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Revue du rhumatisme 79 (2012) 444–451

Disponible en ligne sur

www.sciencedirect.com

rticle original

’os cortical est plus sensible aux effets de l’alcool que l’os trabéculairehez le rat�

elphine B. Maurela,∗, Nathalie Boisseaub, Claude-Laurent Benhamoua,c, Christelle Jaffréa

Unité Inserm U658, caractérisation du tissu osseux par imagerie : techniques et applications, hôpital Porte-Madeleine, 1, rue Porte-Madeleine, BP 2439,5032 Orléans cedex 01, FranceEA 3533, laboratoire de biologie des activités physiques et sportives, université Blaise-Pascal, 63000 Clermont-Ferrand, FranceCHR d’Orléans, 45000 Orléans, France

n f o a r t i c l e

istorique de l’article :ccepté le 11 decembre 2011isponible sur Internet le 10 mai 2012

ots clés :lcoolensité minérale osseuses cortical et trabéculaireésistance osseuseats

r é s u m é

Objectif. – Alors que la consommation chronique d’alcool est connue pour abaisser le contenu miné-ral osseux, la densité minérale osseuse (DMO) et pour altérer la microarchitecture de l’os trabéculaire,l’impact de l’alcool sur la microarchitecture de l’os cortical est encore inconnu. Le but de cette étude étaitd’examiner les effets de différentes doses d’alcool sur la densité osseuse, les paramètres trabéculaires etcorticaux, et la résistance osseuse chez le rat.Méthodes. – Quarante-huit rats Wistar mâles ont été répartis en quatre groupes : témoin (C), dose d’alcoolà 25 % v/v (A25), dose d’alcool à 30 % v/v (A30) et dose d’alcool à 35 % v/v (A35). Les rats dans les groupesavec alcool ont bu une solution composée d’éthanol et d’eau pendant 17 semaines alors que les rats dugroupe témoin ont bu de l’eau uniquement. La qualité et la quantité osseuses ont été évaluées par l’analysede la densité, les paramètres de la microarchitecture de l’os trabéculaire et cortical, les concentrations enostéocalcine et N-télopeptide et un test de test de flexion trois points.Résultats. – La densité osseuse ainsi que l’épaisseur trabéculaire et corticale étaient diminuées dans lesgroupes avec alcool comparées au groupe C. La DMO était plus faible dans le groupe A35 que dans A30 etl’épaisseur corticale était diminuée dans le groupe A35 par rapport aux groupes A25 et A30. Le nombre depores était augmenté par l’alcool et la porosité était plus importante dans A35 que dans C. La concentration

en N-télopeptide était inférieure dans les groupes avec alcool comparée au groupe témoin alors qu’aucunedifférence n’a été observée pour les concentrations en ostéocalcine. L’énergie maximale à la rupture étaitplus faible dans A25 et A35 que dans C.Conclusion. – La consommation chronique d’éthanol a des effets délétères sur l’os cortical chez le rat etpeut avoir des effets dommageables sur la résistance osseuse. Ces effets étaient dose-dépendants, avecles effets les plus négatifs corrélés positivement aux doses les plus importantes d’alcool.

012 P

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. Introduction

Le risque d’avoir une fracture et de développer une ostéopo-ose est fortement influencé par des facteurs liés au mode de vieu cours de l’adolescence et de la vie adulte. La consommation

’alcool est bien connue pour être un facteur environnemental quiugmente fortement le risque d’ostéoporose [1,2]. La consomma-ion d’alcool diminue le contenu minéral osseux (CMO), la densité

DOI de l’article original : 10.1016/j.jbspin.2011.10.004.� Ne pas utiliser, pour citation, la référence francaise de cet article, mais la réfé-ence anglaise de Joint Bone Spine (doi:10.1016/j.jbspin.2011.10.004) ci-dessus.∗ Auteur correspondant.

Adresses e-mail : db.maurel@gmail.com (D.B. Maurel),athalie.BOISSEAU@univ-bpclermont.fr (N. Boisseau),laude-laurent.benhamou@chr-orleans.fr (C.-L. Benhamou),hristelle.jaffre@univ-orleans.fr (C. Jaffré).

169-8330/$ – see front matter © 2012 Publié par Elsevier Masson SAS pour la Société Froi:10.1016/j.rhum.2012.02.010

ublié par Elsevier Masson SAS pour la Société Française de Rhumatologie.

minérale osseuse (DMO) [3–5] et altère la microarchitecture de l’ostrabéculaire [1,6]. L’alcool a un impact négatif sur le tissu osseuxpour plusieurs raisons. Le remodelage osseux est modifié, essen-tiellement à cause d’une formation osseuse diminuée [1,5]. Lesdonnées concernant les effets de l’alcool sur la résorption osseusesont controversées, avec des études rapportant des augmentationset des diminutions en fonction de la prise d’alcool alors que d’autresne rapportent aucun changement [7–10]. Dans les modèles ani-maux d’abus d’alcool, dans lesquels le poids et la nutrition sontcontrôlés, les rats nourris avec de l’éthanol à des doses comparablesà celles des alcooliques développent une ostéopénie et d’autresanomalies squelettiques similaires à celles observées chez l’homme[11]. Un effet dose de l’alcool a été rapporté dans l’os trabéculaire

[11], mais à ce jour et à notre connaissance, aucune étude n’a éva-lué l’effet dose de l’alcool sur la microarchitecture corticale et laporosité. La microarchitecture de l’os cortical a été moins étudiéeque celle de l’os trabéculaire. L’os cortical est connu pour être un

ançaise de Rhumatologie.

