Diagnose der Osteoporose bei Osteoarthritis

Die Entwicklung spezifischer und sensitiver biochemischer Marker, die die Gesamtrate der Knochenbildung und -resorption widerspiegeln, hat in den letzten Jahren die nichtinvasive Beurteilung des Knochenstoffwechsels bei verschiedenen metabolischen Knochenerkrankungen deutlich verbessert. Biochemische Marker werden bekanntlich in Marker der Knochenbildung und der Knochenresorption unterteilt.

Zu den vielversprechendsten Markern der Knochenresorption zählen Pyridinolin (Pyr) und Desoxypyridinolin (D-Pyr) – zwei unteilbare Pyridinverbindungen, die durch posttranslationale Modifikation von Kollagenmolekülen entstehen, in nativem Kollagen vorhanden sind und nicht an dessen Resynthese beteiligt sind. Bei rheumatischen Gelenkerkrankungen gelten diese Marker als sensitive und spezifische Laborindikatoren nicht nur für Knochenresorption, sondern auch für Gelenkzerstörung. So lässt sich experimentellen Studien zufolge bei Ratten mit adjuvanter Arthritis bereits in den ersten 2 Wochen nach Induktion der Erkrankung eine erhöhte Pyridinolinausscheidung im Urin beobachten, die mit klinischen Anzeichen einer Entzündung korreliert. Der Desoxypyridinolinspiegel im Urin steigt später an und ist enger mit einer Abnahme der Knochenmineraldichte verbunden. Bemerkenswert ist, dass die Gabe von Kollagenasehemmern mit einer verringerten Ausscheidung von Pyridinolin und Desoxypyridinolin einhergeht.

Die Pyridinolin- und Desoxypyridinolinwerte im Urin sind bei Kindern deutlich höher als bei Erwachsenen; in den Wechseljahren steigen sie typischerweise um 50–100 % an. Bei Patienten mit Osteoporose korrelieren die Urinkonzentrationen (insbesondere Desoxypyridinolin) mit der mittels Kalziumkinetik und Knochenhistomorphometrie gemessenen Knochenumbaurate.

Bei Patienten mit Osteoarthrose ist die erhöhte Ausscheidung von Pyridinolin und Desoxypyridinolin im Urin weniger ausgeprägt als bei rheumatoider Arthritis und korreliert weniger stark mit dem Schweregrad der klinischen Manifestationen. Es wurde kein Zusammenhang zwischen dem Schweregrad der radiologischen Veränderungen (gemäß der Kellgren-Lawrence-Skala) und den Werten dieser Marker festgestellt.

Unter den Knochenbildungsmarkern ist Osteocalcin hervorzuheben. R. Emkey et al. (1996) stellten fest, dass die intraartikuläre Gabe von Kortikosteroiden am Tag nach der Injektion zu einer signifikanten Abnahme der Osteocalcinkonzentration im Blut führte, gefolgt von einer Normalisierung innerhalb von zwei Wochen (wobei der klinische Effekt vier Wochen anhielt). Die Pyridinolinkonzentration im Urin veränderte sich nicht signifikant. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die intraartikuläre Gabe von Kortikosteroiden nur eine vorübergehende Hemmung der Knochenbildung bewirkt und den Resorptionsprozess nicht beeinflusst.

Die Bestimmung von Labormarkern des Knochenstoffwechsels erhöht die Effizienz der instrumentellen Beurteilung des Osteoporoserisikos (vor allem densitometrische Methoden). Wiederholte Messungen von Knochenmarkern während der Behandlung können die Qualität der Überwachung von Patienten mit Osteoporose verbessern.

Praktische Empfehlungen zur Verwendung biochemischer Marker des Knochenstoffwechsels zur Diagnose osteopenischer Erkrankungen:

• Serumosteocalcin und Knochenisoenzym der alkalischen Phosphatase sind derzeit die empfindlichsten Marker der Knochenbildung bei Osteoporose.
• Die empfindlichsten Marker der Knochenresorption sind die Ausscheidung von Pyridinolinverbindungen und terminalen Fragmenten von Kollagen Typ I im Urin mittels Immunoassay oder Hochdruckflüssigkeitschromatographie.
• Bevor eine Schlussfolgerung über die klinische Bedeutung der untersuchten Labormarker des Knochenstoffwechsels gezogen werden kann, ist eine gründliche Bewertung der jeweiligen klinischen Situation und der Besonderheiten der Therapie erforderlich.
• Ein erhöhter Knochenumsatz geht mit einem hohen Knochenverlust einher. Labormarker für Knochenbildung und/oder -abbau können helfen, Personen mit anfänglich normaler Knochenmasse unter Patienten mit Arthrose zu identifizieren, bei denen ein erhöhtes Risiko für die Entwicklung einer Osteopenie besteht (insbesondere im Frühstadium der Erkrankung).
• Erhöhte Werte von Knochenresorptionsmarkern sind unabhängig von der Knochenmasse mit einem erhöhten Risiko für Wirbel- und Hüftfrakturen verbunden. Daher ist die kombinierte Bestimmung von Knochenmasse und Knochenumsatzmarkern hilfreich, um Behandlungsziele für Patienten mit Arthrose mit höchstem Frakturrisiko (unter Berücksichtigung anderer Risikofaktoren) auszuwählen.
• Knochenmarker eignen sich gut zur Beurteilung der Wirksamkeit einer antiresorptiven Therapie und für ein schnelles (3-6 Monate) Screening von Patienten, die nicht auf die Behandlung ansprechen, da die Wirkung der Therapie auf den Knochenstoffwechsel früher erkannt wird als densitometrisch erfasste Veränderungen der Knochenmasse.

Der Hauptnachteil der derzeit verwendeten Labormethoden besteht darin, dass sie nur den Zustand des Knochengewebestoffwechsels zum Zeitpunkt der Untersuchung widerspiegeln, ohne direkte Informationen über die quantitativen Parameter des Knochengewebezustands zu liefern (d. h. es ist unmöglich, allein anhand von Labortestergebnissen eine Diagnose von Osteoporose oder Osteopenie zu stellen). Es ist auch zu beachten, dass im Gegensatz zu einigen metabolischen Knochenerkrankungen (Morbus Paget, renale Osteodystrophie), die durch signifikante Veränderungen des Knochenstoffwechsels gekennzeichnet sind, bei Osteoporose vor dem Hintergrund einer Osteoarthrose geringfügige Veränderungen der Knochenumbaurate über einen langen Zeitraum oft zu einem signifikanten Verlust an Knochenmasse führen können. Dies könnte die Tatsache erklären, dass die mit Standardmarkern ( Gesamtaktivität der alkalischen Phosphatase, Hydroxyprolinspiegel usw.) bei Patienten mit Osteoporose erhaltenen Daten in den meisten Zeitintervallen im Normbereich liegen. Daher ist es notwendig, spezifischere und sensitivere Marker des Knochenstoffwechsels zu entwickeln. Die Anforderungen an einen idealen Knochenresorptionsmarker lauten daher wie folgt: Es sollte sich um ein Abbauprodukt von Knochenmatrixbestandteilen handeln, das in anderen Geweben nicht vorkommt, bei der Knochenneubildung nicht vom Körper aufgenommen wird und bei der Bestimmung seines Blutspiegels nicht durch endokrine Faktoren beeinflusst wird.

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