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Fragestellung: Ziel dieser Untersuchung ist der Nachweis der AGE-Strukturen Nε- Carboxymethyllysin (CML) und Imidazolon im humanen Knorpelgewebe differenter Arthrosegrade zur Erforschung der Gonarthrosepathogenese. AGEs entstehen durch nicht-enzymatische Glykierung langlebiger Matrixproteine, wie Kollagen im Rahmen der Maillard-Reaktion. AGE-Modifizierungen chondraler Proteine können zu funktionellen Störungen des Chondrozytenmetabolismus und der extrazellulären Matrix führen und sich am Pathogeneseprozess der Gonarthrose beteiligen.

Methodik: Es wurden humane Knorpelschnittpräparate unterschiedlichen Schädigungsgrades von 45 Patienten (19 männlich, 16 weiblich, mittleres Alter von 64,7 Jahren) eingeschlossen, die aufgrund einer fortgeschrittenen Gonarthrose einen prothetischen Gelenkersatz erhielten. Die Knorpelschnittpräparate wurden histomorphologisch und immunhistochemisch gefärbt um anschließend lichtmikroskopisch das Verteilungsmuster von CML und Imidazolon zu ermitteln.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Die AGE-Strukturen CML und Imidazolon sind immunhistochemisch im hyalinen Knorpel nachweisbar und differieren in Abhängigkeit zum Arthrosegrad. Die CML- und Imidazolon- Intensität sowie die Immunreaktivität der Chondrozyten nehmen signifikant mit steigendem Arthrosegrad zu. Im ungeschädigten Knorpel finden sich 152,56 CML positive Zellen/mm² bzw 75,89 Imidazolon positive Zellen/mm² im Vergleich zu 201,65 CML positive Zellen/mm² bzw 106,84 Imidazolon positive Zellen/mm² im 3-gradig geschädigten Knorpelproben. Beide Strukturen zeigen ein zelluläres und extrazelluläres Verteilungsmuster, wobei CML im Gegensatz zu Imidazolon eine erhöhte Immunreaktivität der extrazelluären Matrix der Superfizial- und Tangentialschicht aufweist.

Degenerativ geschädigter Knorpel weist vermehrt glykierte Proteine auf, die u.a. in ihrer physiologischen Form die Stabilität des Knorpels vermitteln und für dessen biomechanische Eigenschaften von großer Bedeutung sind. Dies bestätigt die pathogenetische Bedeutung von AGE-Strukturen im Rahmen arthrotischer Veränderungen im Kniegelenk. Weiterführende Analysen können durch Nachweis des AGE- Rezeptors (RAGE) sowie durch Untersuchungen von Aktivierungs- und Hemmungsphänomenen weiteren Aufschluss geben. Zusätzlich sollten auch Komorbiditätsmerkmale (Diabetes mellitus, Hypertrigyceridämie) der Patienten auf ihre Auswirkungen auf den Knorpelmetabolismus und chondrale Modifizierungen bedacht werden.