Störungen des Knochenumsatzes

Klinische Bedeutung

Der Knochen ist ein spezielles, durch Mineralisation mit Calciumphosphat gehärtetes Bindegewebe, das einem ständigen Umbau (Turnover) unterliegt. Erst durch diese Dynamik ist der Knochen in der Lage, auf die mechanischen Kräfte, die auf ihn wirken, zu reagieren.

Die Regulation des Knochenumbaus, in dessen Verlauf altes Knochengewebe von Osteoklasten abgebaut und von Osteoblasten neu gebildet wird, erfolgt sowohl über zentrale Mechanismen als auch über die lokale Steuerung der knochenaufbauenden und -abbauenden Zellen. Die durch die Tätigkeit dieser beteiligten Zellen freigesetzten Fragmente, die sogenannten Knochenumsatzmarker, werden je nach ihrer Beteiligung am Umbauprozess in Knochenbildungs- oder Resorptionsmarker eingeteilt.

Störungen des Umbauprozesses, z. B. der übermäßige Abbau von Knochengewebe, resultieren in metabolischen Knochenerkrankungen, allen voran Osteoporose, Osteomalazie, inflammatorische Arthritis und Morbus Paget.

Diagnostik

Die Messung von Knochenumsatzmarkern leistet in der Diagnostik und Verlaufsbeurteilung von Erkrankungen, die mit einem gestörten Knochenumsatz einhergehen, einen unterstützenden Beitrag, da sie die Bildungs- und Resorptionsrate der Knochen widerspiegeln. Zusätzlich zur Knochendichtemessung durchgeführt, kann die Messung dazu den Verlauf der Osteoporose und die Wirkung von antiresorptiven Therapien zu beurteilen.

Bei der Knochenresorption wird Typ-I-Kollagen aus den Knochen von den Osteoklasten abgebaut, und es entstehen C-terminal verknüpfte Telopeptide (β-Crosslaps, Cross-linked carboxyterminal telopeptide of type 1 collagen, CTX), Fragmente des Typ-I-Kollagens, die dann in den Blutkreislauf gelangen. Liegt eine stärkere Aktivierung der Osteoklasten als der Osteoblasten vor, steigt die zirkuläre CTX-Konzentration an. Daher gilt die Konzentration von CTX im Serum als diagnostisches Kriterium im Rahmen der Beurteilung von Verlauf und/oder Therapie der Osteoporose.

Als Marker der Knochenformation gelten jene Knochenumsatzmarker, die eine stärkere Aktivierung der Osteoblasten als der Osteoklasten anzeigen, z. B. die knochenspezifische alkalische Phosphatase (BAP) oder Osteocalcin.

Internationale Leitlinien empfehlen das N-terminale Propeptid des Typ-I-Prokollagens (PINP) als Marker für den Knochenaufbau und das CTX-I als Knochenabbaumarker im Blut als Referenz für die Beurteilung des Frakturrisikos und die Überwachung der Osteoporose-Behandlung.