Klinische Osteologie. Entstehung, Diagnostik, Prävention und Therapie aller Knochenerkrankungen. Herausgegeben von Reiner Bartl.

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4 Klinische Osteologie Entstehung, Diagnostik, Prävention und Therapie aller Knochenerkrankungen Herausgegeben von Mit Beiträgen von Reiner Christoph Bartl, Bartl Christoph Bartl, Andrea Markus Baur-Melnyk, Reinholz Hans Roland Dürr, Tobias Reiner Geith, Bartl Roman Haberl, Markus PeterKetteler, Schöps Markus Reinholz, Peter Andrea Schöps, Baur-Melnyk Michael Vogeser, Jochen Emmo Werle, von Tresckow Andreas Wollenberg, Emmo Hans Roland von Tresckow Dürr Michael Vogeser Tobias Geith Jochen Werle Roman Haberl Andreas Wollenberg Markus Ketteler 442 Abbildungen Georg Thieme Verlag Stuttgart New York

5 Impressum Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Ihre Meinung ist uns wichtig! Bitte schreiben Sie uns unter: Wichtiger Hinweis: Wie jede Wissenschaft ist die Medizin ständigen Entwicklungen unterworfen. Forschung und klinische Erfahrung erweitern unsere Erkenntnisse, insbesondere was Behandlung und medikamentöse Therapie anbelangt. Soweit in diesem Werk eine Dosierung oder eine Applikation erwähnt wird, darf der Leser zwar darauf vertrauen, dass Autoren, Herausgeber und Verlag große Sorgfalt darauf verwandt haben, dass diese Angabe dem Wissensstand bei Fertigstellung des Werkes entspricht. Für Angaben über Dosierungsanweisungen und Applikationsformen kann vom Verlag jedoch keine Gewähr übernommen werden. Jeder Benutzer ist angehalten, durch sorgfältige Prüfung der Beipackzettel der verwendeten Präparate und gegebenenfalls nach Konsultation eines Spezialisten festzustellen, ob die dort gegebene Empfehlung für Dosierungen oder die Beachtung von Kontraindikationen gegenüber der Angabe in diesem Buch abweicht. Eine solche Prüfung ist besonders wichtig bei selten verwendeten Präparaten oder solchen, die neu auf den Markt gebracht worden sind. Jede Dosierung oder Applikation erfolgt auf eigene Gefahr des Benutzers. Autoren und Verlag appellieren an jeden Benutzer, ihm etwa auffallende Ungenauigkeiten dem Verlag mitzuteilen Georg Thieme Verlag KG Rüdigerstr Stuttgart Deutschland Printed in Germany Redaktion: Anne-Kathrin Janetzky, Dresden Satz: Sommer MEDIA GmbH & Co. KG, Feuchtwangen gesetzt aus Arbortext APP-Desktop 9.1 Unicode M180 Druck: Grafisches Centrum Cuno, Calbe Zeichnungen: Karin Baum, Paphos, Zypern Umschlaggestaltung: Thieme Verlagsgruppe Umschlaggrafik: Sebastian Kaulitzki Fotolia.com Geschützte Warennamen (Warenzeichen ) werden nicht immer besonders kenntlich gemacht. Aus dem Fehlen eines solchen Hinweises kann also nicht geschlossen werden, dass es sich um einen freien Warennamen handelt. Das Werk, einschließlich aller seiner Teile, ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwendung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen oder die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. ISBN Auch erhältlich als E-Book: eisbn (PDF) eisbn (epub)

