The role of vitamin D metabolites in bone resorption

Two metabolites of vitamin D₃, 25-hydroxycholecalciferol (25-OHD₃) and 1,25-dihydroxy-cholecalciferol (1,25-(OH)₂D₃) are potent stimulators of bone resorption in two test systems whereas vitamin D₃ itself is inactive. These substances were tested (a) by directly comparing their action on bone explants of mouse half-calvariain vitro, and (b) by injecting them into young mice and measuring the degree of resorptionin vitro when explants were made 18 hours atter the injection. In both tests the 1,25-metabolite was about 100 times more potent than 25-OHD₃. The dose-response curve for 1,25-(OH)₂D₃ indicates that doses above about 0.2 ng/g body weight are capable of inducing an increase in bone resorption in normal young mice. These data show that 1,25-(OH)₂D₃ is one of the most potent substances known that affects bone metabolism. The results are discussed in relation to the possible role of 1,25-(OH)₂D₃ in the normal mobilization of calcium from bone.

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Zusammenfassung Bei Anwendung zweier verschiedener Versuchsanordnungen konnte gezeigt werden, daß die beiden Vitamin D₃-Metaboliten 25-Hydroxycholecalciferol (25-OHD₃) und 1,25-Dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)₂D₃) als starke Stimulatoren der Knochenresorption wirken, während sich Vitamin D₃ selbst inaktiv verhält. Diese Substanzen wurden folgendermaßen geprüft: a) durch direkten Vergleich ihrer Wirkung auf Knochenexplantate (Hälften von Mäusecalvarien)in vitro und b) indem die Metaboliten jungen Mäusen injiziert wurden und der Resorptionsgrad an Explantaten 18 Std nach Injektionin vitro gemessen wurde. Bei beiden Versuchsanordnungen war der 1,25-Metabolit etwa 100mal wirksamer als der 25-OHD₃-Metabolit. Aus der Dosiswirkungskurve für 1,25-(OH)₂D₃ geht hervor, daß es möglich ist, mit Dosen über ca. 0,2 ng/g Körpergewicht bei normalen jungen Mäusen bereits eine erhöhte Knochenresorption auszulösen. Diese Resultate zeigen, daß 1,25-(OH)₂D₃ eine der wirksamsten bisher bekannten Substanzen ist, die auf den Knochenmetabolismus einwirken können. Die Ergebnisse werden im Zusammenhang mit der Rolle, die das 1,25-(OH)₂D₃ bei der normalen Freisetzung von Calcium aus dem Knochen spielt, besprochen.

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Résumé Deux métabolites de la vitamine D₃, le 25-hydroxycholecalciferol (25-OHD₃) et 1,25-dihydroxycholecalciferol (1,25-(OH)₂D₃), stimulent la résorption osseuse dans deux systèmestests alors que la vitamine D₃ est inactive. Ces substances sont testées a) en comparant directement leur action dans les explants osseux de calottes craniennes de sourisin vitro et b) en les injectant dans de jeunes souris et en mesurant le degré de résorptionin vitro, lorsque les explants sont réalisés 18 heures après l'injection. Dans les deux tests, le métabolite 1,25 est environ 100 fois plus puissant que 25-OHD₃. La courbe dose-résponse de 1,25-(OH)₂D₃ indique que des doses au-dessus d'environ 0.2 ng/g de poids corporel sont capables d'induire une augmentation de la résorption osseuse chez de jeunes souris normales. Ces résultats montrent que 1,25-(OH)₂D₃ est une des substances connues les plus actives qui agit sur le métabolisme osseux. Le rôle possible de 1,25-(OH)₂D₃ sur la mobilisation normale du calcium osseux est envisagé.