Knochenstruktur und Alter - zwei wichtige Faktoren in der Osteoporose-Therapie

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1 Knochenstruktur und Alter - zwei wichtige Faktoren in der Osteoporose-Therapie Dr. Ortrun Stenglein-Gröschel Orthopädin, Osteologin DVO Osteologisches Schwerpunktzentrum Coburg (Deutschland)

2 Der Anteil von kortikalen und trabekulären Knochenstrukturen unterscheidet sich je nach Skelettlokalisation WIRBELSÄULE Trabekulär > kortika RADIUS Kortikaal > trabekulä Ungefähres Verhältnis von kortikalen zu trabekulären Knochenstrukturen in jungen Jahren Schenkelhals: Kortikal > trabekulär 1/3 DISTALER RADIUS Kortikal > trabekulär Trochanter: Kortikal = trabekulär HÜFTE GESAMT Kortikal = trabekulär Intertrochantär: Kortikal = trabekulär Dempster DW. Primer on the metabolic bone diseases and disorders of bone metabolism. 6th ed. 2006; p.7 11.

3 Die Knochenmasse nimmt mit dem Einsetzen der Wechseljahre rasch ab Aufbau der maximalen Knochenmasse Maximale Knochenmasse Beginn der Menopause * Knochenabbau Formation > Resorption Knochenmasse Resorption > Formation Alter (Jahre) * Die Menopause dauert während dieses Zeitraums etwa 1 Jahr Lanham-New SA. Proc Nutr Soc 2008;67:163176; Burger H et al. Am J Epidemiol 1998;147:871879; Recker R et al. J Bone Miner Res 2000;15: ; Sambrook P. Bone structure and function in normal and disease states. Chapter 5; p.67 84; Weaver CM et al. Primer on the Metabolic Bone Diseases and Disorders of Mineral Metabolism. 7th ed. 2008:

4 kurz nach der Menopause verlieren Frauen in erster Linie trabekulären Knochen... Baseline Nach einem Jahr Dufresne TE et al. Calcif Tissue Int, 73: (2003) Zebaze RM et al. Lancet 2010:9727:

5 ... während kortikaler Knochen im späteren Leben abgebaut wird Mittlerer Knochenverlust am distalen Radius (mg Hydroxylapatit) ,3 9,7 50,2 * 22, Jahre 14,6 * 1,7 Kortikaler Knochen Trabekulärer Verlust *p<0,0001 Der schnelle Knochenmasseverlust nach der Menopause ist hauptsächlich trabekulär Im Alter von Jahren ist der Knochenmasseverlust hauptsächlich kortikal Bei über 80- Jährigen sind 90 % der Abnahme an Knochenmasse kortikal Zebaze RM. et al, Lancet 2010:9727:

6 Kortikaler Knochenverlust hat eine größere Auswirkung auf die Reduzierung der Knochenfestigkeit als trabekulärer Knochenverlust Hauptbelastungsverteilung im distalen Radius* Simulierter Knochenschwund am distalen Radius Änderung im Knochenvolumen -20% Mechanismus des Knochenverlusts Trabekuläre Anzahl Abnahme der Festigkeit -11% -20% -20% Trabekuläre Dicke Kortikale Dicke -9% -39% Die Knochenfestigkeit wurde am meisten durch die Simulation einer reduzierten kortikalen Dicke beeinflusst. 1 Konturdiagramm der mittels Mikro-FE-berechneten Hauptbelastungsverteilung im distalen Radius für eine verteilte Last von 1000 Newton, die normal auf die Gelenkoberfläche wirkt Pistoia W et al. Bone 2003;33(6):

7 Kortikaler Knochen spielt bei der Festigkeit des Schenkelhalses bei älteren Patienten eine kritische Rolle Durch das Entfernen des trabekulären Knochens aus dem Schenkelhals von älteren Patienten wird die Knochenfestigkeit um 7% reduziert. 1 Trabekulärer Kern aus Hüftkopf/Schenkelhals entfernt und mittels intraossärer Arthroskopie geprüft Dünner Kortex des Schenkelhalses nach dem Entfernen des trabekulären Knochens (dargestellt durch arthroskopische Lichtquelle) F, Axialkraft, d 1, Entfernung vom Zentrum des Hüftkopfes zum engsten Abschnitt des Schenkelhalses entlang der Halsachse; corp-coll, Schenkelhalswinkel; y, Abstand vom Zentrum der Masse zum oberen Halsrand für die engste Querschnittsfläche des Schenkelhalses; CSMI, Querschnitts-Trägheitsmoment in Bezug auf die Lastrichtung (I); CSA, tragender Querschnitt (A). Verteilung der Lasten in diesem Versuchsmodell* 1. Holzer G et al. JBMR 2009;24:

8 Nach Verlust der trabekulären Knochenstrukturen wird der verbleibende kortikale Knochen für die Knochenfestigkeit noch wichtiger Prämenopausaler Femur Osteoporotischer Femur

9 Die kortikale Porosität nimmt mit dem Alter zu Gesteigerte Knochenresorption bzw. Osteoklastenaktivität führt im Laufe der Zeit zu einer erhöhten Porosität des kortikalen Knochens, vor allem nach der Menopause 29-jährige Frau 63-jährige Frau 90-jährige Frau Bilder mit freundlicher Genehmigung von Dr. Ego Seeman Seeman E and Delmas PD. N Engl J Med 2006;354:

10 Mit der Progression des trabekulären und kortikalen Knochenabbaus nehmen Wirbelund Hüftfrakturen exponentiell zu Entnommen aus: Sambrook P Lancet 2006;367:

11 Zusammenfassung: Verlauf der Osteoporose im gesamten Skelett Die Knochenmasse nimmt mit dem Einsetzen der Wechseljahre rasch ab Anfänglicher Knochenschwund ist vor allem trabekulär Später nach der Menopause ist der Knochenschwund vor allem kortikal, verbunden mit einer erhöhten kortikalen Porosität Die Inzidenz von vertebralen Frakturen ist sofort nach der Menopause hoch und nimmt mit der Zeit kontinuierlich zu Die Inzidenz der Hüftfrakturen ist bis zum Alter von etwa 75 Jahren sehr gering, danach erhöht sie sich dramatisch Die zeitliche Entwicklung der Frakturinzidenz scheint mit trabekulärem und kortikalem Knochenverlust zu korrelieren

12 Behandlungseffekte auf trabekuläre und kortikale Knochenstrukturen

13 Unterschiede in der Knochenresorption bei trabekulären und kortikalen Knochenkompartimenten Trabekuläres Kompartiment Mehr Oberfläche pro Volumen Osteoklasten erodieren zugängliche Oberflächen und entfernen trabekuläre Strukturen Kortikales Kompartiment Weniger Oberfläche pro Volumen Osteoklasten durchtunneln den Kortex und erhöhen die kortikale Porosität

14 Bisphosphonate binden an den Knochen und hemmen Osteoklasten an der Knochenoberfläche Osteoklastenvorläufer RANK-Ligand RANK Differenzierte Osteoklasten OPG 1 Bisphosphonate binden an den Knochen und werden von reifen Osteoklasten aufgenommen Aktivierte klasten Osteoblasten Bisphosphonate hemmen die von Osteoklasten vermittelte Resorption Owens G, et al. Am J Manag Care. 2007;13 (suppl)11:s290-s308. Jung A, et al. Calcif Tissue Res. 1973;11: Russell RG, et al. Ann NY Acad Sci. 2007;1117: Amgen Inc. Alle Rechte vorbehalten. Die Darstellung des Wirkmechanismus dient lediglich illustrativen Zwecken und ist nicht dazu gedacht, klinische Wirksamkeit zu implizieren.

15 Denosumab, ein RANKL-Inhibitor, hemmt Osteoklasten, bevor sie sich an den Knochen anlagern 2 Dmab hindert RANKL daran, sich an RANK zu binden Osteoklastenvorläufer 3 Dmab hemmt die Osteoklastenbildung RANK-Ligand RANK OPG 1 Dmab bindet und RAN Differenzierte Osteoklasten 4 Dmab hemmt die Funktion und das Überleben von Osteoklasten Prolia Boyle Koste p ; 2011 Amgen Inc. Alle Rechte vorbehalten. Aktivierte Osteoklasten

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