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D.B. Maurel et al. / Revue du

éterminant important de la résistance osseuse, principalementtravers des paramètres de largeur et de porosité [12] et il

aut souligner qu’il a été démontré que la consommation d’alcoolvait des effets dommageables sur l’épaisseur et la densité de’os cortical [13,14]. Cependant, l’effet sur la porosité n’a pasté évalué. Le but de cette étude était d’évaluer les effets de’administration chronique de différentes doses d’éthanol, jusqu’à8 % de l’absorption d’énergie quotidienne, sur la masse osseuse, laésistance et l’architecture chez le rat, avec un intérêt particulierour l’os cortical.

. Méthodes

.1. Animaux

Quarante-huit rats Wistar mâles (Janvier, Le Genet-St-Isle,rance), âgés de huit semaines, ont été acclimatés pendant deuxemaines et maintenus sous température constante (21 ± 2 ◦C) etous des cycles 12 h/12 h de lumière/nuit au cours de l’expérience.es rats ont été hébergés par paires dans des cages standard etoumis à un régime standard (M20, Dietex, France). À l’âge de dixemaines, les rats ont été répartis de manière aléatoire dans un desroupes suivants : témoin (C), alcool à 25 % v/v (A25), alcool à 30 %/v (A30) et alcool à 35 % v/v (A35). Le protocole a duré 17 semaines.es rats des groupes A25, A30 et A35 ont bu une solution compo-ée d’éthanol et d’eau ad libitum. Le pourcentage d’éthanol dans laolution a été augmenté progressivement sur une période de deuxemaines de 8 % jusqu’à la concentration finale comme spécifié pourhaque groupe : 25 % v/v (7,3 g/kg par jour ; A25), 30 % v/v (8,7 g/kgar jour ; A30) ou 35 % v/v (10,7 g/kg par jour ; A35). La nourrituret la boisson ont été séparées afin de mimer au mieux la consom-ation humaine. La quantité de nourriture mangée a été contrôlée

our maintenir une absorption isocalorique entre tous les groupes,’est-à-dire que plus le contenu d’alcool était élevé dans la solutionuvable, moins la quantité de nourriture disponible pour les ratstait importante. Les quantités de nourriture et de solution buvablengérées ont été relevées chaque semaine pour tous les groupes.

À la fin de l’étude, les rats de tous les groupes ont été sacrifiésar exsanguination par ponction cardiaque, après une anesthésieu pentobarbital (0,1 mL par 100 g de masse corporelle). Le fémurauche a été excisé, nettoyé de la graisse et des tissus conjonc-ifs, placé dans un tissu doux et congelé à −20 ◦C pour les analyses

icroarchitecturales et biomécaniques.

.2. Poids corporel, masse grasse et masse maigre

Le poids corporel a été mesuré tout au long de l’étude. À l’âgee 11 et 27 semaines, les masses grasse et maigre ont été mesuréesar DXA (Discovery, Hologic, Bedford, Massachussets, États-Unis)n utilisant un mode « petit animal » spécifique. Afin de réaliser unxamen in vivo, les rats ont été anesthésiés avec du pentobarbitalilué dans du chlorure de sodium (0,5 mL v/v). Cet appareil est cou-amment utilisé pour les petits animaux et a été validé dans notreaboratoire [15].

.3. Mesure du CMO et de la DMO

Le CMO et la DMO in vivo du fémur gauche et du corps entiernt été mesurés à l’âge de 11 et 27 semaines par DXA en utilisantn appareil Discovery Hologic adapté aux petits animaux commeécrit précédemment.

.4. Caractéristiques morphologiques de l’os trabéculaire

La microarchitecture de la métaphyse de l’os fémoral a été analy-ée par �CT à haute résolution (Skyscan 1072, Skyscan, Aartselaar,

atisme 79 (2012) 444–451 445

Belgique). Nous avons choisi cette région parce qu’elle est riche enos trabéculaire. Les caractéristiques et les méthodes utilisées dansnotre laboratoire ont été décrites précédemment [15]. Les para-mètres analysés étaient : le rapport entre le volume osseux et levolume tissulaire (BV/TV, %), le rapport entre la surface osseuse et levolume osseux (BS/BV, mm2/mm3), l’épaisseur trabéculaire (Tb.Th,mm), le nombre de travées (Tb.N, 1/mm), les espaces inter-travées(Tb.Sp, mm) et le degré d’anisotropie (DA).

2.5. Caractéristiques morphologiques de l’os cortical

L’os cortical de la métaphyse fémorale a été étudié par �CTcomme décrit dans l’étude de Bonnet et al. [15,16]. La méthosepour calculer la porosité corticale a également été décrite par Loti-nun et al. Les caractéristiques d’acquisition étaient les mêmes quecelles utilisées pour l’os trabéculaire. Nous avons déterminé laporosité (Ct.Po, %), le nombre de pores (Po.N, 1/mm), le diamètredes pores (Po.Dm, mm), l’espacement des pores (Po.Sp, mm), le rap-port entre la surface des pores et le volume (PoS/PoV, mm2/mm3) etle rapport entre la surface des pores et le volume cortical (PoS/CtV,mm2/mm3).

