Klinische Untersuchungen zu biochemischen Resorptionsmarkern des Knochenstoffwechsels bei Osteoporose am Beispiel der distalen Radiusfraktur : eine explorative, prospektive Studie

Abstract

In dieser Arbeit wird der Verlauf biochemischer Resorptionsmarker am osteoporotischen und nicht-osteoporotischen Knochen im Verlauf der Frakturheilung bei distalen Radiusfrakturen untersucht. Dabei sind der Schweregrad und die Therapie der Fraktur mit berücksichtigt. Ziel war es, Erkenntnisse über die Einsetzbarkeit bekannter und neuer biochemischer Marker zur Beurteilung der Frakturheilung zu sammeln und neue diagnostische Methoden zu entwickeln. Es wurden 44 Patientinnen mit distaler Radiusfraktur und 29 Kontrollpatientinnen, eingeteilt in 3 Hauptgruppen (praemenopausale, postmenopausale nicht-porotische und osteoporotische Patientinnen) in die prospektive Studie aufgenommen. Die Diagnose Osteoporose erfolgte durch Messung der Knochendichte an der Wirbelsäule mit Hilfe der quantitative Computertomographie. Im Verlauf der Frakturheilung wurden am Tag des Frakturereignisses bzw. am Operationstag, sowie am 2., 4., 10. und 14. Tag die Knochenmarker Pyridinolin (PYD), Desoxypyridinolin (DPD), das quervernetzte aminoterminale Telopeptid (NTx), das Bone Sialoprotein (BSP) und Calcium (Ca) bestimmt. Bei einer kleinen Pilotgruppe (n = 11) wurde die Messung nach dem 14. Tag einmal wöchentlich bis zum 42. Tag fortgeführt. Sowohl bei den Collagen-Crosslinks, als auch beim NTx konnten am Tag der Fraktur deutliche, teilweise signifikante Unterschiede (p < 0,01) zwischen praemenopausalen, postmenopausalen osteoporotischen und nicht-osteoporotischen Frauen gefunden werden, wobei die niedrigsten Konzentrationen bei den jungen Frauen und die höchsten Konzentrationen bei den osteoporotischen Frauen messbar waren. Im Verlauf stiegen in allen Gruppen alle drei Marker bis zum 10. bzw. 14. Tag an, wobei die Konzentrationsunterschiede zwischen den Gruppen weitgehend unverändert blieben. Diese Tendenzen und Unterschiede waren bei dem Bone Sialoprotein, bzw. beim Calcium im Urin weniger deutlich bis nicht nachvollziehbar. Die Untersuchung vom Calcium im Serum ergab das Bild einer Homöosthase. Weiterhin auffällig war, dass gerade bei den osteoporotischen Studienteilnehmerinnen am Tag 0 tendenziell höhere Werte von PYD, DPD, NTx und Calcium bei den Patientinnen mit distaler Radiusfraktur vorlagen als bei den Kontrollpatientinnen der gleichen Gruppe, was auf eine Prädisposition, eine Fraktur zu erleiden, schließen läßt. Während der Frakturheilung waren die Resorptionsmarker PYD, DPD, NTx und Calcium zunächst bei den operierten Patientinnen höher als bei den konservativ behandelten Patientinnen, wobei sich bei den osteosynthetisch versorgten Frauen die Werte schneller normalisierten und die im Gips behandelten Frakturen über längere Zeit erhöhte Konzentrationen aufwiesen. Hier lässt sich eine höhere Stabilität und ungestörtere Knochenbruchheilung bei den osteosynthetisch versorgten Frakturen diskutieren. PYD, DPD und NTx zeigten, wie erwartet, sowohl am Tag 0, als auch im Verlauf signifikante Korrelationen untereinander. Trotz der geringen Fallzahl war es möglich, Trends und teilweises signifikante Zusammenhänge und Unterschiede im Verlauf der Frakturheilung von osteoporotischem und nicht-osteoporotischem Knochen darzustellen. Um die Relevanz der biochemischen Marker zur Diagnostik, Beurteilung von Frakturen und deren Heilungsverlauf heranzuziehen sind weitere Studien mit größeren Patientenkollektiven notwendig. Biochemische Knochenmarker und ihre einfache, nicht-invasive Bestimmungsmöglichkeit in Blut und Urin scheinen zukunftsträchtig bei der Entwicklung und Optimierung neuer Diagnostik- und Therapiemethoden osteoporotischer Frakturen zu sein In this study the development of biochemical resorption markers of osteoporotic and non-osteoporotic bones during fracture healing of distal radial fractures is investigated. The severity code and therapy of the fracture are taken into consideration. It was the aim to collect new knowledge about the applicability of known and new biochemical markers for the evaluation of fracture healing and to develop new diagnostic methods. 44 female patients with distal radial fractures and 29 female control patients divided into 3 main groups (premenopausal, postmenopausal non-porotic and osteoporotic patients), were included in this prospective study. The diagnosis of osteoporosis was made by measuring the bone density at the spinal column by means of quantitative computer tomography. In the procedure of fracture healing the bone marker Pyridinolin (PYD), Desoxypiridinolin (DPD), the N-telopeptides (NTx), the Bone Sialoprotein (BSP) and Calcium (Ca) were determined on the day of the fracture or operation and as well on the 2nd, 4th, 10th, and 14th day. At a small pilot group (n = 11) the measuring was continued once a week until the 42nd day. As well at the Collagen-Crosslinks, as at the NTx partly significant differences between premenopausal, postmenopausal osteoporotic and non-osteoporotic women were found at the day of the fracture, where the lowest concentration was measurable at the young women and the highest concentration at the osteoporotic women. During the development all 3 markers rose until the 10th or rather the 14th day in all groups, but the differences in concentration between the groups stayed unchanged. These tendencies and differences were not comprehensible at the Bone Sialoprotein. At the calciumconcentration in the urine they were less clear to absolutely not comprehensible. Looking at the result of the investigation of the calcium in the serum it was significant that there were no differences of calciumconcentration of all patients. Furthermore striking was that especially for the osteoporotic study participants on day 0 the results of PYD, DPD, NTx, and Calcium tended to be higher for patients with distal radial fracture than for patients without fracture in the same group. This leads to the assumption of a predisposition of getting a fracture. During fracture healing the resorption markers PYD, DPD, NTx, and Calcium for operated patients were higher than for conservative treated patients. The results of the osteosynthetically treated patients normalized faster and the fractures treated with plaster casts showed increased concentrations over a longer period of time.Here are higher stability and steady fracture healing of osteosyntetically treated fractures can be discussed. PYP, DPD, and NTx showed as expected as well on day O as during the healing process significant correlations among one another. In spite of the low number of patients it was possible to show trends and partially significant connections and differences during the process of fracture healing of osteoporotic and non-osteoporotic bones. To include the relevance of biochemical markers for diagnostics, analysis of fractures and their healing process, further studies with bigger collectives of patients are necessary. Biochemical bone-markers and their simple, non-invasive possibility of determination in blood and urine seem to be helpful for the development and improvement of new diagnosis and therapy methods of osteoporotic fractures in the future.