Diagnose der Osteoporose bei Kindern

Labordiagnostik der Osteoporose bei Kindern

Zur biochemischen Bestimmung der Knochenmineraldichte stehen folgende Untersuchungsmethoden zur Verfügung:

• Merkmale des Phosphor-Kalzium-Stoffwechsels;
• Bestimmung biochemischer Marker des Knochenumbaus.

Bei der Beurteilung biochemischer Parameter sind routinemäßige Untersuchungsmethoden obligatorisch - Bestimmung des Kalziumgehalts (ionisierte Fraktion) und des Phosphors im Blut, tägliche Ausscheidung von Kalzium und Phosphor im Urin sowie Ausscheidung von Kalzium im Urin auf nüchternen Magen im Verhältnis zur Kreatininkonzentration in derselben Urinportion.

Zahlreiche Studien zur Osteoporose im Kindesalter belegen, dass selbst bei schwerer Osteoporose mit Fraktur die routinemäßigen biochemischen Parameter des Phosphor-Kalzium-Stoffwechsels meist nicht oder nur geringfügig und kurzzeitig verändert sind.

Zu den hochspezifischen und sensitiven Methoden zur Osteoporosediagnostik gehört die Bestimmung des Parathormon-, Calcitonin- und Vitamin-D-Spiegels im Blut. Diese Methoden unterliegen strengen Indikationen und haben sich in der praktischen Medizin noch nicht durchgesetzt. Parathormon wird bestimmt, wenn ein Hyperparathyreoidismus (primär oder sekundär) als Ursache der Osteoporose vermutet wird; Vitamin-D-Spiegel werden zur Diagnose der genetisch bedingten Osteomalazie und der Vitamin-D-abhängigen Rachitis verwendet.

Um den Zustand des Knochenumbaus zu bestimmen, werden hochempfindliche biochemische Marker des Knochenstoffwechsels in Blut und Urin untersucht. Im pathologischen Zustand spiegeln sie das Vorliegen einer gestörten Knochenbildung oder Knochenresorption wider. Zu den Markern der Knochenbildung zählen die gesamte alkalische Phosphatase (hauptsächlich ihr Knochenisoenzym), das Propeptid des menschlichen Kollagens Typ I und Osteocalcin. Letzterer Indikator gilt als der aussagekräftigste. Marker der Knochenresorption sind tartratresistente saure Phosphatase im Blut, Oxyprolin, Kollagenvernetzungen : Pyridinolin und Desoxypyridinolin im Nüchternurin; H-terminales Telopeptid im Urin. Die genauesten und wichtigsten Marker der Knochenresorption sind Pyridinolin und Desoxypyridinolin im Urin.

Biochemische Marker des Knochenumbaus

Indikatoren für die Knochenbildungsaktivität	Indikatoren der Knochenresorptionsaktivität
Alkalische Phosphatase-Aktivität (Blut): Gesamt-Alkaliphosphatase, Knochen-Alkaliphosphatase	Oxyprolin (Urin)
	Kollagen-Querverbindungen: Pyridinolin (Urin); Desoxypyridinolin (Urin)
Osteocalcin (Blut)	H-terminales Telopeptid (Urin)
	Weinsteinresistent
Menschliches Kollagen Typ I Propeptid (Blut)	Saure Phosphatase (Blut)

Die Bestimmung biochemischer Marker des Knochenstoffwechsels ist nicht nur für die Charakterisierung des Knochenstoffwechsels wichtig, sondern auch für die Auswahl eines Medikaments zur Erhöhung der Knochenmineraldichte, die Überwachung der Wirksamkeit der Therapie und die optimale Vorbeugung von Osteoporose.

Instrumentelle Diagnostik der Osteoporose bei Kindern

Die einfachste Methode zur instrumentellen Diagnose von Osteoporose ist die visuelle Beurteilung von Röntgenbildern der Knochen (bei Glukokortikoid-Osteoporose der Wirbelsäulenknochen).

Charakteristische radiologische Anzeichen einer verringerten Knochenmineraldichte:

• erhöhte „Transparenz“, Veränderung des Trabekelmusters (Verschwinden der Quertrabekel, grobe vertikale Trabekelstreifung);
• Ausdünnung und erhöhter Kontrast der Endplatten;
• Verringerung der Höhe der Wirbelkörper, ihre Verformung in Keil- oder Fischform (bei schweren Formen der Osteoporose).

