Aluminum action on mouse bone cell metabolism and response to PTH and 1,25(OH)2D3

Aluminum action on mouse bone cell metabolism and response to PTH and 1,25(OH)2D3. Aluminum (Al) accumulation in bone is associated with low bone formation and mineralization rates; resorption may also be reduced. The mechanism of these Al-induced changes was investigated using cultured mouse osteoblast–like (OB) and osteoclast–like (OC) cells. The Al effect on bone resorption was measured by the in vitro release of 45Ca and β-glucuronidase from mouse fetal limb–bones. Al had a biphasic effect. High concentrations (>1.5 × 10-6 M) of Al inhibited collagen and DNA synthesis, ornithine decarboxylase and alkaline phosphatase activity in OB, and depressed tartrate-resistant acid phosphatase activity in OC. Lower Al concentrations stimulated these cellular activities and 45Ca and β-glucuronidase release from fetal bones. Al had no effect on basal cAMP levels in OB but inhibited the stimulating effect of bPTH on cAMP content. Al also altered the 1,25(OH)2D3 effects on the ornithine decarboxylase activity of OB cells. These data suggest that: (i) the low bone formation observed in vivo during Al intoxication may be due to the inhibition of collagen synthesis and to depressed cell proliferation; and (ii) Al may indirectly influence bone remodeling by interfering with the actions of bPTH and 1,25(OH)2D3 on bone cells

Bone ultrastructure and x-ray microanalysis of aluminum-intoxicated hemodialyzed patients

Bone ultrastructure and x-ray microanalysis of aluminum-intoxicated hemodialyzed patients. In hemodialyzed patients aluminum (Al) intoxication may induce osteomalacic lesions which are mainly observed when plasma immunoreactive parathyroid hormone (iPTH) concentrations are low, and osteitis fibrosa absent. In this study, the bone tissue of eight hemodialyzed patients with elevated plasma and bone Al concentrations was examined by histomorphometry, electron microscopy, and x-ray microanalysis. Five patients (group 1) had osteomalacia and minimal osteitis fibrosa, three patients (group 2) had severe osteitis fibrosa. In group 1, Al was concentrated at the mineralizing front, in hexagonal structures measuring 200 to 1,000 Å which also contained phosphorus, but not calcium. Hydroxyapatite needles had a normal aspect. Osteoblasts appeared inactive. In group 2, Al was also present at the mineralizing layer of osteoid, but, in these cases, in small clusters next to abnormal calcium deposits. Osteoblasts appeared very active. Their mitochondria contained calcium and phosphorus granules, or amorphous material, measuring 1,500 to 2,000 Å, emitting x-rays characteristic for Al and phosphorus. These results suggest that secondary hyperparathyroidism, by stimulating the cellular activity, may increase the uptake and release of Al by the osteoblasts. The presence of Al within the mitochondria of these cells may be one of the factors inducing the mineralization defect.Ultrastructure et microanalyse x du tissu osseux de malades hémodialysés intoxiqués par l'aluminium. Chez des malades hémodialysés l'intoxication par l'aluminium (Al) peut induire des lésions ostéomalaciques qui s'observent principalement quand la concentration plasmatique de l'hormone parathyroïdienne immunoréactive (iPTH) est peu augmentée, et en l'absence d'ostéite fibreuse. Dans cette étude le tissu osseux de huit malades hémodialysés dont la concentration plasmatique et osseuse de l'Al était élevée, a été examiné par l'histomorphométrie, la microscopie électronique et la microanalyse x. Cinq malades (groupe 1) avaient une ostéomalacie et des lésions minimes d'ostéite fibreuse, trois malades (groupe 2) avaient une ostéite fibreuse sévère. Dans le groupe 1, l'Al était concentré entre ostéoïde et tissu minéralisé, dans des structures hexagonales mesurant 200 à 1000 Å, qui contenaient également du phosphore, mais pas de calcium. Les aiguilles d'hydroxyapatite avaient un aspect normal. Les ostéoblastes paraissaient peu actifs. Dans le groupe 2, l'Al était aussi présent entre ostéoïde et tissu minéralisé, mais, dans ce cas, sous forme de petits amas, près de dépôts anormaux de calcium. Les ostéoblastes semblaient très actifs. Leurs mitochondries contenaient des granules de calcium et de phosphore ou bien du matériel amorphe, mesurant 1500 à 2000 Å, dont l'émission x était caractéristique de l'Al et du phosphore. Ces résultats suggèrent que l'hyperparathyroïdie secondaire, en stimulant l'activité cellulaire, favorise la captation et le dépôt de l'Al par les ostéoblastes. La présence d'Al dans les mitochondries de ces cellules pourrait être un des facteurs à l'origine du trouble de la minéralisation

Hepatic Abnormalities Associated with Aluminum Loading in Piglets

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