2.6. Tests mécaniques de l’os

Les propriétés mécaniques du fémur gauche ont été estiméespar un test de flexion à trois points réalisé à l’aide d’une machineuniverselle permettant de réaliser des essais de flexion et de com-pression (Instron 3343, Instron, Melbourne, Australie). La méthodea été décrite précédemment [17]. Nous avons analysé la force maxi-male (N), l’énergie maximale (N.m), la rigidité (N.m) et la contraintemaximale à la rupture (MPa). Les diamètres internes et externesdans les deux axes (médiolatéral [ML] et antéropostérieur [AP])ont été mesurés avec le logiciel Image J, en utilisant les coupes d’osreconstruites obtenues par �CT (Skyscan 1072, Skyscan, Aartselaar,Belgique).

2.7. Analyses biochimiques

Le remodelage osseux a été analysé en testant des biomarqueursà partir d’échantillons sanguins prélevés le jour du sacrifice. Le sanga été centrifugé et le plasma a été congelé à −80 ◦C. Afin d’évaluer leremodelage osseux, nous avons mesuré la concentration en ostéo-calcine (formation osseuse) et la concentration en N-télopeptidedu collagène de type I (NTx, résorption osseuse) par une méthoseimmuno-enzymatique (Elisa). La concentration en ostéocalcine aété mesurée avec le kit commercial Rat-MidTM Osteocalcin EIA, IDS,France, en suivant les instructions du fournisseur. Les coefficientsde variation (CV) intra- et inter-observateurs étaient respective-ment de 5,0 % et 5,5 % et la limite de détection était de 50 ng/mL. Lesessais NTx ont été réalisés avec le test Elisa (enzyme-linked immu-nosorbent assay) Ntx Osteomark® (TECOmedical, France). Les CVintra- et inter-observateurs étaient de 4,6 % et 6,9 % respectivementet la limite de détection était de 3,2 nM en équivalents de collagèneosseux/L (BCE/L). Dickkopf-1 (DKK1) est un antagoniste de la voieWnt/�-catenin. Ainsi, il peut être utilisé comme marqueur négatifde la formation osseuse. Nous avons mesuré DKK1 avec le kit ElisaRat Dickkopf-1 (EIAabTM, Wuhan EIAab Science Co., Ltd, Wuhan,Chine). La gamme de détection s’étalait de 62,5 à 4000 pg/mL.

La leptine sérique a été mesurée par Elisa (m/r Leptin Elisa Kit,TECOmedical, France) en suivant les instructions du fournisseur,

afin d’estimer l’évolution des concentrations sanguines en fonc-tion de la prise d’alcool et pour établir si un degré de corrélationquelconque avec la composition corporelle pouvait être détecté.La sensibilité de détection du test était de 10 pg/mL et les CV

4 rhumatisme 79 (2012) 444–451

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46 D.B. Maurel et al. / Revue du

ntra- et inter-observateurs étaient inférieurs à 4,4 % et 4,7 %,espectivement.

.8. Analyses statistiques

Les données sont présentées sous la forme moyenne ± écart-ype (SD) pour tous les paramètres osseux et sont présentées sousa forme moyenne ± erreur-type (SEM) pour les analyses biochi-

iques. Les analyses statistiques ont été faites avec le logicieltatview 1992-98 SAS. La distribution normale (Gaussienne) desonnées a été estimée par le test de Shapiro-Wilk. L’analyse deariance Anova et le test t de Student ont été utilisés quand la distri-ution suivait la loi normale. Autrement, les tests de Kruskal-Wallist de Mann-Whitney ont été utilisés. La corrélation de Spearman et’analyse des covariances ont également été réalisées avec le logi-iel Statview. L’analyse de la covariance a été réalisée pour le CMOt la DMO. La DMO et le CMO ont été entrés comme les variablesépendantes, alors que le poids, la masse grasse et la masse maigrent été traités comme les variables indépendantes. Les résultats ontté considérés comme significatifs lorsque p ≤ 0,05.

. Résultats

.1. Consommation de nourriture et de boisson

La prise spontanée de boisson a diminué de manière significativeans les trois groupes qui ont été nourris avec de l’alcool en com-araison des témoins (p = 0,0008). Cependant, il n’y a eu aucuneifférence significative dans la dose totale de boisson consomméentre A25, A30 et A35. Le pourcentage de calories dérivé de l’éthanoltait significativement différent entre les trois groupes alcoolisés.l était significativement inférieur dans le groupe A25 en comparai-on des groupes A30 et A35 (p = 0,02 et p < 0,0001) et inférieur danse groupe A30 en comparaison de A35 (p = 0,007). La quantité totalee nourriture consommée était également significativement diffé-ente, avec une prise d’énergie dérivée de la nourriture inférieureans A25, A30 et A35 en comparaison des témoins (p < 0,0001). Laonsommation spontanée de nourriture était également diminuéeans A35 et A30 versus A25 (p = 0,002 et p = 0,02). Il n’y avait aucuneifférence en ce qui concerne la prise totale d’énergie par jour entre

es quatre groupes.Les rats ont recu suffisamment d’alcool pour induire une péliose

épatique (Fig. 1). Nous avons observé une augmentation du degré’atteinte du foie en fonction des doses croissantes d’alcool.

