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Die Altersabhängkeit der knochenanabolen Wirkung von Parathormon (PTH) – eine in vivo Studie an Ratten
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Authors
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G. Friedl
- Universitätsklinik f. Orthopädie und Orthopädische Chirurgie, Graz, Austria
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R.T. Turner
- Oregon State University, Dept.of Nutrition and Exercise Sciences, Oregon, United States of America
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G. Evans
- Mayo Clinic, Dept. Orthopedic Research, Rochester, MN, United States of America
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H. Dobnig
- Medizinische Universität Graz, Dept.Internal Medicine, Graz, Austria
| Published: | October 9, 2007 |
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Fragestellung: Die Behandlung mit Parathormon wurde in den letzten Jahren intensiv zur Prävention osteoporotischer Frakturen eingesetzt, hat aber auch das Potenzial zur Verbesserung einer Frakturheilung oder Endoprothesenfixierung. Während der Einfluss des Hormonstatus, Geschlechtes oder Körpergewicht sehr gut charakterisiert sind, ist bislang der Einfluss des Alters auf die knochenanabole Wirkung weitgehend unbekannt, was insbesondere bei Anwendungen in der Orthopädie von großer Bedeutung sein kann.
Methodik: SD-Ratten im Alter von 1 (sehr schnell wachsend), 3 (beinahe ausgewachsen) und 13 Monaten (fortgeschrittenes Alter) wurden entweder mit PTH oder VEH über 7 Tage hindurch behandelt. Anschließend wurden folgende Untersuchungen durchgeführt: statische und dynamische Knochenhistomorphometrie am trabekulären Knochen der Tibiametaphyse und -epiphyse, Längenwachstum innerhalb der Epiphysenfuge, Genexpressionsanalyse im Knochen des distalen Femurs und Bestimmung von Knochenumbaumarker im Serum.
Ergebnisse: Mit zunehmenden Alter reduzierten sich alle Knochenumsatzmarker, einhergehend mit einem raschen Rückgang der Knochenneubildungsrate(BFR/BS), während das Knochenvolumen (BV/TV) stetig zunahm. Die Behandlung mit PTH führte zu einer dramatischen Steigerung der der BFR/BS (1,5-, 3-, und 4,7-fach), während die osteoklastäre Knochenresorption unverändert blieb und folglich zu einer signifikanten Steigerung der BV/TV führte. Im jungen Knochen wurde neuer Knochen fast ausschließlich durch appositionelles Wachstum angebaut, während im fortgschrittenen Alter der anabole Effekt zunehmend auf eine Reaktivierung ruhender Trabekeloberflächen zurückzuführen war. Der zelluläre Mechanismus des knochenanabolen PTH-Effektes war signifikant vom Alter abhängig: Im jungen Knochen wurde v.a.die Osteoblastenaktivität (MAR) stimuliert und die Anzahl der Knochentrabekel (Tb.N)erhöht, während im Alter v.a. die Ausdehnung aktiver Osteoblasten an der Trabekeloberfläche (MS/BS, Ob.S/BS, Ob.N/BS)stimuliert wurde, die dann zu einer Verdickung (Tb.Th) ebendieser führte.
Schlussfolgerungen: Wenn auch in jedem Alter eine knochenanabole Wirkung mit PTH erreicht werden kann, so scheint ein signifikant unterschiedlicher zellulärer Mechanismus unterschieliche Auswirkungen auf die Struktur des Knochens zu haben. Das Verständnis ebendieser Prozesse erscheint für die unterschiedlichen Anwendungen innerhalb der Orthopädie von großer Bedeutung.
