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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

Die Wirkung von verschiedenen Kollagenhydrolysaten auf humane arthrotische Gelenkknorpelexplantate

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Saskia Schadow - Universität Gießen, Orthopädische Universitätsklinik, Labor für Experimentelle Orthopädie, Gießen, Germany
  • Günter Lochnit - Universität Gießen, Biochemisches Institut des FB Medizin, Gießen, Germany
  • Jens Kordelle - Agaplesion Evangelisches Krankenhaus Mittelhessen, Gießen, Germany
  • Juergen Steinmeyer - Universität Gießen, Orthopädische Universitätsklinik, Labor für Experimentelle Orthopädie, Gießen, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocPO12-642

DOI: 10.3205/12dkou522, URN: urn:nbn:de:0183-12dkou5224

Veröffentlicht: 2. Oktober 2012

© 2012 Schadow et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Kollagenhydrolysate (KH) werden häufig als Nahrungsergänzungsmittel bei Arthrose eingesetzt. Nach oraler Einnahme von radioaktiv-markierten KH wurde Radioaktivität in den Gelenken von Mäusen gefunden. In-vitro-Untersuchungen mit einem Hydrolysat aus Kollagen Typ I ergaben, daß diese die Synthese von Kollagen und Proteoglykanen durch bovine Chondrozyten stimulieren. Andere Studien mit Kollagen Typ II-Fragmenten wiederum berichten von einer vermehrten extrazellulären Matrixdestruktion mit erhöhter Gelatinaseaktivität. Kleine Kollagenfragmente binden schwach an die alpha2A-Domäne des Integrinrezeptors, wobei diese Interaktion möglicherweise Teil des Wirkungsmechanismuses ist.

Das Ziel der hier vorgestellten In-vitro-Studie war es, erstmals und systematisch die Wirkung von verschiedenen kommerziell erhältlichen KH auf die Synthese und Freisetzung von Kollagen Typ II, Proteoglykanen (PGs), MMP-1, -3, -13 und Stickoxid (NO) aus humanen arthrotischen Knorpelexplantaten zu bestimmen und zwar in Abhängigkeit von der Konzentration an KH und dem Schweregrad der arthrotischen Vorschädigung.

Methodik: Die Knorpelexplantate stammten aus den lateralen Femurkondylen, die im Rahmen von Knie-TEP-Implantationen gewonnen wurden. Nach makroskopischer Bewertung gemäß Collins und Einteilung in zwei Gruppen mit gering- oder mittelgradig arthrotischen Veränderungen, erfolgte die Präparation und Kultivierung der Explantate. Die Bestimmung der Kollagensynthese in Gegenwart von 0–10 mg/ml KH (z.B. RDH, RDH-N von Rousselot) erfolgte durch Messung von radioaktiv-markiertem Hydroxyprolin gemäß einer Doppelmarkierungsmethode modifiziert nach Goodwin et al. (2008). Das Ausmaß der Knorpeldegradation wurde mit separat gewonnenen Explantaten nach 6tägiger Behandlung mit 0–10 mg/ml KH ermittelt, wobei ein Medienwechsel nach 3 Tagen erfolgte. Der Gehalt an PGs wurde durch den DMMB-Assay ermittelt, während der NO-Gehalt der Nährmedien mit Hilfe der Griess-Reaktion spektralphotometrisch erfaßt wurde. Die Vitalität der Explantate wurde fluoreszensmikroskopisch bestimmt. Der Gehalt an MMPs wurde durch kommerziell erhältliche ELISA quantifiziert. Als Kontrolle dienten Explantate, die aus der gleichen Femurkondyle gewonnen wurden, denen jedoch keine KH zugesetzt wurden. Die molekulare Gewichtsverteilung der bovinen KH wurde mit Hilfe der MALDI-TOF-Massenspektrometrie bestimmt. Jedes Experiment wurde fünfmal wiederholt (N=6).

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: Unsere Studie zeigt zum ersten Mal, daß die von uns untersuchten KH keine stimulatorische Wirkung auf die Synthese von Kollagen durch humane arthrotische Gelenkknorpelexplantate besitzen. Diese Beobachtung war unabhängig vom Ausmaß der arthrotischen Vorschädigung. Die KH unterscheiden sich zudem signifikant hinsichtlich der molekularen Zusammensetzung der Peptide wie auch hinsichtlich ihrer katabolen und proinflammatorischen Wirkungen auf humanen Knorpel. Weiterführende Studien werden zeigen, inwiefern die hier in vitro gemessenen Wirkungen von klinischer Relevanz sind.