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Die Trauma-induzierte Apoptose als mögliche Ursache der posttraumatischen Bandscheibendegeneration in thorakolumbalen Wirbelfrakturen: Eine in-vitro Analyse traumatischer versus degenerativer Bandscheiben
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Autoren
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S.K. Tschöke
- Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Charité - Campus Benjamin Franklin, Berlin, Germany
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C. Heyde
- Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Charité - Campus Benjamin Franklin, Berlin, Germany
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W. Ertel
- Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Charité - Campus Benjamin Franklin, Berlin, Germany
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A. Oberholzer
- Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Charité - Campus Benjamin Franklin, Berlin, Germany
| Veröffentlicht: | 28. September 2006 |
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Gliederung
Text
Fragestellung: Die Bedeutung der posttraumatischen Bandscheibendegeneration wird im Rahmen der konservativen und operativen Therapie von thorakolumbalen Wirbelfrakturen weiterhin kontrovers diskutiert. Besonders nach konservativer Ausheilung oder Materialentfernung ausschliesslich dorsal stabilisierter Wirbelfrakturen führt der Funktionsverlust der betroffenen Bandscheibe zur Kyphosierung und damit langfristig zur schmerzhaft eingeschränkten Beweglichkeit, nicht nur beim älteren Menschen. Tierexperimentelle Studien haben gezeigt, dass die frühzeitige Apoptose des Bandscheibengewebes hierbei entscheidend zum Ausmass der Degeneration und damit Funktionsverlust der entsprechenden Bandscheibe beiträgt. Ziel dieser Studie ist es, die Rolle der Apoptose und entsprechender Signalwege in humanen traumatischen Bandscheiben zu evaluieren und Unterschiede im Vergleich zu degenerativen Bandscheiben zu identifizieren.
Methode: Bandscheibengewebe von Patienten mit traumatischen thorakolumbalen Wirbelfrakturen (n=21) sowie von Patienten mit symptomatischer thorakolumbaler Bandscheibendegeneration (n=10) wurde im Rahmen des operativ-therapeutischen Eingriffs entfernt. Gesunde Bandscheiben aus einem Nachbarsegment primärer Wirbelkörpertumoren dienten als Kontrolle (n=3). Protein und mRNA wurde aus dem jeweiligen Bandscheibengewebe isoliert und hinsichtlich Apoptose (Effektorkaspase-3/7 Aktivität,TUNEL) sowie der Expression entsprechender Schlüsselgene im Rezeptor-vermittelten Apoptosesignalweg (TNFR I,FasR,Initiatorkaspase-8) und der Mitochondrial-vermittelten Apoptose (Bax,Bcl-2,Initiatorkaspase-9) analysiert.
Ergebnisse: Sowohl traumatische, wie auch degenerative Bandscheibenzellen zeigten eine verstärkte Apoptose mit signifikant erhöhter Effektorkaspase-3/7 Aktivität gegenüber Kontrollen. Obwohl die Kaspase-3/7 Aktivität traumatischer Bandscheibenzellen signifikant größer als bei degenerativen Bandscheibenzellen war, erreichte die Aktivität beider Initiatorkaspasen-8 (Rezeptor-vermittelte Aoptose) und -9 (Mitochondrial-vermittelte Apoptose) gleichermaßen signifikant hohe Werte gegnüber dem Kontrollgewebe. Bei insgesamt signifikant erhöhter TNFR I Expression in traumatischen und degenrativen Bandscheibenzellen, zeigten traumatische Bandscheibenzellen eine deutlich hochregulierte FasR Expression, welche sich signifikant von degenerativen Bandscheiben und Kontrollen unterscheiden konnte. Nur in traumatischen Bandscheibenzellen ließ sich eine signifikante Herabregulation des anti-apoptotischen Bcl-2 nachweisen.
Schlussfolgerung: In thorakolumbalen Wirbelfrakturen zeigt sich eine deutlich gesteigerte Apoptose der entsprechenden Bandscheibenzellen, die sich im Ausmaß und Signalweg von degenerativen Bandscheibenzellen unterscheidet. Neben der verstärkten Fas Rezeptor-Expression scheint eine Degeneration in traumatischen Bandscheiben durch die zusätzliche Herabregulation des anti-apoptotischen Proteins Bcl-2 begünstigt zu werden.