Bei der Analyse von Röntgenbildern mit bloßem Auge ist es jedoch nahezu unmöglich, die Mineraldichte des Knochengewebes quantitativ zu bestimmen. Eine Demineralisierung des Knochens kann durch Röntgenstrahlen nachgewiesen werden, wenn die Dichte um mindestens 30 % abnimmt. Röntgenuntersuchungen sind von großer Bedeutung für die Beurteilung von Deformationen und Kompressionsänderungen der Wirbel.

Genauer sind quantitative Methoden zur Bestimmung der Knochenmasse (Densitometrie, vom englischen Wort „ density “). Die Densitometrie ermöglicht die Erkennung von Knochenschwund im Frühstadium mit einer Genauigkeit von 2–5 %. Es gibt Ultraschall-, Röntgen- und Isotopenmethoden (Mono- und Dual-Energie-Densitometrie, Mono- und Dual-Photonen-Absorptiometrie, quantitative CT).

Röntgenmethoden der Knochendichtemessung basieren auf der Übertragung von Röntgenstrahlen von einer externen Quelle durch den Knochen zu einem Detektor. Ein schmaler Röntgenstrahl wird auf den zu messenden Knochenbereich gerichtet. Die Intensität des durch den Knochen hindurchtretenden Strahls wird von einem Detektorsystem aufgezeichnet.

Die wichtigsten Indikatoren, die die Mineraldichte des Knochengewebes bestimmen:

• Knochenmineralgehalt, ausgedrückt als Gramm Mineral im untersuchten Bereich;
• Knochenmineraldichte, die anhand des Knochendurchmessers berechnet und in g/ ^cm2 ausgedrückt wird;
• Z-Kriterium ausgedrückt als Prozentsatz der Alters-Geschlechts-Norm und in Standardabweichungswerten von der durchschnittlichen theoretischen Norm (SD oder Sigma).

Die ersten beiden Kriterien sind absolute Indikatoren für die Knochendichte des untersuchten Bereichs, das Z-Kriterium ist ein relativer Wert. Bei Kindern und Jugendlichen wird nur dieser relative Indikator der Densitometrie verwendet.

Bei erwachsenen Patienten wird zusätzlich zum Z-Kriterium das T-Kriterium berechnet, das als Prozentsatz der maximalen Knochenmasse bei Personen des entsprechenden Geschlechts und der entsprechenden Rasse im Alter von 40 Jahren (wenn die Mineralzusammensetzung des Knochens als optimal gilt) sowie in Standardabweichungswerten ausgedrückt wird. Dieser Indikator ist der wichtigste zur Beurteilung des Grades der Knochendemineralisierung nach den WHO-Kriterien bei Erwachsenen.

Beide Kriterien (Z- und T-) werden in Zahlen mit Vorzeichen (+) oder (-) ausgedrückt. Der Sigma-Wert von -1 bis -2,5 wird als Osteopenie interpretiert, die eine obligatorische vorbeugende Behandlung und Überwachung erfordert, da ein reales Risiko für Frakturen besteht.

Wenn die Knochendichte auf Werte abnimmt, die die Standardabweichung um mehr als 2,5 überschreiten, steigt das Frakturrisiko – der Zustand wird als Osteoporose interpretiert. Bei Vorhandensein einer Fraktur (Frakturen) und einer Änderung des Z-Kriteriums, die die Standardabweichung um mehr als 2,5 überschreitet (z. B. -2,6; -3,1 usw.), wird eine schwere Osteoporose diagnostiziert.

Diagnostische „instrumentelle“ Kategorien der Knochenmineraldichtereduktion

T-Score oder T-Kriterium	Diagnose	Risiko von Knochenbrüchen
Von +2,0 bis -0,9	Normale Knochenmineraldichte	Kurz
Von -1,0 bis -2,49	Osteopenie	Mäßig
Von -2,5 oder weniger ohne Frakturen	Osteoporose	Hoch
Ab -2,5 oder weniger bei Frakturen	Schwere Osteoporose	Sehr groß

Alle Geräte berechnen Z- und T-Kriterien als Prozentsätze und Standardabweichungswerte aus den Standard-Sigma-Werten.

In neueren Studien zur Knochendichte bei Kindern (2003) wurden andere densitometrische Kriterien zur Beurteilung der Knochendichte vorgeschlagen. Es ist notwendig, „niedrige Knochendichte entsprechend dem Alter“ oder „unter den erwarteten Werten für die Altersgruppe“ anzugeben, wenn der Z-Score kleiner als -2,0 SD ist (z. B. -2,1; -2,6 SD usw.).

