Effect of a Dose-Dependent Administration of Binge Alcohol on the Mandible in the Adolescent Sprague Dawley Rat

ABSTRACT

SUMMARY: Binge drinking in adolescents has a negative effect on the developing skeleton and the attainment of peak bone mass. Our study aimed to examine the effect of binge drinking on the growth and functional integrity of the adolescent Sprague Dawley rat mandible and to determine if a dosage of 1.5 g/kg is sufficient to produce a binge-model of consumption. A total of eight 7-week-old adolescent (male) Sprague Dawley rats were randomly placed into 4 groups with two rats each 1-week alcohol-exposed rats, 1-week pair- fed control rats, 4-week alcohol-exposed rats and 4-week pair-fed control rats. The alcohol exposed groups were administered a single daily dose via oral gavage of 1.5 g/kg of 20 % alcohol 3 days a week (alternate days) for 7 or 28 days. The pair-fed control groups were administered a caloric equivalent dose of maltose dextrin via oral gavage on the same days as the alcohol-exposed rats. The one-week alcohol exposed, and control rats were terminated on day 7 and the four-week alcohol exposed and control rats on day 28. The mandibles were dissected out and osteometric measurements determined using a digital vernier caliper. Bones were scanned using a 3D-microCT scanner (Nikon XTH 255L). Biomechanical tests were done using a Shimadzu universal testing machine. Differences observed were regarding mandibular osteometry, which showed a reduced height in the central portion of the alveolar bone (Al'-Me), and an increase in the height of the condylar head (Cd-Ag) in the 1-week alcohol-exposed rats when compared to the 1-week pair-fed control rats. No other differences were noted. Lack of significant changes seen between the alcohol and pair-fed control groups in both acute binge and chronic binge exposed rats is likely due to the low dose of alcohol administered to the rats in the study thus a higher dose is proposed.

RESUMEN

El consumo excesivo de alcohol en adolescentes tiene un efecto negativo en el desarrollo del esqueleto y en la consecución de la masa ósea máxima. Nuestro estudio tuvo como objetivo examinar el efecto del consumo excesivo de alcohol sobre el crecimiento y la integridad funcional de la mandíbula de la rata adolescente Sprague Dawley y determinar si una dosis de 1,5 g/kg es suficiente para producir un modelo de consumo compulsivo. Un total de ocho ratas Sprague Dawley adolescentes (machos) de 7 semanas de edad se colocaron aleatoriamente en 4 grupos con dos ratas cada uno ratas expuestas al alcohol durante 1 semana, ratas de control alimentadas en parejas durante 1 semana, ratas expuestas al alcohol durante 4 semanas, y ratas de control alimentadas en parejas durante 4 semanas. A los grupos expuestos al alcohol se les administró una dosis única diaria mediante sonda oral de 1,5 g/kg de alcohol al 20 % 3 días a la semana (días alternos) durante 7 o 28 días. A los grupos de control alimentados por parejas se les administró una dosis calórica equivalente de maltosa dextrina mediante sonda oral los mismos días que a las ratas expuestas al alcohol. Las ratas expuestas al alcohol durante una semana, las ratas de control al día 7, las ratas expuestas al alcohol durante cuatro semanas y las ratas de control al día 28. Se diseccionaron las mandíbulas y se determinaron las mediciones osteométricas utilizando un calibre vernier digital. Los huesos se escanearon utilizando un escáner 3D-microCT (Nikon XTH 255L). Las pruebas biomecánicas se realizaron utilizando una máquina de pruebas universal Shimadzu. Las diferencias observadas se relacionaron con la osteometría mandibular, que mostró una altura reducida en la porción central del hueso alveolar (Al'-Me) y un aumento en la altura de la cabeza condilar (Cd-Ag) en las ratas expuestas al alcohol durante una semana, en comparación con las ratas control alimentadas en parejas durante una semana. No se observaron otras diferencias. La falta de diferencias significativas entre los grupos de alcohol y de control alimentados en parejas expuestas a ebriedad aguda y ebriedad crónica, probablemente se deba a la baja dosis de alcohol administrada a las ratas en el estudio, por lo que se propone una dosis más alta.