Vergleichende funktionelle, zell- und molekularbiologische Untersuchung eines vom komplexen regionalen Schmerzsyndrom (CRPS) befallenen Amputats der oberen Extremität

Abstract

Das CRPS stellt ein vielschichtiges Krankheitsbild dar: es beginnt mit einem posttraumatisch exazerbierten Inflammationsgeschehen und kann in einigen Fällen durch Atrophien und chronische Schmerzzustände zu einem völligen Funktionsverlust der betroffenen Extremität führen. Da das Knochengewebe physiologischerweise einer kontinuierlichen, systemisch angepassten Reorganisation unterliegt, kann die Knochenhomöostase bei Belastungsumständen schnell in Dysbalance geraten. Chronische Entzündungszustände führen unweigerlich zur Degeneration von Knochengewebe, indem der Knochenabbau gefördert wird. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss einer Chronifizierung des CRPS auf das zum knöchernen Skelett gehörigen Gewebe zu konkretisieren. Dabei wurde speziell die Mirkoarchitektur des Knochens, das Zell- und Gefäßaufkommen, die Morphologie der Knochenzellen, die Morphologie und Vitalität der Fibroblasten, sowie die Genexpression der Knochenzellen berücksichtigt. Unterschiede von proximalen zu distalen Anteilen der Extremität wurden mit einbezogen. Anhand einer von CRPS betroffenen, amputierten oberen Extremität konnten Knochenschnitte und -schliffe hergestellt und synoviale Fibroblasten kultiviert werden. Außerdem wurde mRNA aus dem knöchernen Gewebe des Amputats extrahiert. Es wurden Übersichts-, enzymhistochemische- und immunhistochemische Färbungen der Schnitte und Schliffe vorgenommen, um diese histomorphometrisch auswerten zu können. Die Morphologie der Knochenzellen wurde mittels TEM begutachtet. Auf Basis einer Kultivierung von synovialen Fibroblasten konnten ein funktioneller Vitatitätsassay (MTT-Test), sowie ein IL-6-Assay durchgeführt werden. Die Auswertung fand mithilfe des Wilcoxon-Rangsummen-Tests und des H-Tests von Kruskal-Wallis, als nichtparametrische Testverfahren statt. Die Genexpression von Entzündungs- und nervalen Schmerzmediatoren, sowie Mediatoren der Knochenhomöostase konnte mittels realtime PCR nachgewiesen werden. Für einige Primer musste die realtime PCR vorab mit Standards etabliert werden. Es zeigten sich rarefizierte Knochentrabekel, eine geschmälerte und diskontinuierliche Kortikalis, ein verringertes Osteoklasten- und Osteoblastenaufkommen, sowie eine schwache Knochendurchblutung. Das Vorkommen knochenhomöostatisch wirksamer Zellen verhielt sich in Richtung Ursprungsort des Traumas gleichermaßen von proximal und distal aus absteigend. Genauso stieg die IL-6 Produktion der synovialen Fibroblasten in Richtung Traumaursprung von proximal und distal aus an. Alle Knochenzellen wirkten geschädigt und inaktiv, es fanden sich kaum Hinweise auf eine interzelluläre Kommunikation. Die Blutgefäßwände waren porös und ausgedünnt, die Vitalität der synovialen Fibroblasten war deutlich eingeschränkt. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Knochenhomöostase durch das CRPS einer chronischen Entzündungsreaktion zum Opfer fällt und ihr damit jegliche Bestehensgrundlage genommen wird. Der Untergang des Knochengewebes im chronischen Stadium des CRPS ist demnach nicht mehr auf eine gesteigerte Osteolyse zurückzuführen, sondern auf einen Gewebezerfall. Alles, was die Homöostase des skelettalen Systems am Leben erhält, mechanische Reize, die Zufuhr systemischer Mediatoren über das Blut, die interzelluläre Kommunikation, wird lokalisiert eingestellt. Die Entzündungsreaktion scheint sich vom Ursprungsort des Traumas nach distal auszubreiten, welches einen lokal begrenzten generalisierten Zelluntergang nach sich zieht.