RANKL and osteoprotegerin in osteoporotic mandibular



J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 870-877, 2021.

Original article

Osteoclast activity in osteoporosis mandibular bone based on RANKL and osteoprotegerin ratio

[Actividad de los osteoclastos en el hueso de la mandíbula con osteoporosis basada en la relación RANKL y osteoprotegerina]

Mefina Kuntjoro1,2, Nike Hendrijantini2*, Fedik Abdul Rantam3, Guang Hong4, Sherman Salim2, Muhammad Dimas Aditya Ari2

1Doctoral Program, Faculty of Medicine, Universitas Airlangga, Surabaya, Indonesia.

2Department of Prosthodontic, Faculty of Dental Medicine, Universitas Airlangga, Surabaya, Indonesia.

3Laboratory of Virology and Immunology, Department of Microbiology, Faculty of Veterinary Medicine, Universitas Airlangga, Surabaya, Indonesia.

4Liaison Center for Innovative Dentistry, Graduate School of Dentistry, Tohoku University, Aoba-Ku, Sendai, Japan.

*E-mail: nike-h@fkg.unair.ac.id

Abstract

Context: Osteoporosis occurs not only in the lumbar bone, femur, and radius but also occurs in the mandibular bone. Therefore, osteoporosis is a disease that required attention from the dentists.

Aims: To determine the ratio of Receptor Activator of Nuclear Factor kB-Ligand:Osteoprotegerin (RANKL:OPG) expression and the ratio of osteoclasts:osteoblasts number in the mandibular bone of the osteoporosis rat models.

Methods: The research subjects used were 20 Rattus novergicus, which were randomly divided into two groups, namely ovariectomy (OVX) and sham surgery (SHS). Twelve weeks after surgery, the animals were terminated and mandibular bone specimens were taken for histological examination of osteoclasts, osteoblasts, RANKL, and OPG expression. An examination of estrogen levels in the blood of the research subjects was also carried out. All data obtained were tested statistically using a t-test.

Results: There was a decrease in the amount of estrogen in the OVX group rather than SHS (p = 0.005). In the SHS group, the RANKL:OPG expression value ratio was 0.51 ± 0.15, while in the OVX group was 0.86 ± 0.22 (p = 0.001). In the SHS group, the ratio of osteoclasts:osteoblasts number was 0.012 ± 0.004, while in the OVX group was 0.061 ± 0.023 (p = 0.001).

Conclusions: A decrease in estrogen significantly induces the ratio of RANKL:OPG and osteoclast:osteoblasts in the mandibular bone.

Keywords: estrogen; medicine; osteoblast; osteoclast; osteoprotegerin; RANKL.

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Resumen

Contexto: La osteoporosis ocurre no solo en el hueso lumbar, fémur y radio, también ocurre en el hueso mandibular, por lo que la osteoporosis es una enfermedad que requiere atención por parte de los dentistas.

Objetivos: Determinar la proporción de expresión del Receptor Activador del Factor Nuclear kB-Ligando:Osteoprotegerina (RANKL:OPG) y la proporción de osteoclastos:número de osteoblastos en el hueso mandibular de los modelos de rata con osteoporosis.

Métodos: Los sujetos de investigación utilizados fueron 20 Rattus novergicus, que se dividieron aleatoriamente en dos grupos, a saber, ovariectomía (OVX) y cirugía simulada (SHS). Doce semanas después de la cirugía, se sacrificaron los animales y se tomaron muestras de hueso mandibular para el examen histológico de osteoclastos, osteoblastos, expresión de RANKL y OPG. También se llevó a cabo un examen de los niveles de estrógeno en la sangre de los sujetos de investigación. Todos los datos obtenidos se testaron estadísticamente mediante una prueba t.

Resultados: Hubo una disminución en la cantidad de estrógeno en el grupo OVX en lugar de SHS (p = 0,005). En el grupo SHS, la relación de valor de expresión de RANKL:OPG fue de 0,51 ± 0,15, mientras que en el grupo de OVX fue de 0,86 ± 0,22 (p = 0,001). En el grupo de SHS, la relación de osteoclastos:número de osteoblastos fue de 0,012 ± 0,004, mientras que en el grupo de OVX fue de 0,061 ± 0,023 (p = 0,001).

Conclusiones: Una disminución de estrógenos induce significativamente la relación RANKL OPG y osteoclastos:osteoblastos en el hueso mandibular.

Palabras Clave: estrógeno; medicina; osteoblasto; osteoclasto; osteoprotegerina; RANKL.

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Citation Format: Kuntjoro M, Hendrijantini N, Rantam FA, Hong G, Salim S, Ari MDA (2021) Osteoclast activity in osteoporosis mandibular bone based on RANKL and osteoprotegerin ratio. J Pharm Pharmacogn Res 9(6): 870–877.

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