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Eur J Pediatr Surg 1995; 5(4): 226-230
DOI: 10.1055/s-2008-1066211
Original article

© Georg Thieme Verlag KG Stuttgart · New York

Growth Hormone Effects on Wound Healing in Malnourished Animals: A Histological Study

Y.  Zaizen1 , E. G. Ford2 , H.  Shimada3 , M.  Kosi2 , Gerutrude  Costin4 , J. B. Atkinson2
  • 1Department of Pediatric Surgery, Faculty of Medicine, Kyushu University, Fukuoka, Japan
  • 2The Division of Pediatric Surgery, Childrens Hospital of Los Angeles, and the University of Southern California, Los Angeles, California, USA
  • 3Department of Pathology, Childrens Hospital of Los Angeles, and the University of Southern California, Los Angeles, California, USA
  • 4Department of Endocrinology and Metabolism, Childrens Hospital of Los Angeles, and the University of Southern California, Los Angeles, California, USA
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Publication History

Publication Date:
25 March 2008 (online)

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Abstract

Systemic growth hormone (GH) markedly improves celiotomy wound strength in protein malnourished (PM) animals. This study was undertaken to analyze the effect of GH as a basis for anatomically understanding.

Adult female Spraque-Dawley rats were divided into normally nourished controls, PM and GH-treated PM groups. Protein malnutrition was achieved by feeding 5.5% protein restricted chow every other day for eight weeks before surgery. Controls were fed 23.4 % protein chow. All animals were fed 23.4% protein chow postoperatively. Rat-GH was injected subcutaneously twice daily (1.0 mg/day) for three days prior to and five days after 5 cm midline celiotomy. Bursting strength of the wound was measured at 3, 6 and 14 days postoperatively. Histologic wound specimens (hematoxylin and eosin) were obtained from each group.

Wound strength of malnourished rats was significantly less than that of normal controls at six days after operation (p< 0.001). With administration of growth hormone, the wound strength was significantly improved.

Histologically, there was no difference between groups on day 3. On day 6 the normal control group showed a decrease in the early inflammatory cell infiltrate with concurrent development of granulation tissue and a dense proliferation of fibroblasts. The PM wound showed fatty infiltration, a very narrow band of poorly formed granulation tissue and a sparse fibroblastic proliferation.

The GH-treated PM group showed a combination of histologic findings. Fatty infiltration, similar to that in malnourished non-treated animals, was still evident but there was also a dense proliferation of capillary channels and fibroblasts comparable to normal animals. Although GH-treated wounds showed malnourished healing characteristics the quantity and quality of granulation tissue and fibroblastic proliferation was normal.

These observations suggest that GH activity in wounds of PM animals occurs at the capillary-fibroblast level.

Zusammenfassung

Systemisches Wachstumshormon (WH) verbessert die Festigkeit von Laparotomiewunden bei Tieren mit Proteinmangelernährung (PM). Im Rahmen dieser Studie sollte der Effekt von WH als Basis für das anatomische Verständnis untersucht werden.

Erwachsene weibliche Spraque-Dawley Ratten wurden unterteilt in normal ernährte KontroIltiere, eine Gruppe mit PM und eine Gruppe mit WH-Behandlung und PM. PM wurde durch Fütterung mit 5,5% proteinbeschränkter Diät alle zwei Tage über 8 Wochen vor dem Eingriff erzielt. Kontrolltiere erhielten 23,4 % Proteinnahrung. Ratten-WH wurde zweimal täglich (1,0 mg/Tag) über 3 Tage vor und 5 Tage nach einer 5 cm langen medianen Laparotomie subkutan injiziert. Die Reißfestigkeit der Wunde wurde 3,6 und 14 Tage nach der Operation gemessen. Wundpräparate zur histologischen Aufarbeitung (Hämatoxylin- und Eosin-Färbung) wurden von sämtlichen Gruppen gewonnen.

Die Reißfestigkeit der Wunden unterernährter Tiere war 6 Tage nach der Operation signifikant miedriger im Vergleich zu Kontrolltieren (p < 0.001). Durch Applikation von WH wurde die Wundfestigkeit signifikant verbessert. Histologisch war am dritten Tag kein Unterschied zwischen den Gruppen nachweisbar. Am 6. Tag dagegen zeigte die Kontrollgruppe eine Abnahme entzündlicher Zellinfiltrate mit Entwicklung von Granulationsgewebe und einer dichten Proliferation von Fibroblasten. Tiere mit PM zeigten im Wundbereich eine Fettinfiltration, ein schmales Band von mäßig ausgeprägtem Granulationsgewebe und eine geringgradige fibroblastische Proliferation.

Die WH-behandelte PM-Gruppe zeigte eine Kombination histologischer Befunde. Eine Fettinfiltration entsprechend derjenigen unbehandelter PM-Tiere war nachweisbar, doch kam es zudem zu einer dichten Proliferation von Kapillaren und Fibroblasten entsprechend normalen Tieren. Obwohl WH-behandelte Wunden Charakteristika der PM-Wundheilung aufwiesen, war die Quantität und Qualität des Granulationsgewebes und die Proliferation der Fibroblasten normal.

Anhand unserer Beobachtungen ist zu schließen. daß die Aktivität von WH bei Tieren mit PM auf dem kapillären und fibroblastischen Niveau auftritt.

Key words

Growth hormone - Wound healing-malnutrition

Schlüsselwörter

Wachstumshormon - Wundheilung - Malnutrition