.2. Poids corporel, masse grasse et masse maigre

Il y avait des différences significatives entre les groupes auébut de l’étude (avant le début de la prise d’alcool) au niveau de

a masse grasse et du pourcentage de masse grasse (Tableau 1).’est pourquoi nous avons calculé les valeurs relatives pour contre-alancer les différences morphologiques de la condition pré-testT3-T1/T1*100). Les différences entre les groupes concernant lesaramètres de la composition corporelle restaient très signifi-atives (p < 0,0001 pour tous les paramètres). Les augmentationslobales du poids, de la masse maigre et de la masse grasse étaientnférieures dans A25, A30 et A35 comparées au C. Le gain de poidstait inférieur dans A35 versus A25 et A30 et le gain de masseaigre était inférieur dans A35 en comparaison de A25 et A30 ainsi

ue dans A30 versus A25.

.3. Mesures du CMO et de la DMO

Nous avons également analysé les différences relatives pour leMO et la DMO en raison des différences observées au début de

’étude (Tableau 1). Les gains de CMO et DMO au corps entier étaient Tab

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D.B. Maurel et al. / Revue du rhum

Fig. 1. Caractéristiques histologiques du foie pour les quatre groupes. Des coupesde 3 �m d’épaisseur ont été réalisées sur les foies et colorées avec une solution HES(hématoxyline, éosine et safran). Nous avons observé une péliose dans le foie desgpa

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roupes alcoolisés (flèches) caractérisée par la présence de sang dans les sinusoïdes,rovoquant leur dilatation. La péliose était plus importante dans le groupe le pluslcoolisé. Zoom (× 100).

ignificativement plus bas dans A25, A30 et A35 comparés au C etnférieurs dans A35 comparés à A25 et A30 (Tableau 1). Le gain deMO fémorale était inférieur dans les trois groupes alcoolisés enomparaison du C et inférieur dans A35 comparé à A25 et A30. Leain de CMO fémoral était inférieur dans A25, A30 et A35 comparéu C et plus bas dans A35 que dans A25.

Après avoir ajusté en fonction du poids, les mêmes profils signi-catifs ont été observés entre les quatre groupes concernant le CMOt la DMO au corps entier et au niveau fémoral. Après avoir ajustéour la masse maigre, les différences significatives pour le CMOp < 0,0001) et la DMO (p < 0,0001) au corps entier étaient conser-ées. Après ajustement pour la masse grasse, il y avait encore uneifférence pour le CMO au corps entier (p < 0,0001) bien que la DMOorps entier ne présentait plus de différence.

.4. Caractéristiques de l’os trabéculaire

Le rapport BS/BV était significativement plus élevé dans A25 et35 comparé au groupe C (Tableau 2). Tb.Th était diminuée deanière significative dans A25, A30 et A35 comparé au C. Il y avait

ne tendance vers une diminution du DA suite à la consomma-ion d’alcool (p = 0,07). Nous n’avons trouvé aucune différence pourV/TV et Tb.N.

.5. Caractéristiques de l’os cortical

Po.N était augmenté de manière significative dans A30 et35 comparé au groupe C, mais il n’y avait pas de différence entre25, A30 et A35 (Tableau 3). Ct.Po était augmentée significative-ent dans A35 comparé à C. PoS/CtV était significativement plus

levée dans A25, A30 et A35 versus C. Il n’y avait pas de différenceour Po.Dm et Po.Sp.

.6. Paramètres morphologiques de l’os cortical

Il n’y avait aucune différence entre les groupes concernant lesiamètres externes dans les deux axes (Tableau 3). Cependant, tous

es groupes alcoolisés présentaient des diamètres internes AP et MLignificativement plus importants que le groupe C. Ces paramètres

atisme 79 (2012) 444–451 447

étaient également significativement plus élevés dans A35 comparésà A25 et A30. L’épaisseur corticale était diminuée dans les deuxaxes, avec une diminution significative dans les groupes A25, A30 etA35 par rapport au groupe C ; et significative dans le groupe A35 parrapport aux groupes A25 et A30. La longueur du fémur était signi-ficativement plus faible dans le groupe A35 que dans les groupes C,A25 et A30.

3.7. Tests mécaniques

La section transversale (CSA) des os était diminuée de manièresignificative dans les groupes alcoolisés comparés au groupetémoin et elle était significativement plus faible dans le groupeA35 que dans A30 (Tableau 4). L’énergie maximale était diminuéedans A25 et A35 comparée au C. Nous n’avons trouvé aucune diffé-rence entre les groupes pour la force maximale et la rigidité.

3.8. Analyses biochimiques

La concentration sérique en NTx était diminuée de manièresignificative dans les groupes A25, A30 et A35 par rapport à C(Tableau 5). Elle était aussi plus faible dans A25 que dans A30 etA35 ; et dans A30 par rapport à A35. Nous n’avons pas observé dechangement dans la concentration sérique d’ostéocalcine (p = NS).DKK1 sérique n’était pas significativement différent entre lesgroupes mais il y avait une tendance vers une augmentationde DKK1 dans les groupes alcoolisés (p = 0,052). La concentrationsérique en leptine était plus basse dans les trois groupes alcooliséscomparés au groupe témoin.

