sixty days after ovariectomy, 84 rats were subjected to extraction of upper right incisor and divided into sham: daily intraperitoneal injection of saline; CAF: daily injection of 1.5% caffeine (0.2 mL/100 g body weight) by the same period; OVX: ovariectomized and daily injection of saline; and OVX + CAF: ovariectomized and daily injection of 1.5% caffeine (0.2 mL/100 g body weight). The animals were killed on 7th, 14th, and 28th days after surgery, and their maxillae were processed for obtaining semiserial sections (5 lm) stained with hematoxylin and eosin. Through an image analysis system, the bone volume and the quality of newly formed bone in the dental socket were evaluated. Results: The histological results showed immature bone trabeculae and large amount of blood clot, and histometric analysis revealed less amount of new bone formation by 40.0% in osteoporotic animals and 61.0% in osteoporotic animals treated with caffeine compared with controls (ANOVA p £ 0.01).

Effects of Coffee Intake and Intraperitoneal Caffeine on Bone Repair Process - A Histologic and Histometric Study

“…It also corroborates the findings of another study (10) in which caffeine injected intraperitoneally was able to potentialize the disturbances of bone metabolism caused by induced osteoporosis in rats. On the other hand, Ng et al (25) demonstrated clinically a protective effect of coffee consumption on periodontal bone loss.…”

“…The present methodology used an atraumatic technique that allowed tooth extraction without postoperative complications, to provide a numeric characterization of bone repair process with the interference of systemic factors, analyzed by histological and histometric pattern methods (6,10).…”

“…Also, caffeine has an additional deleterious effect when administrated to animals with osteoporotic bones (10).…”

Quantificação do potencial osteogênico in vivo do osso autógeno + células osteoblásticas carreadas por uma biocerâmica composta de hidroxiapatita e fosfato tricálcio-β: Estudo qualitativo e quantitativo em microscopia de luz e eletrônica de varredura

“…O exame histológico dos alvéolos dos animais que receberam a implantação do osso autógeno isoladamente (grupo OA) mostrou um padrão normal de reparação, apresentando características similares aos da literatura, incluindo aqueles do nosso laboratório (Prata et al, 2007;Lacerda et al, 2009;Macedo et al, -E por ultimo a matriz inorgânica de HA, que forma uma plataforma no enxerto autógeno, contribui para o efeito osteocondutor da formação óssea à medida que o osso novo se forma por meio da substituição. Este processo pode ser considerado como uma terceira fase da formação óssea pelo osso autógeno.…”

“…O sítio analisado foi o alvéolo dentário pós-extração, por ser considerado um defeito ósseo que apresenta bastante semelhança aos eventos reparativos alveolares humanos, bem como em relação às particularidades teciduais encontradas na região oral e maxilofacial. Já é bem documentado na literatura esta abordagem de análise do processo reparacional sobre influências tanto sistêmicas (Machado et al, 2010; Lacerda et al, 2010; Macedo et al, 2011; Teófilo et al, 2011; Aguirre et al, 2011; Macedo et al, 2012), quanto locais com o objetivo também de estudar a biocompatibilidade e a capacidade de biomateriais em substituir e promover uma melhor neoformação óssea (Calixto et al, 2007; Prata et al, 2007; Melo, 2007; Wu et al, 2008; Macedo et al, 2011; Reis-Filho et al, 2012).Quanto aos achados histológicos e histométricos dos animais controle deste estudo, os mesmos estão de acordo com os dados relatados na literatura e também os encontrados pelo nosso grupo de pesquisa ao longo dos anos(Lamano-Carvalho et al, 1997; Lacerda et al, 2010;Macedo et al, 2011;Macedo et al, 2012). Sendo que para a maioria destes trabalhos a porcentagem de tecido ósseo neoformado no alvéolo dentário sem o uso de qualquer biomaterial ou interferência sistémica aos 7 dias variava de 30 a 38%, de 54 a 62% aos 21 dias e de 66 a 78% aos 42 dias, o que possibilitou a realização de um estudo comparativo seguro entre os diversos materiais de substituição óssea utilizados nesta presente pesquisa.…”