6 Vorwort Die Evolution des Lebens auf Erden lässt sich mit der Entwicklung des Skelettes in den Versteinerungen eindrucksvoll nachvollziehen. Das heutige menschliche Skelett ist in allen Strukturebenen vom molekularen über den mikroskopischen bis zum makroskopischen Bereich ein über 500 Millionen Jahre weiterentwickeltes Meisterwerk der Bioarchitektur und ein hochkompliziertes Zusammenspiel von 210 form- und funktionsgerechten Einzelknochen. Mit ungefähr 10 kg macht das Skelett etwa 15 % des Körpergewichtes aus und ist damit das weitaus größte Organ unseres Körpers. Es dient vor allem der Schutz-, Stütz- und Fortbewegungsfunktion, beheimatet aber auch das blutbildende System und dient als Mineraldepot. Trotz dieser immensen Bedeutung wurde der Knochen aber über viele Jahrhunderte als starres Gebilde stiefmütterlich behandelt und nur wenig beachtet. Ein erster und bis heute vielbeachteter Fortschritt in der Knochenforschung gelang Julius Wolff 1892 mit der Formulierung des Gesetzes der Transformation des Knochens. Er erkannte erstmals die komplexen Anpassungs- und Reparationskräfte des Knochens. Der Durchbruch in Systematik und Pathogenese von Knochenkrankheiten gelang in der 2. Hälfte des 20. Jahrhunderts und ist mit Namen wie Uehlinger (Pathologie), Heuck (Radiologie) sowie Jesserer, Bartelheimer, Kuhlencorth und Burkhardt (Innere Medizin) verknüpft. Mit richtungsweisenden Veröffentlichungen in Handbüchern der Pathologie, Radiologie und Inneren Medizin wurde die Osteologie als eigenständige medizinische Disziplin definiert. Mein klinischer Lehrer Rolf Burkhardt hat mit der Entwicklung der Acrylathistologie die engen morphologischen Beziehungen von Knochen und Knochenmark und deren Krankheiten aufgezeigt. Die letzten Jahrzehnte waren geprägt von der Entwicklung potenter osteotroper Medikamente (z. B. Bisphosphonate), die vor allem die Behandlung der Volkskrankheit Osteoporose revolutionierten. Ferner haben neue biochemische und molekulargenetische Erkenntnisse zum Verständnis des Knochenumbaus beigetragen. Die Unfallchirurgie hat mit wegweisenden Studien neue Methoden der Osteosynthese entwickelt, Frakturen effektiv zu behandeln und stationäre Liegezeiten dramatisch zu verkürzen. Die klinische Forschung hat eindrucksvoll gezeigt, wie eng das Skelett mit anderen Systemen, Organen und Geweben des Körpers (hämatopoietisch, muskulär, neurologisch, metabolisch, immunologisch, nephrologisch, gastroenterologisch und onkologisch) verknüpft ist. Es ist auch erkannt geworden, dass viele völlig unterschiedliche Medikamente nicht nur Organe wie Knochenmark, Niere oder Leber, sondern auch den Knochen schwer schaden können und daher Aufmerksamkeit auch in diese Richtung verlangen (z. B. Glukokortikoide, Aromatasehemmer oder Antiepileptika). Nur in einer umfassenden interdisziplinären Arbeit in Klinik und Praxis können heute Knochenkrankheiten erkannt, verstanden und vermieden werden. Schlüsseldisziplinen wie Orthopädie, Unfallchirurgie, Innere Medizin, Physikalische Medizin, Gynäkologie, Onkologie, Radiologie, Labormedizin und Pathologie sind aufgerufen, die Möglichkeiten der modernen Osteologie für den Patienten zu nutzen. Zahlreiche potente Medikamente und operative Verfahren stehen für die Therapie systemischer und lokaler Osteopathien zur Verfügung und müssen nur fachkundig eingesetzt werden. Bei dieser interdisziplinären Strategie kommt auch dem Allgemeinarzt, dem Hausarzt eine wichtige Rolle in der Erkennung und Interpretation von osteologischen Symptomen zu, sodass es eine Selbstverständlichkeit sein muss, dass sich jeder Arzt über die aktuelle Diagnostik und Therapie von Knochenkrankheiten informiert im Studium und auch in den späteren Jahren der praktischen Tätigkeit. So betrachtet hat sich die Klinische Osteologie in den letzten Jahrzehnten zu einer eigenständigen medizinischen Disziplin entwickelt, in ihrem klinischen Umfang inzwischen durchaus mit klassischen Fächern wie Kardiologie oder Nephrologie vergleichbar. Eine eigene Facharzt-Anerkennung für das Fach Klinische Osteologie ist heute nur konsequent gedacht und wird von Experten seit Jahren gefordert. Dieses Buch Klinische Osteologie ist als weiterer Vorstoß bei allen Ärzten aller Disziplinen zu verstehen, das Interesse für das Organ Knochen zu wecken, den Blick für krankhafte Entwicklungen des Skelettes zu schärfen und den Mut zu einer konsequenten Behandlungsbereitschaft zu stärken trotz allzu oft erlebter universitärer, bürokratischer und verwaltungstechnischer Hindernisse. Der Patient jedenfalls ist bereit wie unsere Internetumfragen gezeigt haben ( sich auch aktiv für die Knochengesundheit einzubringen und sich für andere Hilfesuchenden zu engagieren. Die Autoren dieses Buches hoffen, dass sie dem Leser das Organ Knochen mit seiner meisterlichen Architektur, seinen raffinierten Anpassungsmechanismen, aber auch mit seiner Beeinflussbarkeit und Verletzlichkeit näher bringen können. Gerade bei Knochenkrankheiten lohnen sich Anstrengungen, unser interdisziplinäres Denken zu vertiefen zum Wohle der Patienten! 5