3.9. Corrélations

La quantité d’alcool ingérée était inversement corrélée au gainde poids corporel (p < 0,0001, r = −0,86), au gain de masse mus-culaire (p < 0,0001, r = −0,85), au gain de masse grasse (p < 0,0001,r = −0,67), au gain de DMO au corps entier (p < 0,0001, r = −0,78) etau gain de CMO au corps entier (p < 0,0001, r = −0,82). Nous avonstrouvé des corrélations modérées mais significatives entre la massegrasse et la leptine (p = 0,016, r = 0,43) et entre la leptine et le poidscorporel (p = 0,008, r = 0,47). Nous avons également observé unecorrélation modérée et significative entre la CSA et l’énergie maxi-male (p < 0,0001 ; r = 0,60) et une corrélation élevée et significativeentre la CSA et l’épaisseur corticale (p < 0,0001 ; r = 0,80).

4. Discussion

Le principal résultat de cette étude est qu’une consommationexcessive d’éthanol pendant 17 semaines est associée à des altéra-tions négatives des paramètres de l’os cortical et que ces effets sontdose-dépendants.

Les trois doses d’éthanol ont diminué le gain de CMO et deDMO du fémur et du corps entier par rapport au groupe témoin.De plus, la plus forte dose d’éthanol a induit la plus forte réduction,puisque le CMO et la DMO étaient plus faibles dans A35 par rap-port à A25 et A30. Ces données démontrent que la consommationd’alcool altère le CMO et la DMO d’une manière dose-dépendante.La corrélation entre la quantité d’alcool ingérée et le degré de perteosseuse a été rapportée précédemment chez l’homme [4]. Ces don-nées confirment également que lorsque les calories dérivées del’éthanol représentent environ 38 % des calories totales, les effetsde l’éthanol sur l’os sont plus dommageables.

Nous avons observé des plus faibles gains de poids corporel,

de masse grasse et de masse maigre dans les groupes alcoolisésen comparaison au groupe contrôle. Ce phénomène a été observéprécédemment chez le rat et l’homme [18–20]. De plus, les gainsétaient plus faibles pour le groupe ayant recu la plus forte dose

448 D.B. Maurel et al. / Revue du rhumatisme 79 (2012) 444–451

Tableau 2Paramètres microarchitecturaux de l’os trabéculaire.

C (n = 12) A25 (n = 10) A30 (n = 11) A35 (n = 11) p

Volume osseux/Volume du tissu,BV/TV (%)

15,61 ± 5,49 13,27 ± 3,50 14,99 ± 4,58 11,74 ± 3,10 NS

Surface osseuse/Volume osseux,BS/BV (mm2/mm3)

44,98 ± 7,75 52,01 ± 3,37a 49,53 ± 5,62 53,59 ± 4,74a 0,005

SMI 1,83 ± 0,24 1,92 ± 0,18 1,80 ± 0,26 2,01 ± 0,16 NSÉpaisseur trabéculaire, Tb.Th (mm) 0,096 ± 0,012 0,084 ± 0,003a 0,087 ± 0,007a,b 0,084 ± 0,007a 0,007Nombre de travées, Tb.N (1/mm) 1,61 ± 0,44 1,58 ± 0,39 1,71 ± 0,48 1,39 ± 0,31 NSEspace inter-travées, Tb.Sp (mm) 0,47 ± 0,19 0,43 ± 0,11 0,44 ± 0,15 0,52 ± 0,19 NSDegré d’anisotropie, DA 2,68 ± 0,47 2,26 ± 0,15 2,34 ± 0,31 2,31 ± 0,25 NS

SMI : indice du modèle structural ; C : groupe témoin ; A25 : rats alcoolisés à 25 % v/v ; A30 : rats alcoolisés à 30 % v/v ; A35 : rats alcoolisés à 35 % v/v ; p : degré de significativité(post test) ; NS : non significatif.

cative

dc«[qsdtmLmelldrltlllddotmfianp

lmllnN

a Différence significative par rapport au groupe C (p < 0,05).b Différence significative par rapport au groupe A25 (p < 0,05). cDifférence signifi

’alcool. L’alcool est une boisson hautement calorique (environ septalories par gramme) mais ces calories sont considérées commevides » parce qu’elles ne contiennent aucun nutriment bénéfique21,22]. Comme les régimes suivis par les rats dans chacun desuatre groupes étaient isocaloriques, les différences observéesuite au protocole ne peuvent pas être attribuées à une différenceans la quantité de calories totales consommée ; elles sont plu-ôt dues aux calories fournies par l’éthanol. La masse maigre et la

asse grasse sont des déterminants clés de la masse osseuse [23].a masse maigre crée des stimuli mécaniques qui augmentent laasse osseuse, alors que la masse grasse agit comme une glande

ndocrine et régule la masse osseuse via des adipokines commea leptine. Ces mécanismes sont la source des effets indirects de’alcool sur l’os. Dans cette étude, la concentration en leptine étaitiminuée dans tous les groupes ayant recu de l’alcool en compa-aison aux témoins. La diminution de la masse grasse induite par’alcool pourrait être la raison de la diminution de la concentra-ion en leptine. Comme cela a été rapporté par Cirmanova et al.,a leptine a un effet anabolique direct au niveau osseux entraînanta différenciation des cellules souches de la moelle osseuse versa lignée des cellules ostéoblastiques [24]. Il est probable que laiminution de la concentration en leptine pourrait aboutir à uneiminution de la masse osseuse via le déclin de la différentiationstéoblastique dans la moelle osseuse, expliquant pourquoi cer-aines études ont rapporté un nombre accru d’adipocytes dans la

oelle osseuse [25]. Nous avons retrouvé des différences signi-catives pour le CMO et la DMO entre les groupes même aprèsjustement pour la masse grasse et la masse maigre. Ainsi, les dimi-utions de CMO et DMO observées étaient également causées enartie par les effets directs de l’alcool sur l’os.

