Osteoporose

Die Sexualsteroide üben auf den Knochen einen direkten und einen indirekten Einfluss aus, letzterer findet über Zytokine statt, Gewebshormone, die vor Ort das Remodelling des Knochens kontrollieren. Die Umwandlung des Präosteoblasten in den Osteoblasten, aus den Fibroblasten-Colony-Units wird u.a durch das Interleukin-2 angeregt, welches dadurch eine anabole Funktion auf den Knochen entfaltet. Umgekehrt sekretiert der Präosteoblast Interleukin-6, welches die Rekrutierung des Osteoklasten steuert, und damit die Umbauphase des Knochens einleitet. Auf- und Abbau des Knochens sind damit Zytokin-mediiert, wobei über die beiden Interleukine ein stadystate angestrebt wird, welches einen ausbalancierten Knochenstoffwechsel ermöglicht. Während des Menstruationszyklus ist diese Balance zwischen Ab- und Anbau des Knochens besonders gut bemerkbar: unmittelbar prämenstruell kommt es zu einem Abfall von Östradiol und Progesteron, wodurch die Zytokinsuppression aufgehoben wird, das Interleukin-6 steigt an, und bewirkt, auch unabhängig von der Interleukin-6-Produktion des Präosteoblasten eine Stimulation der Osteoklasten-Rekrutierung und der Osteoklasten-Synthese. Mit zunehmender Follikelreifung nimmt in der ersten Zyklusphase die Östradiolproduktion zu und supprimiert in weiterer Folge Interleukin-6, wodurch periovulatorisch die Osteoklastenaktivität weitgehend gehemmt ist. Damit ist bis zum Eisprung die erste Zyklusphase der Zeitraum des Knochenabbaues, der in der zweiten Zyklusphase durch das Interleukin-2 zur Phase des Knochenanbaues wird. In der zweiten Zyklushälfte wird  - oft auch im Blut messbar - von den mononukleären Zellen vermehrt Interleukin-2 freigesetzt, welches ihrerseits die Umwandlung der Präosteoblasten in die Osteoblasten stimuliert, als Zeichen des Knochenaufbaues. Das normalerweise von den Präosteoblasten vermehrt gebildete Interleukin-6 wird durch das in der zweiten Zyklushälfte ebenfalls vorhandene Östradiol unterdrückt, sodass der anabole Effekt in der Lutealphase dominiert, welcher bei der Menstruation erneut durch die  Knochenabbauperiode abgelöst wird. Das Ineinandergreifen von Östrogen und Progesteron sowie die periodenhafte Suppression von Interleukin-6 und der Stimulierung von Interleukin-2-Prozessen - ermöglicht eine ausgewogene Balance zwischen dem Knochenan- und den Knochenabbau.
 
Bereits Zyklusstörungen können zu einer Veränderung der Zytokinsituation führen, sei es, dass zu wenig Interleukin-2 gebildet, oder auf Grund des Östrogenmangels das Interleukin-6 nicht supprimiert wird, ein Phänomen, das vor allem in der Postmenopause, wenn das Östradiol abfällt, und nicht substituiert wird, zum Tragen kommt. Obwohl die Interleukin-6 Steuerung des Knochenabbaues differenzierter und komplizierter ist, als man bisher angenommen hat und obwohl man auch eine Fülle anderer Faktoren berücksichtigen muss, kann es doch als gesichert angesehen werden, dass einerseits das Interleukin-6 an der Rekrutierung der Osteoklasten, aber auch an der Degraduierung des Knochens einen gewissen Anteil hat, und dass andererseits die Interleukin-6-Produktion durch Östrogene supprimiert wird.
 
Der immunsuppressive, und damit auch Zytokine beeinflussende Effekt der Geschlechtshormone läuft - ähnlich wie bei Cortison - unter anderem auch über den nukleären Faktor kappa B ab, einen ubiquitären second-messenger, der zur Expression inflammatorischer Moleküle führt. Normalerweise liegt dieser Transkriptionsfaktor an seinem Inhibitor gebunden, in inaktiver Form vor und wird aus dieser Umarmung durch einen meist immunologischen Reiz gelöst, um dann die Transkription inflammatorischer Proteine zu induzieren. Östrogene haben auf diesen Faktor einen zweifachen Effekt: Einerseits stimulieren sie vermehrt die Produktion des Inhibitors und verstärken andererseits auch die Bindung zwischen nukleären Faktor kappa B und seinen inhibierenden Widerpart.
 
