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17. August 2005

Welche Faktoren die Knochenbrüchigkeit erhöhen

Eine Übersicht über die vielen bereits bekannten pathogenetischen Zusammenhänge.
Von OA Dr. Marcus Köller, Wien*

Die Osteoporose ist gekennzeichnet durch eine Verringerung der Knochenmasse und Veränderungen der Knochenmikroarchitektur, wodurch das Risiko von Frakturen steigt. Dadurch können nicht nur übermäßige Kräfte, wie zum Beispiel bei Unfällen, sondern auch alltägliche mechanische Belastungen zu Knochenbrüchen führen. Die Osteoporose ist nach WHO-Definition eine Abnahme der Knochen (mineral)dichte um 2,5 Standardabweichungen (SD) oder mehr unter jener junger Erwachsener (so genannter T-Score, siehe unten). Die Osteoporose wird somit anhand der vorhandenen Knochenmasse und Mineraldichte definiert. Es können jedoch auch viele andere Faktoren zur Erhöhung der Brüchigkeit beitragen. Aus diesem Grund werden auch Frakturen ohne adäquates Trauma bei Dichtwerten, die noch oberhalb dieses Grenzwertes liegen, als manifeste Osteoporose betrachtet. Das Osteoporoserisiko hängt in erheblichem Maße von der Skelettentwicklung, der maximalen Knochenmasse und dem Knochenverlust im Laufe des Lebens ab. Der Knochen besteht aus einer organischen Matrix, einer mineralischen Phase und den Knochenzellen. Die Matrix besteht im Wesentlichen aus Kollagen (90 Prozent). Die mineralischen Komponenten umfassen vor allem Kalzium, Phosphat und Carbonat (im Verhältnis 10:6:1), die in Kristallen hauptsächlich in Form von Hydroxylapatit angeordnet sind. Die zellulären Bestandteile stellen die Knochen neu bildenden Osteoblasten/ Osteozyten und die Matrix abbauenden Osteoklasten dar. Neubildung und Abbau stehen in einem Gleichgewicht. Bei der Entwicklung der Osteoporose überwiegen die Knochen abbauenden Prozesse.

Prognose in höherem Alter

Hinsichtlich der Prognose in höherem Alter spielt die maximale Knochenmasse eine bedeutende Rolle. Die Determinanten der maximalen Knochenmasse sind genetische Faktoren, Ernährung (insbesondere adäquate Zufuhr von Kalzium und Vitamin D) sowie körperliche Aktivität. Es ist nicht ganz sicher, wann der altersbedingte Knochenverlust einsetzt. Anhand von Querschnittsuntersuchungen ist jedoch anzunehmen, dass bei beiden Geschlechtern diese im vierten Lebensjahrzehnt beginnt. Bei gesunden Männern ist der Knochenverlust gering, er beträgt ungefähr drei bis fünf Prozent pro Lebensdekade. Bei Frauen ist der Prozess komplexer, vor der Menopause ist der Knochenverlust eher gering und verläuft wahrscheinlich in der Größenordnung wie bei Männern. Zur Zeit der Menopause steigt der Knochenverlust auf zirka zwei Prozent pro Jahr innerhalb der ersten zehn Jahre und verlangsamt sich dann wieder. Nach dem 75. Lebensjahr liegt er bei zirka drei Prozent pro Lebensjahrzehnt. Als Osteomalazie wird eine Störung der Mineralisation des Knochengewebes bezeichnet. Natürlich bestehen häufig Mischformen, da es bei vielen Erkrankungen sowohl zu einer Abnahme des Knochengewebes als auch zu einer Störung der Kalzifizierung (zum Beispiel bei Mangelernährung) kommt.

Ursachen der Osteoporose

Wie viele andere Erkrankungen tritt die Osteoporose auch ohne erkennbare Ursache auf (idiopathische Form). Dennoch sind generell viele pathogenetische Zusammenhänge bekannt. Es gibt aber auch auslösende Ursachen, deren Wirkmechanismen noch nicht geklärt sind.