Au cours de la dernière décennie, l’architecture de l’os trabécu-aire a souvent été étudiée en plus du CMO et de la DMO afin de

ieux comprendre les modifications osseuses et de mieux prédire

e risque fracturaire. Dans cette étude, Tb.Th était diminuée danses trois groupes alcoolisés en comparaison aux témoins alors qu’il’y avait aucune différence entre les groupes ayant recu de l’alcool.os résultats confirment les données de la littérature qui montre

par rapport au groupe A30 (p < 0,05).

que la prise d’alcool diminue le volume d’os trabéculaire et entraîneun amincissement trabéculaire [1,11,19,26]. L’évolution de BS/BVdans A25 et A35 en comparaison au groupe témoin et la tendancedu DA à diminuer avec l’alcool pourraient indiquer que l’alcool tendà désorganiser le tissu osseux.

Dans cette étude, la surface occupée par les pores dans le volumecortical était plus élevé dans les trois groupes alcoolisés en com-paraison au groupe C. Les doses d’alcool de 30 % et 35 % v/v ontaugmenté le nombre de pores dans l’os cortical en comparaison auxtémoins, mais pas la dose de 25 %. De plus, seule la dose de 35 % v/vaugmentait la porosité corticale en comparaison aux témoins. Celaest une preuve de l’effet délétère de l’alcool sur l’os cortical et nousaide à comprendre pourquoi l’alcool peut diminuer la résistanceosseuse. Hogan et al. [27] ont étudié la surface de l’os cortical enutilisant l’histomorphométrie et ont montré que celle-ci était infé-rieure chez les animaux alcoolisés en comparaison à des témoins.De même, Maddalozzo et al. [19] ont rapporté un volume corticalsignificativement plus faible chez des rats nourris avec de l’alcool encomparaison à des témoins après étude de la microarchitecture par�CT. Notre étude est la première à montrer l’effet de l’alcool sur lespores de l’os cortical et la porosité. Au cours du processus normal devieillissement, l’augmentation de la porosité est due à une augmen-tation du diamètre des canaux plutôt qu’à une augmentation dunombre de canaux [28,29]. Chez nos rats, la porosité était due à uneaugmentation du nombre de pores puisque nous n’avons observéaucun changement dans le diamètre des pores. Cela suggère que laconsommation chronique d’alcool affecte la porosité corticale d’unemanière qui diffère du processus normal de vieillissement. Dansnotre étude, nous montrons également un effet dose-dépendant del’alcool sur l’os cortical. Nos résultats ont montré une diminution del’épaisseur corticale dans tous les groupes ayant recu de l’alcool encomparaison aux témoins. Cette diminution de l’épaisseur corticalea été observée avec les trois doses d’alcool et cet effet était égale-

ment dépendant de la dose, les rats du groupe recevant la plus fortedose d’alcool ayant les plus faibles valeurs d’épaisseur corticale. Unetelle diminution de l’épaisseur corticale suite à une consomma-tion d’alcool a été rapportée précédemment chez des rats [19,30].

D.B.M

aureletal./R

evuedu

rhumatism

e79

(2012)444–451

449

Tableau 3Paramètres microarchitecturaux de l’os cortical et morphologie du fémur.

C (n = 12) A25 (n = 10) A30 (n = 11) A35 (n = 11) p

Porosité corticale, Ct.Po (%) 1,01 ± 0,27 1,15 ± 0,30 1,12 ± 0,25 1,35 ± 0,32a 0,02Diamètre des pores, Po.Dm (mm) 0,042 ± 0,004 0,040 ± 0,005 0,038 ± 0,004 0,040 ± 0,002 NSEspacement des pores, Po.Sp (mm) 1,28 ± 0,12 1,24 ± 0,13 1,22 ± 0,08 1,18 ± 0,12 NS

Surface des pores/Volume, PoS/PoV(mm2/mm3)

168,91 ± 30,83 172,89 ± 31,60 177,61 ± 26,93 161,88 ± 19,21 NS

Surface des pores/Volume cortical, PoS/CtV(mm2/mm3)

1,64 ± 0,17 1,92 ± 0,29a 1,95 ± 0,27a 2,16 ± 0,48a 0,0008

Nombre de pores, Po.N (1/mm) 0,24 ± 0,05 0,29 ± 0,06 0,29 ± 0,05a 0,34 ± 0,08a 0,005

Ø externe AP diaphyse (mm) 3,53 ± 0,16 3,49 ± 0,15 3,54 ± 0,15 3,63 ± 0,20 NSØ externe ML diaphyse (mm) 5,28 ± 0,27 5,2 ± 0,29 5,24 ± 0,26 5,37 ± 0,20 NSØ interne AP diaphyse (mm) 1,97 ± 0,17 2,19 ± 0,18a 2,23 ± 0,20a 2,44 ± 0,23a,b,c < 0,0001Ø interne ML diaphyse (mm) 3,72 ± 0,31 3,92 ± 0,34 3,91 ± 0,36 4,2 ± 0,30a,b,c 0,01Épaisseur corticale AP (mm) 0,78 ± 0,07 0,65 ± 0,05a 0,66 ± 0,06a 0,60 ± 0,04a,b,c < 0,0001Épaisseur corticale ML (mm) 0,78 ± 0,06 0,64 ± 0,06a 0,66 ± 0,07a 0,59 ± 0,08a,b,c < 0,0001Longueur du fémur (mm) 42,28 ± 1,01 42,39 ± 1,16 42,33 ± 0,87 41,22 ± 0,81a,b,c 0,02

