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Fragestellung: Für den Erhalt von gesundem Knorpel ist ausgewogene mechanische Belastung auf Grund ihrer anabolen Wirkung, wie der erhöhten Synthese von Glykosaminoglykanen (GAG), essentiell. Diese Mechanokompetenz des Knorpels kann durch Arthrose beeinträchtigt werden. Obwohl Knorpel als nicht-innerviertes Gewebe gilt, wurden bei Arthrose eine erhöhte Zahl αCGRP-positiver Nervenfasern auch in unmittelbarer Nähe zu Chondrozyten in der Knorpeloberfläche gefunden, sowie hohe αCGRP-Spiegel in der Synovialflüssigkeit beschrieben. Dem Neuropeptid αCGRP wird im Knochen eine anabole Rolle zugeschrieben, da es die Balance zwischen Osteoblasten und Osteoklasten regulieren kann. Auch Chondrozyten können laut 2D-Kulturexperimenten auf αCGRP reagieren. Eine mögliche Auswirkung auf ihren Metabolismus lässt erwarten, dass durch Arthrose erhöhte αCGRP-Spiegel die mechanische Kompetenz von Chondrozyten beeinflussen. Ziel der Studie war es, die Reaktion humaner Chondrozyten auf mechanische Belastung in der Gegenwart von αCGRP zu untersuchen. Die Aufklärung der Wirkung von Neuropeptiden auf den Chondrozytenmetabolismus könnte zur Neubeurteilung von Bewegungskonzepten bei Knieschmerzen beitragen.

Methodik: Kollagenträger wurden mit humanen artikulären Chondrozyten besiedelt, mit einer zellfreien Knochenersatzphase verbunden und 35 Tage kultiviert, die letzten 24 h mit 1µM αCGRP. Effekte einer physiologischen dynamischen Kompression (3 h, 1 Hz, 25%) im spezialangefertigten Bioreaktor in An-/Abwesenheit von αCGRP wurden durch Isotopenmarkierung, GAG-Quantifizierung und Western Blotting untersucht und mittels t-test mit Bonferroni-Holm-Korrektur auf Signifikanz getestet.

Ergebnisse und Schlussfolgerung: Chondrozyten in den Konstrukten (Abbildung 1A [Abb. 1]) exprimierten beide αCGRP-Rezeptorkomponenten, CRLR und RAMP1 (Abbildung 1B [Abb. 1]), und reagierten mit einer signifikanten Erhöhung der cAMP-Spiegel auf die Behandlung mit αCGRP. Weder Kompression noch Stimulation mit αCGRP beeinflussten den Gesamt-GAG-Gehalt der Konstrukte. Mechanische Kompression verstärkte aber erwartungsgemäß die GAG-Synthese (P=0,04), was durch die Gegenwart von αCGRP nicht nur verhindert wurde (Abbildung 1C [Abb. 1]), sondern sogar zu einer Reduktion im Vergleich zur unbehandelten Kompressionsgruppe führte (P=0,048). αCGRP beeinträchtigte also die Mechanokompetenz von Chondrozyten. Dies legt nahe, dass schon moderate Belastung eines Gelenks bei erhöhten αCGRP-Spiegeln zur Knorpeldegeneration beitragen könnte, indem die GAG-Synthese reduziert wird und so die Adaption an Belastung unterbunden wird. Dies könnte nahelegen, dass Bewegung bei Knieschmerzen, die mit erhöhten αCGRP-Spiegeln einhergehen, sehr vorsichtig eingesetzt werden sollte.