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Fragestellung: Die überschießende Kallusbildung bei der Frakturheilung in polytraumatisierten Patienten mit gleichzeitigem Schädel-Hirn-Trauma (SHT) ist bislang ungeklärt. Das Hormon Leptin scheint in der Interaktion von Knochenneubildung, Glucose- und Fettstoffwechsel sowie Insulinmetabolismus eine zentrale Rolle zu spielen. Leptindefizienz beeinflusst dabei die Knochenregeneration negativ. Ziel der vorliegenden Studie war die quantitative Analyse der Unterschiede in der systemischen Insulin- und Osteocalcinexpression (Plasmaspiegel) nach Polytrauma in Wildtyp- und leptin-defizienten Mäusen.

Methodik: In 138 weiblichen C57/B6N- und 138 weiblichen B6.V-Lep-ob/JRj-Mäusen wurde in 4 Untergruppen standardisiert eine Fixateur externe stabilisierte Femurosteotomie (Fx-Gruppe), ein Schädel-Hirn-Trauma mittels Controlled Cortical Impact Injury (CCI) (SHT-Gruppe) oder eine Kombination beider Verletzungen (Fx&SHT-Gruppe) induziert und diese mit einer Kontrollgruppe ohne Trauma (K-Gruppe) verglichen. Über einen Monat erfolgte bei allen Tieren einmal pro Woche eine Blutabnahme und die quantitative Bestimmung der Insulin- und Osteocalcinkonzentration mittels ELISA.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Innerhalb der Wildtypen zeigten sich im Vergleich von Fx- und Fx&SHT-Gruppe bei Vorliegen eines SHTs durchgehend erhöhte Insulin- und zeitweise erniedrigte Osteocalcin-Spiegel, die 3 bzw. 1 und 2 Wochen postoperativ Signifikanz erreichten (Abbildung 1 [Abb. 1]).

Über 2 Wochen erniedrigte Plasma-Osteocalcin- (r = -0,38; p = 0,02) und ein direkt postoperativ erhöhter Plasma-Insulinspiegel (r = 0,27; p = 0,02) korrelierten dabei auch nach Gewichtsanpassung mit dem Vorhandensein eines zusätzlichen SHTs. Für leptin-defiziente Tiere ließen sich derartige verletzungsspezifische Unterschiede nicht reproduzieren und eine signifikante Korrelationen zwischen Polytrauma und erniedrigten Plasma-Osteocalcinwerten (r = -0,38; p = 0,01) nur für die 1. postoperative Woche feststellen. In leptin-defizienten Tieren war zudem eine Tendenz zur negativen Insulin-Osteocalcin-Korreleation erkennbar. Zusammenfassend fanden wir im Wildtyp ein vom Verletzungsmuster abhängiges Hormonexpressionsprofil, das in Leptin-defizienten Tieren nicht nachweisbar war, was dort für eine verminderte knöcherne Regenerationsfähigkeit verantwortlich gemacht werden kann. Leptin scheint demnach als zentraler Mediator des Zusammenspiels von ZNS, Energiehaushalt und Knochenstoffwechsel zu fungieren.