C : groupe témoin ; A25 : rat alcoolisés à 25 % v/v ; A30 : rat alcoolisés à 30 % v/v ; A35 : rat alcoolisés à 35 % v/v ; p : degré de significativité (post test) ; NS : non significatif.a Différence significative par rapport au groupe C (p < 0,05).b Différence significative par rapport au groupe A25 (p < 0,05).c Différence significative par rapport au groupe A30 (p < 0,05).

450 D.B. Maurel et al. / Revue du rhumatisme 79 (2012) 444–451

Tableau 4Caractéristiques biomécaniques du fémur.

C (n = 12) A25 (n = 10) A30 (n = 11) A35 (n = 11) p

Force maximale (N) 184,46 ± 28,97 162,86 ± 29,86 171,95 ± 31,82 156,75 ± 27,27 NSContrainte maximale 14 703,69 ± 3082,55 13 494,20 ± 2677,88 13 387,73 ± 4005,31 11 222,59 ± 2908,41 NSSection transversale CSA (mm2) 8,87 ± 0,80 7,51 ± 0,54a 7,73 ± 0,60a 7,27 ± 0,57a,c 0,0001Rigidité (N/mm) 319,47 ± 58,51 293,18 ± 42,54 285,46 ± 42,75 274,01 ± 58,64 NSÉnergie maximale (N-mm) 118,39 ± 40,36 87,13 ± 33,23a 89,78 ± 31,32 76,17 ± 31,52a 0,04

C : groupe témoin ; A25 : rats alcoolisés à 25 % v/v ; A30 : rats rats alcoolisés à 30 % v/v ; A35 : rats rats alcoolisés à 35 % v/v ; p : degré de significativité (post test) ; NS : nons

ive pa

BfmDlunodupâllàdagdsegs

fisàotmAàeammAqa

TM

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ignificatif.a Différence significative par rapport au groupe C (p < 0,05). bDifférence significatc Différence significative par rapport au groupe A30 (p < 0,05).

roulik et al. ont suggéré que cela pouvait être dû soit à une plusorte résorption au niveau de la surface endocorticale, soit à une for-

ation diminuée au niveau de la surface endostéale ou périostéale.ans notre étude, les diamètres externes n’étaient pas modifiés par

’alcool, ainsi la diminution de l’épaisseur corticale était due soit àne augmentation de la résorption endocorticale, soit à une dimi-ution de la formation endocorticale, ce qui est supporté par nosbservations concernant un agrandissement de la cavité médullaireu fémur. Une diminution de la longueur du fémur a été observéeniquement dans le groupe A35. Cela a été rapporté précédemmentar Maddalozzo et al. [19] chez des rats Sprague-Dawley mâlesgés de trois semaines et neuf semaines suite à un régime dansequel l’éthanol représentait 35 % de l’apport calorique total. Danseur étude, la diminution de la taille de l’os était probablement due

la restriction calorique auto-imposée chez les rats nourris avece l’alcool qui ont consommé ad libitum. Dans notre étude, il n’ypas eu de différence dans l’apport calorique quotidien entre les

roupes mais les rats nourris avec de l’alcool ont consommé moinse nourriture que les rats témoins. Ainsi, la diminution de la crois-ance rapportée dans cette étude pourrait être due à une restrictionn nutriments provenant de la nourriture comme cela a été souli-né par Maddalozzo et al. ou à l’action spécifique de l’éthanol eton utilisation métabolique [21].

Dans la présente étude, la CSA des rats alcoolisés était signi-cativement plus faible que celle des témoins. Elle était aussiignificativement plus faible dans le groupe A35 en comparaisonA30. Cela s’explique par la diminution de l’épaisseur corticale

bservée dans le fémur, comme le montre la très forte corréla-ion observée entre ces deux paramètres. La diminution de l’énergie

aximale absorbée par le fémur mésurée chez les groupes A25 et35 en comparaison à C est intéressante puisqu’elle est corréléela diminution de la CSA (p < 0,0001 ; r = 0,60). Elles pourraient

xpliquer la réduction de la résistance osseuse observée chez leslcooliques et montrent l’importance de la taille osseuse et de laorphologie dans la résistance osseuse. Il est probable que l’énergie

aximale ne soit pas significativement différente dans le groupe30 en comparaison à C parce que la CSA n’est pas autant diminuéeue pour les autres groupes alcoolisés. Nos résultats sont en accordvec le rapport par Kusy et al. [31] d’une diminution de la résistance

ableau 5arqueurs biologiques de la formation osseuse, de la résorption osseuse et leptine.

