Die katabolen Eigenschaften endostaler Knochenoberflächenzellen : Immunfluoreszenzuntersuchungen der Metalloproteinasen und ihrer Inhibitoren

Abstract

Die Osteoporose ist eine Erkrankung, bei der es zu einem pathologischen Verlust der Knochenmasse kommt. Risikofaktoren sind das weibliche Geschlecht und das zunehmende Lebensalter. Besonders deutlich wird dieser Verlust an Knochenmasse an der Spongiosa. Hier kommt es zum Verlust der Vernetzung der einzelnen Trabekel untereinander und somit zu einem Verlust der Stabilität des Knochens. Dadurch treten vermehrt Frakturen ohne adäquates Trauma (pathologische Frakturen) auf, wie beispielsweise hüftnahe Frakturen, Radiusfrakturen und Sinterungsfrakturen von Wirbelkörpern. Es werden viele Ursachen und Einflussfaktoren diskutiert, welche eine Osteoporose entstehen lassen bzw. begünstigen können. Nach bisherigem Kenntnisstand wird angenommen, dass ein übermäßiger Knochenabbau durch Osteoklasten (high-turnover-Osteoporose) bzw. ein verminderter Knochenaufbau durch Osteoblasten (low-turnover-Osteoporose), aufgrund einer gestörten An- / Abbaubilanz von entscheidender Bedeutung wäre.Die Ursache für das Entstehen einer Osteoporose ist unserer Auffassung nach allerdings nicht alleine durch eine Fehlfunktion dieser aktiven Knochenzellen zu erklären.Wir haben deshalb die, vermeintlich inaktiven, lining cells der endostalen Knochenoberfläche genauer betrachtet. Unsere Untersuchungen belegen, dass lining cells eine Ausstattung mit katabolen Enzymen besitzen, die sie in die Lage versetzten können, Knochenmatrix abzubauen. Die katabole Aktivität der lining cells wird durch die Matrix-Metalloproteinasen (MMP) erzeugt. Diese können allerdings durch ebenfalls in lining cells exprimierte Inhibitoren (TIMP) gehemmt werden. Für den Netto-Effekt spielt möglicherweise eine Störung des Gleichgewichtes zwischen MMPs und TIMPs eine Rolle. Hier könnte demnach eine wichtige Ursache für die Entstehung einer Osteoporose zu finden sein, zumal die lining cells, wie wir zeigen konnten, mit etwa 90% den weitaus größten Teil der endostalen Knochenoberfläche bedecken, und sich ihnen somit wesentlich mehr Knochenoberfläche für Um-/Abbauprozesse bietet, als dies für Osteoklasten und Osteoblasten der Fall ist. In wie weit die lining cells in der Lage sind, die Knochenoberfläche aktiv zu demineralisieren oder mineralprotektive Eigenschaften zu verlieren, muss in weiteren Schritten zur Aufklärung ihrer katabolen Funktion untersucht werden.