7 Vorwort Zum Schluss, gegen Ende meiner klinischen Laufbahn, ist es für mich ein Bedürfnis und eine Ehre, mich bei meinen geschätzten Mitarbeitern für die kompetente und loyale Kooperation, bei den Mitautoren dieses Buches für die langjährige interdisziplinäre Zusammenarbeit und bei den Mitarbeitern des Thieme-Verlages für die exzellente und professionelle Arbeit zu bedanken. Bone is everybody's business! München, im April

8 Teil I Knochen und Knochenstoffwechsel 1 Normaler Knochen und Mineralstoffwechsel Evolution des Skeletts... 18, Emmo von Tresckow Vom Urmeer bis zum Präkambrium Die kambrische Explosion Entwicklung des äußeren Skeletts Entwicklung des inneren Skeletts Kalziumphosphat der neue Baustoff Entwicklung der Wirbelsäule Besiedlung des Festlandes Knochengerüst und Blutbildung Das menschliche Skelett Struktur und Architektur des Skeletts Aufgaben des Skeletts Mikrostruktur des Knochens Architektur des Skeletts Wachstum, Umbau und Altern des Skeletts Wachstum des Skeletts Umbau des Skeletts Altern des Skeletts Regulation des Knochenumbaus Hormone, Vitamine und Zytokine RANK-RANKL-Osteoprotegerin-System Kalziumsensitiver Rezeptor ( Ca-sensing Receptor, CaSR) Gefäßsystem des Knochens Mineralstoffwechsel (Homöostase) Kalzium, Magnesium und Phosphat Vitamin D Teil II Einteilung und Diagnostik der Knochenkrankheiten 2 Einteilung der Knochenkrankheiten Knochenreaktionen Topografische Einteilung Pathologisch-anatomische Einteilung Pathogenetische Einteilung Diagnostik der Knochenkrankheiten Anamnese und körperliche Untersuchung Bildgebende Verfahren Andrea Baur-Melnyk, Tobias Geith Techniken Aspekte der Bildgebung ausgewählter Knochenerkrankungen Knochendichtemessung Knochendichtemessung allgemein DXA-Knochendichtemessung QCT-Knochendichtemessung Ultraschall-Knochendichtemessung Empfohlene Messorte am Skelett Indikationen zur Knochendichtemessung Strahlenbelastung unter Knochendichtemessungen Laborchemie und Knochenmarker Michael Vogeser, Laborchemisches Screening in der Osteologie Laborchemische Parameter im Detail Genetische Untersuchungen in der Praxis. 84 7

