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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013)

22.10. - 25.10.2013, Berlin

Adipositas führt zu einem ausgeprägten Verlust an Chondrozyten des hyalinen Knorpelgewebes

Meeting Abstract

  • presenting/speaker Tino Felka - Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Tübingen, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Eberhard Karls Universität Tübingen, Tübingen, Germany
  • Pascal Martin - Neurologischen Universitätsklinik, Eberhard Karls Universität Tübingen, Tübingen, Germany
  • Markus Kueper - Bundeswehrkrankenhaus Berlin, Abteilung für Allgemeine und Visceralchirurgie, Berlin, Germany
  • Sebastian Lueck - Institut fuer Stochastik, Universitaet Ulm, Ulm, Germany
  • Ulrich Stöckle - Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Tübingen, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Eberhard Karls Universität Tübingen, Tübingen, Germany
  • Volker Schmidt - Institut fuer Stochastik, Universitaet Ulm, Ulm, Germany
  • Bernd Rolauffs - Berufsgenossenschaftliche Unfallklinik Tübingen, Klinik für Unfall- und Wiederherstellungschirurgie, Eberhard Karls Universität Tübingen, Tübingen, Germany

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2013). Berlin, 22.-25.10.2013. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2013. DocGR12-1127

doi: 10.3205/13dkou488, urn:nbn:de:0183-13dkou4884

Veröffentlicht: 23. Oktober 2013

© 2013 Felka et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Das humane hyaline Knorpelgewebe weißt speziesabhängig eine definierte Zell-Anzahl und eine spezifische räumliche Organisation der Chondrozyten auf. In der Erkrankung der Arthrose verändern sich die Zell-Zahl und die Zell-Organisation sowohl in der Arthrose-Läsion als auch im umgebenden intakten Knorpelgewebe. Da ein Risikofaktor der Arthrose die mechanische Überlastung durch z. B. Übergewicht ist, untersuchten wir den Einfluss der Adipositas auf die Zell-Zahl und -Organisation im hyalinen Knorpel anhand eines Sprague Dawley Ratten-Modells. Der Hintergrund dieser Untersuchung war die Vision, die räumliche Chondrozyten-Organisation in der Zukunft zu diagnostischen Zwecken einzusetzen.

Methodik: Die superfiziellen Chondrozyten der Kondylen-Knorpelgewebe von zwei Jahre alten Sprague Dawley Ratten wurden fluoreszenzmikroskopisch analysiert (Gruppe I: normalgewichtige Ratten, intakter Knorpel, Collins 0-1, n=3; Gruppe II: adipöse Ratten durch 60% diätisches Fett, fokale Knorpelläsionen, Collins 2, n=3). Hierzu wurden die Zell-Kerne mit Propidium Jodid gefärbt und in der Aufsicht auf die ungeschnittene, makroskopisch intakte Knorpeloberfläche digital aufgenommen (Zeiss LSM 510 Meta Microscope, ApoTome). Es wurden die Zell-Dichte, die 3D-Positionen der Zellen und der Abstand jeder Zelle zu ihrem nächsten Nachbarn bestimmt, um eine räumlich stochastische Auswertung durchzuführen.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Die Knorpelgewebe von normalgewichtigen Ratten (Gruppe I) waren makroskopisch intakt, die der adipösen (Gruppe II) zeigten fokale Kondylen-Läsionen. Die Chondrozyten der adipösen Ratten (Gruppe II) waren im intakten Knorpelgewebe außerhalb der Arthrose-Läsion in ihrer Zell-Zahl um 36% signifikant reduziert (p<0,0001). Die Chondrozyten waren in diesen Arealen ohne räumliche Ordnung. Die Chondrozyten der normgewichtigen Ratten (Gruppe I) zeigten eine spezifische Anordnung in Vierergruppen, und die Zell-Anzahl dieser Chondrozyten war um 64% höher als in Gruppe II (p<0,0001). Der Abstand jedes Chondrozyten zu seinem nächsten Nachbarn betrug in den Knorpelgeweben normgewichtiger Ratten im Durchschnitt 9,3µm (Gruppe I) und in den adipösen Ratten 11,5µm (p<0,0001). Die Unterschiede in den Zell-Zell-Abständen korrelierten signifikant mit den Veränderungen der Zell-Zahl (p<0,001).

Zusammenfassung: Im diätischen Ratten-Modell führte Adipositas zu einer signifikant niedrigeren Anzahl der Zellen in der hyalinen Gelenkoberfläche. Dieser ausgeprägte Verlust an Chondrozyten durch Adipositas erzeugte eine räumliche Isolierung der verbleibenden Zellen. Gemeinsam könnten diese beiden Veränderungen teilweise den Mechanismus erklären, durch den Adipositas ein Risikofaktor der Arthrose darstellt.