Eigentlich dient dieser immunsuppressive Effekt der Ovarialhormone, der letzten Endes auch auf den Knochen seine Wirkung ausübt, dem Ablauf reproduktiver Prozesse, wie der Ovulation, der Menstruation und des Wehenbeginns. Die katabole Aktivität zahlreicher Zytokine wird durch den Steroidabfall stimuliert und dafür genützt, die Follikelruptur, die Abstoßung des Endometriums, aber auch die Beendigung der Plazentafunktion einzuleiten.
 
Sexualhormone beeinflussen aber auch noch auf anderen Ebenen den Knochen: während Östradiol die Zytokine supprimiert, induziert es die Synthese eines anderen, meist parakrin wirkenden Faktors, nämlich des transforming growth factors beta (TGF-ß). Dieser Wachtsumsfaktor hat ein ambivalentes Profil und wirkt einerseits gewebsaufbauend, andererseits aber auch katabol. Letzt genannte Wirkung bezieht sich vor allem auf Osteoklasten, die unter dem Einfluß des TGF-ß der Apoptose zugeführt werden. Östradiol stimuliert die TGF-ß-Produktion im Knochen, wodurch über den eben dargelegten Weg die Osteoklasten vermehrt der Apoptose unterliegen; auch dies ist ein Aspekt, unter dem die kardioprotektive Wirkung der Östrogene gesehen werden muss. Der Apoptose induzierende Effekt des TGF-ß wird auch bei zahlreichen Malignomen genützt; da nicht nur  Östradiol, sondern auch Tamoxifen den TGF-ß stimulieren, schließt sich hier der Kreis zwischen dem synthetischen Antiöstrogen und seiner eigentlich östrogenähnlichen tumorsuppressiven Wirkung, die molekularbiologisch der Suppression der Osteoklasten ähnlich ist.
 
Aber auch einen anderen die Osteoklasten betreffenden Effekt vermittelt Östradiol: während des Remodelling-Mechanismus legen sich die Osteoklasten über Integrine an den Knochen, um auch die Knochenresorption zu induzieren. Dabei heften sich die Osteoklasten über Adhäsionsproteine an jene Knochenstelle, die erneuert, zunächst aber abgebaut werden soll. Adhäsionsproteine, vor allem aber Integrine und Selektine sind Steroid-mediiert und werden ähnlich wie immunologische Prozesse durch Sexualsteroide partiell supprimiert, wodurch es den Osteoklasten nicht mehr gelingt, in gleichem Maße an den Knochen anzudocken und die Osteolyse zu induzieren. Während das Interleukin 6 ein für den Knochen eher kataboles Zytokin ist, entwickelt der TGF-ß eine immer stärkere protektive  Potenz. Durch Östradiol stimuliert, setzt der Osteoblast  TGF-ß frei, der den Osteoklasten ein Apotposesignal vermittelt. Dies ist ein weiterer Mechanismus, über den das Östradiol knochenprotektiv wirkt. Möglicherweise beruht der  der onkostatische Effekt des Tamoxifens auf dem gleichen Prinzip.
 
Es ist bekannt, dass Pyridinolin Crosslinks aus dem Urin die wichtigen Parameter für den Knochenabbau und das carboxyterminale Propeptid ein Hinweis für die Knochensynthese sind. Unmittelbar vor der Kollagenendsynthese spalten sich die terminalen Stücke des Propeptids ab, weshalb sie als Parameter der Knochensynthese herangezogen werden können.
 
Der neueste molekularbiologisch sehr interessante Therapieansatz bei Osteoporose läuft über den sogenannten RANK-Ligand Antikörper Denosumab.

Wie aus dem oben Ausgeführten hervorgeht ist unser Knochen permanent im Umbau, wobei sich die An- und Abbaumechanismen  im Laufe des Alterns natürlich verlangsamen. Dennoch ist es fast nie zu spät, Maßnahmen zum Schutz des Skelettapparates zu ergreifen. Aber wichtiger ist es von jungen Jahren an auf den Knochen zu achten. Was man an Knochensubstanz bis zum 20. Lebensjahr aufbaut, dient als „Reserve“ für das Alter. Umso schädlicher ist eine ungesunde Lebensweise in der Jugend, die ihre „Spuren“ am Knochen hinterlässt. Ausreichend körperliche Betätigung und gesunde Ernährung (vermeiden von „Knochenräubern“) sollte  man bereits von Kindheit an gewohnt sein.
 
Sollte dennoch die Diagnose: „Osteopenie“ (beginnende Knochenbrüchigkeit) oder „Osteoporose“ gestellt worden sein, so steht uns eine große Vielfalt an Therapiemöglichkeiten zur Verfügung. Wobei die wichtigste Empfehlung lautet: Bewegung, Bewegung, Bewegung und gesunde Ernährung.