9 3.5 Knochen- und Knochenmarkbiopsie Entnahmeort und Biopsietechnik Einbettungstechniken und Untersuchungsmethoden Histomorphometrie des Knochens und Knochenmarks Aussagekraft der Beckenkammbiopsie im Vergleich zur DXA-Messung und zu Röntgenaufnahmen der BWS und Hüfte.. 87 Teil III Therapie der Knochenkrankheiten 4 Therapie der Knochenkrankheiten Medikamentöse und physikalischmedizinische Schmerztherapie Peter Schöps Medikamentöse Schmerztherapie Physikalisch-medizinische Therapie und Schmerztherapie Bewegungs- und Sporttherapie Jochen Werle Definition und Wirkweise Biologisch-sportmedizinische Grundlagen Therapieplanung bei Funktionsstörungen im Bewegungssystem Therapiebausteine Mineralien und Vitamine Kalzium Vitamin D Aktive Vitamin-D-Metabolite Andere osteotrope Vitamine, Mineralien und Spurenelemente Hormonersatztherapie (HRT) Hormonersatztherapie in der Postmenopause Phytoöstrogene Selektive Östrogenrezeptor-Modulatoren (SERMs) Testosteron Anabolika Bisphosphonate (BP) , Emmo von Tresckow Übersicht und Indikationen Chemie und Wirkmechanismen Pharmakokinetik Nebenwirkungen Bisphosphonatinduzierte Kiefernekrose Kontraindikationen Andere Medikamente Strontium-Ranelat Teriparatid, Parathormon (PTH) und PTHrP Denosumab Kalzitonin und Fluoride Medikamente mit knochenaufbauender Nebenwirkung Neuentwicklungen Monitoring Einnahmetreue Monitoring antiresorptiver Therapie Monitoring osteoanaboler Therapie Therapieversager? Teil IV Knochenbrüche 5 Versorgung von Frakturen Christoph Bartl 5.1 Hintergrund Frakturheilung Ursachen der Frakturneigung Versorgung von osteoporotischen Frakturen Proximale Humerusfrakturen Distale Radiusfrakturen

10 5.4.3 Proximale Femurfrakturen Atypische Femurfrakturen Wirbelkörperfrakturen Andere Frakturen Ausblick Stürze und Sturzprävention Teil V Systemische Knochenkrankheiten 6 Osteoporose Erniedrigte Knochendichte Postmenopausale (Typ-I-) Osteoporose Pathogenese und Häufigkeit Definition Schweregrade Risikofaktoren Vorsorgeprogramm Rationelle Diagnostik Rationelle Therapie Kombinationen von Medikamenten Gesundheitsökonomische Aspekte Osteoporose bei Kindern Osteogenesis imperfecta (OI) Schwangerschaftsassoziierte Osteoporose Senile (Typ-II-) Osteoporose Osteoporose des Mannes Sekundäre Osteoporosen Osteoporose assoziiert mit systemischen entzündlichen Erkrankungen Osteoporose assoziiert mit Diabetes mellitus (DM) Osteoporose assoziiert mit Leber- und Magen-Darm-Erkrankungen Osteoporose nach Verbrennungen Prämenopausale Osteoporose Andere systemische Knochenkrankheiten Hypokalzämie Osteomalazie und Rachitis AIDS-Osteopathie Hyperkalzämie Primärer Hyperparathyreoidismus (phpt) Erhöhte Knochendichte Osteosklerosen und Hyperostosen Osteopetrose (Marmorknochenkrankheit) Pyknodysostose Hepatitis-C-assoziierte Osteosklerose (HCAO) Progressive diaphysäre Dysplasie (Morbus Camurati-Engelmann) Diffuse idiopathische Skeletthyperostose (DISH) Angeborene Erkrankungen des Bindegewebes Mukopolysaccharidosen Marfan-Syndrom Ehlers-Danlos-Syndrom Osteogenesis imperfecta Homozystinurie

