Published September 1995 | Version v1
Journal article

The effect of X-rays on the experimental arthritis in rats

  • 1. Dept. of Radiation Biology, St. Bartholomew's Medical College, London (United Kingdom)
  • 2. Dept. of Experimental Pathology, St. Bartholomew's Medical College, London (United Kingdom)

Description

We investigated the therapeutic efficacy of low doses of X-rays on different in-vivo models of monoarticular arthritis which have been developed for the investigation of anti-inflammatory drugs. Zymosan or heat-inactivated mycobacterium tuberculosis was injected into 1 knee joint of Wistar rats to produce, via different pathogenetic mechanisms, an acute monoarticular arthritis. Five days later, the amount of joint swelling, bone destruction and cartilage catabolism were measured. Immediately after arthritis induction, the knees were irradiated with a single dose of 5 Gy or with 4 daily fractions of 1 Gy. X-irradiation with daily doses of 1 Gy significantly reduced bone loss and cartilage degradation in Zymosan-induced arthritis and joint swelling in mycobacterium tuberculosis induced arthritis. However, a single high radiation dose significantly increased bone loss in mycobacterium tuberculosis induced arthritis. These data confirm the hypothesis of an anti-inflammatory effect of low radiation doses which so far has been based only on clinical experience. By using an established model of monoarticular arthritis we have now the opportunity to study the mechanism of the anti-inflammatory radiation effect in comparison to that of anti-inflammatory drugs. This way, we hope to provide a scientific basis for the use of radiotherapy in various painful degenerative joint disorders. (orig.)

Abstract (German)

An zwei verschiedenen, in der Arzneimittelforschung erprobten Tiermodellen einer monoartikulaeren Arthritis sollte die therapeutische Wirksamkeit niedriger Strahlendosen untersucht werden. In ein Kniegelenk des Hinterlaufs von Wistarratten wurde Zymosan oder hitzeinaktiviertes Mycobacterium tuberculosis injiziert, um ueber unterschiedliche pathogenetische Mechanismen akute Arthritiden zu induzieren. Nach fuenf Tagen wurde das Ausmass der Gelenkschwellung, der Knochendestruktion und des Knorpelabbaus gemessen. Unmittelbar nach Induktion der Arthritis wurden die Gelenke mit einer Einzeldosis von 5 Gy oder mit vier taeglichen Fraktionen von 1 Gy bestrahlt. Durch Bestrahlung wurden vor allem in der durch Zymosan induzierten Arthritis die Abbauprozesse in Knorpel und Knochen signifikant reduziert, waehrend durch fraktionierte Bestrahlung in der durch Mycobacterium tuberculosis induzierten Arthritis vor allem die entzuendliche Gelenkschwellung gebessert wurde. In diesem Arthritismodell verstaerkte allerdings eine hohe Einzeldosis den Knochenabbau. Erstmalig wird hiermit die nur durch klinische Empirie gestuetzte Hypothese von der antiinflammatorischen Wirkung niedrigen Roentgenstrahlendosen bei entzuendlichen Gelenkerkrankungen an einem etablierten tierexperimentellen Modell quantifiziert. Damit ist die Moeglichkeit gegeben, die Mechanismen der antiinflammatorischen Strahlenwirkung im Vergleich zu den antiinflammatorischen Medikamenten zu untersuchen, um die Strahlenbehandlung schmerzhafter, degenerativer Gelenkerkrankungen auf eine wissenschaftliche Grundlage zu stellen. (orig.)

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Original title (German)
Die Wirkung von Roentgenstrahlen auf die experimentelle Arthritis der Ratte

Publishing Information

Journal Title
Strahlentherapie und Onkologie
Journal Volume
171
Journal Issue
9
Journal Page Range
p. 534-538.
ISSN
0179-7158
CODEN
STONE4