C (n = 11) A25 (n = 10)

OC (ng/mL) 229,82 ± 50,42 210,10 ± 55,10NTx (nM BCE/L) 45,79 ± 8,62 13,41 ± 3,26a

DKK1 (pg/mL) 56,85 ± 18,78 146,80 ± 120,68Leptine (ng/mL) 4,43 ± 0,86 2,71 ± 1,16a

: groupe témoin ; A25 : rats alcoolisés à une dose de 25 % v/v ; A30 : rats alcoolisés à unn ostéocalcine (marqueur de formation osseuse) ; NTx : télopeptides N-terminaux du coégatif de la formation osseuse) ; p : degré de significativité (post test) ; NS : non significaa Différence significative par rapport au groupe C (p < 0,05).b Différence significative par rapport au groupe A25 (p < 0,05).c Différence significative par rapport au groupe A30 (p < 0,05).

r rapport au groupe A25 (p < 0,05).

mécanique du fémur suite à un régime alcoolisé (8 % v/v) de quatresemaines chez des rats mâles et femelles.

Dans notre étude, les concentrations en NTx étaient significati-vement plus faibles dans les groupes alcoolisés en comparaison augroupe témoin. La concentration en NTx était également plus faibledans le groupe ayant recu la plus faible dose d’alcool en comparai-son au groupe ayant recu la plus forte dose. De plus, nous n’avonsobservé aucun changement dans la formation osseuse. Cela est inté-ressant car tandis que les données concernant la résorption osseusesont controversées, la plupart des études ayant évalué les effets del’alcool sur l’os ont rapporté une diminution de la formation osseuse[19,30,32]. Cependant, Sampson et al. ont rapporté une absence dechangement dans la concentration sérique en ostéocalcine suiteà un régime calorique composé d’éthanol à 35 % chez de jeunesrates [33]. La présente étude confirme l’effet dose de l’alcool maisl’observation de la plus forte diminution de résorption osseuse dansles groupes ayant recu les plus faibles doses d’alcool est curieuse.Il a été montré que la consommation chronique d’alcool dimi-nuait le remodelage osseux principalement avec de faibles dosesd’alcool (régime à 2,5 % d’éthanol) [34,35]. Une explication possiblepourrait être que le processus de remodelage osseux n’est pas unprocessus continu et régulier. Comme le souligne Turner [10], iln’y a eu aucune étude longitudinale sur les effets de l’alcool sur leremodelage osseux. On ne peut donc pas exclure qu’il existe despériodes de résorption osseuse intense suivies de périodes méta-boliques de repos avec peu ou pas de changement du remodelageosseux. Deuxièmement, selon Parfitt [36], la formation osseuse etla résorption osseuse ne doivent pas être considérées comme deuxprocessus indépendants mais comme des processus couplés. Ainsi,ce qui est important, ce ne sont pas les effets séparés de l’alcoolsur la formation et la résorption osseuse, mais le fait que l’alcoolchange et diminue le remodelage osseux, ce qui peut affecter laréparation normale de l’os comme cela a été montré avec les bis-phosphonates [37]. DKK1 avait tendance à être augmenté dans lesgroupes alcoolisés en comparaison aux témoins. DKK1 est un anta-

goniste de la voie Wnt/�-caténine qui est un régulateur potentielresponsable du déclenchement de la différenciation des cellulessouches mésenchymateuses vers la lignée ostéoblastique [38]. Uneaugmentation en DKK1 pourrait être responsable d’une formation

A30 (n = 10) A35 (n = 10) p

295,54 ± 88,22 232,97 ± 31,77 NS19,86 ± 3,53a,b 31,53 ± 5,75a,b,c < 0,0001

143,93 ± 89,82 61,99 ± 26,77 0,0523,21 ± 0,80a 3,28 ± 0,68a 0,015

e dose de 30 % v/v ; A35 : rats alcoolisés à une dose de 35 % v/v ; OC : concentrationllagène de type I (marqueur de résorption osseuse) ; DKK1 : Dickkopf 1 (marqueurtif.

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D.B. Maurel et al. / Revue du

sseuse perturbée. Cela a été rapporté par Chen et al. suite à uneonsommation d’alcool chez des rates [38].

En conclusion, l’alcool a non seulement diminué la densitésseuse et l’os trabéculaire, mais il a également induit des chan-ements négatifs dans l’épaisseur corticale et la porosité. En outre,l y a eu une forte augmentation de l’effet délétère de l’alcool àne dose de 35 % v/v, ce qui a induit un niveau plus élevé de dom-ages au niveau de la porosité corticale, de la longueur du fémur et

u gain de DMO. Nos découvertes suggèrent que la consommationhronique d’alcool a un effet négatif profond sur l’os cortical, ce quiffecte la résistance osseuse.

éclaration d’intérêts

Les auteurs déclarent ne pas avoir de conflits d’intérêts en rela-ion avec cet article.

emerciements

Nous souhaitons remercier l’Institut de recherche scientifiqueur les boissons (IREB, France) pour son soutien financier, Éricolléans, Gaël Y. Rochefort, Stéphane Pallu, Arnaud Boudenot, eteila Khacef pour leur aide technique au cours des sacrifices. Nousemercions Jean-Jacques Beaubois et le Dr Patrick Michenet duépartement d’anatomopathologie et de cytogénétique de l’hôpitalégional d’Orléans pour leur aide concernant les marquages de foiet les coupes. Nous remercions Nicola L. Fazzalari pour ses com-entaires lors de la préparation de ce manuscrit. Nous souhaitons

galement remercier le laboratoire de neurobiologie d’Orléans pourvoir hébergé les rats.

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