11 Teil VI Lokale Knochenkrankheiten 8 Lokale Knochenkrankheiten Knochenläsion Osteodysplasien Fibröse Dysplasie des Knochens SAPHO-Syndrom Osteopoikilie Melorheostose Dysostosen Osteomyelitis Formveränderungen des Skeletts Formveränderungen des Skeletts als Resultat von Entwicklungsstörungen Formveränderungen des Skeletts als Resultat einer ossären Erkrankung Formveränderungen des Skeletts als Resultat traumatischer Einflüsse Formveränderungen des Skeletts als Resultat toxisch/medikamentöser Einflüsse Morbus Paget des Knochens Gorham-Stout-Syndrom ( Vanishing Bone Disease ) Knochenmarködem-Syndrom (KMÖS). 215 Christoph Bartl, 8.8 Morbus Sudeck ( Complex regional Pain Syndrome, CRPS) Christoph Bartl, 8.9 Knochennekrosen Christoph Bartl, 8.10 Weichteilverkalkung Heterotope Kalzifikation und Ossifikation Dystrophische Verkalkungen Verkalkungen bei Kollagenerkrankungen Verkalkungen bei Störungen der Mineralhomöostase Spondylosis ochronotica Heterotope Ossifikationen Periprothetische Osteoporose Teil VII Organe/Gewebe und Knochen 9 Knochenmark und Knochen Myelogene Osteopathie Knochenveränderungen bei Anämien Osteomyelosklerose-Syndrom (OMS) Knochenveränderungen bei Speicherkrankheiten Lipidspeicherkrankheiten (lysosomale Speicherkrankheiten) Histiozytose X (Langerhans-Zell- Histiozytose) Knochenveränderungen bei malignen Lymphomen (ML) T-Zell-Leukämien/Lymphome (ATLL) Non-Hodgkin-Lymphome (NHL) Lymphogranulomatose (Morbus Hodgkin, HD) Tumorinduzierte Hyperkalzämie (TIH) Multiples Myelom (MM) Amyloidose Systemische Mastozytose

12 10 Gelenke und Knochen Pathogenese der Gelenkerkrankungen Entzündungsinduzierter Knochenschwund bei rheumatischen Erkrankungen Rheumatoide Arthritis Ankylosierende Spondylitis Systemischer Lupus erythematodes (SLE) Progressive systemische Sklerodermie Arthritis psoriatica Skelettsarkoidose (Morbus Jüngling) Degenerative, metabolische und neurogene Gelenkerkrankungen Arthrosis deformans Osteochondrosis dissecans (OD) Gichtarthropathie und Chondrokalzinose (Pseudogicht) Neurogene Gelenkerkrankungen Infektiöse Gelenkerkrankungen Niere und Knochen (renale Osteodystrophie) Markus Ketteler 11.1 Pathophysiologie Sekundärer Hyperparathyreoidismus: traditionelle Betrachtung Sekundärer Hyperparathyreoidismus: FGF23 und Phosphatretention Epidemiologie Biochemische Veränderungen bei CKD-MBD Knochenveränderungen bei CKD-MBD Gefäßverkalkungen Leitlinien Diagnostik Biomarker Bildgebung Knochenbiopsie Therapie Kalzium- und Phosphathaushalt Sekundärer Hyperparathyreoidismus Osteoporose bei CKD-MBD Der Knochen nach Nierentransplantation Vitamin-D-Status und CKD-MBD Outcome-Studien Nervensystem und Knochen Roman Haberl, 12.1 Nervale Steuerung des Knochengewebes Leptin und Steuerung des Knochenumbaus Osteopathien bei neuropsychiatrischen Krankheiten Depression Epilepsie Multiple Sklerose und andere neurologische Krankheitsbilder Neurogene (neuropathische) Osteoarthropathien Neurologische Symptome bei Hypokalzämie-Syndrom Anorexia nervosa