Monophotonen- und monoenergetische Densitometer eignen sich für Screening-Studien und die Behandlungskontrolle, können die Knochenmineraldichte jedoch nur in den peripheren Teilen des Skeletts (z. B. im Radius) bestimmen. Mit dieser Methode ist es nicht möglich, die Knochenmasse im proximalen Femur und in den Wirbeln zu bestimmen. Die Möglichkeiten von Zwei-Photonen- und Dual-Energie-Knochendensitometern sind deutlich breiter.

Mono- und Dual-Energie-Densitometer (Röntgen-Densitometer) haben gegenüber Photonen-Densitometern den Vorteil, dass sie keinen Austausch der Isotopenquelle erfordern, eine hohe Auflösung aufweisen und eine geringere Strahlungsbelastung aufweisen.

Die quantitative CT ermöglicht die Bestimmung und Messung der kortikalen und spongiösen Schichten des Knochens, um die tatsächliche Knochendichte darzustellen. Die Genauigkeit der Methode ist hoch, die Strahlenbelastung übersteigt jedoch die der oben beschriebenen Methoden deutlich.

Die Ultraschall-Knochendichtemessung basiert auf der Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit von Ultraschallwellen im Knochen. Sie wird hauptsächlich als Screening-Methode eingesetzt.

Welchen Knochenbereich sollte ein Kinderarzt für die aussagekräftigste densitometrische Untersuchung auswählen? Es gibt keine verbindlichen Empfehlungen. Die Wahl des Messbereichs hängt von verschiedenen Faktoren ab. Knochenschwund tritt in allen Bereichen des Skeletts auf, jedoch ungleichmäßig. Es empfiehlt sich, Knochen mit erhöhtem Frakturrisiko zu untersuchen. Die Röntgendensitometrie wird am häufigsten im Bereich der proximalen Femurknochen und der Lendenwirbelsäule durchgeführt. Dies liegt daran, dass der Knochenschwund heterogen ist und Unterschiede zwischen den beiden Bestimmungspunkten bestehen, sodass zwei Untersuchungen gleichzeitig durchgeführt werden müssen.

Da die Glukokortikosteroidtherapie die Knochenmineraldichte der Wirbelsäule stärker beeinflusst als die des Oberschenkelknochens oder Unterarms, empfiehlt sich die duale Röntgendensitometrie der Lendenwirbel zur Früherkennung von Osteoporose und zur Beurteilung der Behandlungswirksamkeit. Trotz ihrer Anwendung in der klinischen Praxis gilt die Densitometrie der Unterarmknochen nicht als allgemein anerkannte Methode, deren Daten für eine definitive Osteoporosediagnose ausreichen.

Die Densitometrie deckt den zuverlässigsten Risikofaktor für Frakturen auf – eine verminderte Knochenmineraldichte. Deshalb sollte ihre Bestimmung bei Verdacht auf Osteoporose in die Liste der instrumentellen Untersuchungen aufgenommen werden. Vorzugsweise wird die Dual-Energy-Densitometrie der Wirbelsäulenknochen eingesetzt.

Gemäß internationalen Empfehlungen sollte bei allen erwachsenen Patienten, die länger als sechs Monate mit GC in einer Dosis von mehr als 7,5 mg/Tag behandelt werden sollen, die Knochendichtemessung (BMD) (Wirbelsäule, proximales Femur) mittels Knochendichtemessung durchgeführt werden. Bei Patienten ohne Osteoporosetherapie sollte die Densitometrie alle sechs Monate wiederholt werden, bei Patienten unter Osteoporosetherapie mindestens einmal jährlich. Diese Empfehlungen lassen sich mit einigen Änderungen auch auf die Kinder- und Jugendmedizin übertragen.

Mit zunehmender Forschungslage zur Osteoporose wurde deutlich, dass es Situationen geben kann, in denen infolge einer Osteoporosebehandlung die Knochendichte steigt, die Frakturrate jedoch unverändert hoch bleibt. Oder umgekehrt steigt die Knochendichte trotz spezifischer Therapie nicht an, während die Frakturrate deutlich sinkt. Es wird vermutet, dass dies auf Veränderungen der Knochenqualität (Mikroarchitektur) zurückzuführen ist, die mit modernen Methoden nicht messbar sind. Deshalb bezeichnen einige Autoren die Densitometrie trotz ihrer Spezifität und hohen Sensitivität als Ersatzmethode zur Bestimmung des Frakturrisikofaktors.