1. Hypogonadismus-bedingter Knochenverlust: Die bei weitem häufigste Ursache einer durch Hypogonadismus bedingten Osteoporose ist die (natürliche) Menopause. Selbstverständlich führen sämtliche Auslöser einer Keimdrüseninsuffizienz zu einem Knochenverlust, die künstliche Menopause (zum Beispiel durch Ovariektomie) bewirkt eine deutlichere Abnahme der Knochensubstanz, wobei die initialen Verlustraten über jenen von Frauen mit natürlicher Menopause liegen. Bei Männern kommt es im Alter zu einem Nachlassen der androgenen Hormonproduktion, die Beziehung zwischen abnehmenden Keimdrüsenfunktionen und Knochenverlust bei Männern ist jedoch nicht vollständig geklärt. Ein manifester Hypogonadismus ist eine wichtige Ursache einer maskulinen Osteoporose.
2. Involutionsosteoporose: Der altersbedingte Knochenverlust ist multifaktoriell auch durch die im Alter abnehmende körperliche Aktivität begründet.
3. Ernährungsfaktoren: Eine ausreichende Kalzium- und Vitamin-D-Zufuhr muss zur Prophylaxe einer Osteoporose gewährleistet sein (siehe Seite 18). Negativen Einfluss auf die Knochendichte haben protein- und phosphatreiche Ernährung, Koffein, übermäßiger Alkoholkonsum sowie Mangel an Fluoriden, Vitamin K, aber auch an Vitamin C (Skorbut) sowie Vitamin B6 und B12.
4. Endokrine Ursachen einer Osteoporose: Neben dem Hypogonadismus sind noch weitere endokrinologische Erkrankungen mit der Osteoporose verbunden.

  • Primärer Hyperparathyreoidismus: Dieser kommt in einer Häufigkeit von 1:1.000 vor. Meistens (85 Prozent) besteht eine Hyperkalzämie in Verbindung mit einem Adenom zumindest eines der Epithelkörperchen. Eventuell bestehende Symptome sind gewöhnlich auf die Hyperkalzämie zurückzuführen. In schweren Fällen können auch Knochenschmerzen auftreten. Laborchemisch wird die Diagnose aufgrund der Hyperkalzämie und der hohen Parathormon (PTH)-Spiegel im Blut gestellt.
  • Hyperthereose: Bei längerer bestehender Überfunktion der Schilddrüse tritt eine Osteoporose auf. Hyperthyreote Patienten weisen gesteigerte Knochenumbauarten auf, laborchemische Indikatoren des Knochenumsatzes können erhöht sein. Häufig findet sich eine Hyperkalzurie, eine Hyperkalzämie hingegen selten. Die Diagnose wird laborchemisch anhand des erhöhten TSH-Spiegels gestellt. Eine übermäßige Substitutionstherapie mit Schilddrüsenhormonen hat naturgemäß die gleichen Auswirkungen.
  • Cushing-Syndrom: Die katabole Wirkung der Glukokortikoide auf den Knochenstoffwechsel ist seit langem bekannt. Die Symptome und Folgen können natürlich auch durch eine exogene Kortikosteroid-Zufuhr verursacht werden (Steroidosteoporose, siehe Seite 21).

5. Arzneimittel-induzierte Osteoporose: Viele Arzneimittel beziehungsweise chemische Stoffe beeinflussen den Knochenstoffwechsel negativ. Dazu gehören Nikotin, Antikonvulsiva, Lithium, Zytostatika, GnRH-Antagonisten, Tamoxifen, Thyroxin.
6. Maligne Erkrankungen: Diese umfassen Neubildungen zum Beispiel des Knochenmarks (Multiples Myelom, CML) sowie andere Neoplasien mit ossären Absiedelungen.
7. Allgemein internistische Erkrankungen: Darüber hinaus sind Hepatopathien, chronische Erkrankungen des Magen-Darm-Traktes oder der Bauchspeicheldrüse durch die einhergehenden Malabsorptionen pathogenetische Grundlage einer Osteoporose. Ebenso wie eine chronische Niereninsuffizienz führen diese Erkrankungen dann oft auch zu einem sekundären Hyperparathyreoidismus (PTH erhöht, Serum-Ca2+ erniedrigt oder niedrig-normal). Niere und Leber spielen zudem eine wichtige Rolle bei der Hydroxylierung und somit Aktivierung von Vitamin D3 (Cholekalziferol) zu 25-OH-Vitamin D3 (Kalzidiol) und 1,25 OH-Vitamin D3 (Kalzitriol).
8. UV-Mangel: In unseren geographischen Breiten lebende dunkelhäutige Menschen leiden häufig aufgrund mangelnder/geringerer Sonnenexposition unter einem Mangel an Vitamin D3, das durch UV-Licht in der Haut aus 7-Dehydroxycholesterin entsteht.
9. Genetische Defekte: Diese können ab dem Kindesalter zur einer generalisierten Osteoporose führen. Den genetischen Störungen der Vernetzung der Typ-I-Kollagenfasern liegt die Osteogenesis imperfecta zugrunde. Eine weitere Ursache kann ein genetischer Mangel an alkalischer Phosphatase sein (Hypophosphatasie).

Kontakt: * OA Dr. Marcus Köller, Universitätsklinik Innere Medizin III, Klinische Abteilung für Rheumatologie, AKH Wien

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