13 13 Fettgewebe und Knochen Adipositas und Knochenmasse Gewichtsverlust und Knochenmasse Adipositas und Frakturrisiko Muskulatur und Knochen Sarkopenie und Knochenmasse Immobilisationsosteoporose Muskeltraining und Knochenmasse Immunsystem und Knochen Osteoimmunologie Osteomyelitis und Immunsystem Kiefer/Zähne und Knochen Orale Knochenmasse im Alter Zahnverlust und Osteoporose Osteoporose-Therapie und orale Knochengesundheit Andere Osteopathien und orale Knochengesundheit Nierensteine und Knochen Häufigkeit der Nierensteine Risikofaktoren für Nierensteine Nierensteine und Knochenschädigung Therapie der Nierensteine Haut und Knochen Andreas Wollenberg, Markus Reinholz 18.1 Vitamin D und Haut Rolle von Vitamin D als Immunmodulator Vitamin-D-Stoffwechsel der Haut Vitamin-D-assoziierte Erkrankungen Psoriasis Atopisches Ekzem Rosazea Osteoma cutis bei Hauttumoren Cushing-Syndrom Sarkoidose Proteus-Syndrom Klippel-Trénaunay-Weber-Syndrom Progerie Osteogenesis imperfecta Infektionen Tuberkulose Sonstige Erkrankungen Sudeck-Syndrom Trichodentoossäres Syndrom Keratosis palmoplantaris Primäre Pachydermoperiostose Urticaria pigmentosa Erbkrankheiten

14 Teil VIII Tumor und Knochen 19 Knochenschmerz Differenzialdiagnose Therapie Pathogenese Diagnostik Knochenmetastasen Allgemeines Häufigkeit Regionale Verteilung Entstehung der Knochenmetastasen Knochenreaktionen Bisphosphonate (BP) Denosumab Ossär metastasiertes Mammakarzinom Häufigkeit Zirkulierende Tumorzellen Komplikationen Therapie Andere ossär metastasierte Karzinome Prostatakarzinom Bronchialkarzinom Nierenzellkarzinom Indikationen zu operativen Eingriffen bei metastasierten Karzinomen Hans Roland Dürr 21.1 Mammakarzinom Bronchialkarzinom Nierenzellkarzinom Fazit der operativen Therapie Knochentumoren Hans Roland Dürr 22.1 Klassifikation und Häufigkeit Diagnostik Einzeldarstellung Osteoidosteom Osteoblastom Osteosarkom Kartilaginäre Exostosen Chondrome Chondroblastom Chondromyxoidfibrom Chondrosarkom Riesenzelltumor Ewing-Sarkom und primitiver neuroektodermaler Tumor (PNET) Tumorähnliche Knochenläsionen Hans Roland Dürr 23.1 Zystische Knochenläsionen Juvenile Knochenzysten Aneurysmale Knochenzysten (AKZ) Fibröse Dysplasie Sonstige Läsionen

15 Teil IX Medikamente/Ionisierende Strahlen und Knochen 24 Medikamente und Knochen Glukokortikoide Medikamente im Rahmen der Organtransplantation Medikamente im Rahmen einer Tumortherapie Antiepileptika (AEDs) Antidepressiva Heparin und Cumarinderivate Heparin Cumarin-Derivate (Vitamin-K-Antagonisten, VKA) Faktor-Xa-Hemmer Protonenpumpeninhibitoren (PPI) Andere Medikamente mit knochenschädigender Nebenwirkung Medikamente mit knochenaufbauender Nebenwirkung Mechanismen der medikamenteninduzierten Osteomalazie Medikamenteninduzierte Osteonekrosen Medikamente und Frakturheilung Ionisierende Strahlen und Knochen Pathogenese der strahleninduzierten Osteopathie Frakturrate im Bestrahlungsfeld Strahlenwirkung auf die Knochenzellen Knochenreaktionen nach Strahlenexposition Teil X Anhang 26 Medikamentenliste Literatur Allgemeine weiterführende Literatur zum Thema praktische Osteologie Weiterführende Literatur zu den einzelnen Kapiteln Abbildungsnachweis Sachverzeichnis