Dennoch bleibt die Knochendichtemessung die wertvollste instrumentelle Methode zur Diagnose von Osteoporose und zur Vorbeugung von Frakturen. Die gebräuchlichste Klassifizierung der Osteoporose ist die WHO, basierend auf der Bewertung des densitometrischen T-Kriteriums (für Kinder - das Z-Kriterium).

Die Software von Knochendichtemessgeräten enthält Standardindikatoren für die Knochendichte verschiedener Skelettbereiche, abhängig von Geschlecht, Alter und ethnischer Zugehörigkeit, berechnet auf Grundlage umfangreicher Bevölkerungsstudien. In Russland sind densitometrische Programme für die Untersuchung von Kindern ab 5 Jahren konzipiert. Eine Densitometrie bei Kindern unter 5 Jahren ist nicht möglich, ab 5 Jahren ist sie nur auf Geräten mit diesem Altersprogramm zulässig.

In einer Reihe pädiatrischer Studien wurde besonderes Augenmerk auf die Analyse der Knochendichteindizes unter Berücksichtigung des Knochenalters und des Pubertätsstadiums nach Tanner gelegt. Bei der anschließenden Neuberechnung der Untersuchungsergebnisse unter Berücksichtigung der oben genannten Indizes zeigten sich signifikante Unterschiede. Dies ist auf die häufige Diskrepanz zwischen dem biologischen und dem Passalter eines Kindes mit Osteoporose zurückzuführen.

Es gibt keine einheitlichen Empfehlungen für densitometrische Untersuchungen bei Kindern.

Indikationen für die Dual-Röntgen-Absorptionsdensitometrie im Kindesalter können sein:

• Knochenbrüche infolge eines Sturzes aus stehender Höhe ohne Beschleunigung;
• Therapie mit Glukokortikosteroiden für mehr als 2 Monate;
• das Vorhandensein von Risikofaktoren für die Entwicklung von Osteoporose;
• Überwachung der Osteoporosetherapie (frühestens 1 Jahr nach Behandlungsbeginn).

Differentialdiagnose der Osteoporose bei Kindern

Die Differentialdiagnose der Osteoporose bei Kindern bereitet keine großen Schwierigkeiten. Bei klinischen Symptomen (siehe oben) sind instrumentelle Untersuchungsmethoden (Densitometrie, im Extremfall Röntgen der Wirbelsäulenknochen) zur Bestätigung der Osteoporose erforderlich, andernfalls kann die Diagnose nicht bestätigt werden. Mit dem instrumentellen Nachweis einer reduzierten Knochendichte ist die Diagnose Osteoporose eindeutig; es muss lediglich entschieden werden, ob Osteoporose ein Syndrom oder eine Grunderkrankung ist.

Bei Kleinkindern muss die Osteoporose von der Osteomalazie unterschieden werden, die lediglich durch Demineralisierung und Erweichung der Knochen ohne ausgeprägte Veränderung der Proteinsynthese in der Matrix gekennzeichnet ist. Grundlage der Osteomalazie ist eine Zunahme nichtmineralisierten Osteoidgewebes.

Ein klassisches Beispiel für Osteomalazie ist eine Schädigung des Knochensystems bei Mineralstoffmangelrachitis (auf ihrem Höhepunkt), deutlich seltener bei einer Erkrankung aus der Gruppe der genetisch bedingten Osteomalazie. Zu den klinischen Manifestationen bei Rachitis zählen altersabhängig Veränderungen der Schädelform (Kraniotabes, Abflachung der Schädelknochen, Vorhandensein von Frontal- und Parietalhöckern), O-förmige Krümmung der Beine und Muskelhypotonie. Routinemäßige Laboruntersuchungen zeigen eine Abnahme des Phosphorspiegels (seltener Kalziumspiegels) und einen Anstieg des alkalischen Phosphatasespiegels im Blut. Solche biochemischen Veränderungen sind nicht charakteristisch für Osteoporose.

Bei einer signifikanten Abnahme der Knochenmineraldichte unklarer Ursache sind Knochenbiopsie sowie histologische und histomorphometrische Untersuchungen in der Differentialdiagnostik von großer Bedeutung. Die Anwendung dieser Methode ist jedoch (insbesondere bei Kindern in Russland) aufgrund ihrer Invasivität und ihres traumatischen Charakters sowie der unzureichenden Anzahl pathomorphologischer Labore mit spezieller Ausrüstung für die Histomorphometrie begrenzt.

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