Praxistipp von Dr. rer. nat. Nicole Wopfner 01.06.2016 Ernährung bei Osteoporose 1. Allgemeines Osteoporose ist laut NIH Consensus Development Panel on Osteoporosis 2001 definiert als eine systemische Skeletterkrankung, die durch niedrige Knochenmasse und eine Verschlechterung der Mikroarchitektur des Knochengewebes charakterisiert ist, mit der Folge vermehrter Knochenbrüchigkeit. Die WHO spricht von einer Osteoporose, wenn die Knochenmineraldichte (DXA-Methode) um 2,5 Standardabweichungen (SD) unter dem statistischen Mittelwert gesunder prämenopausaler Frauen liegt (T-Score). Sind als Folge einer Osteoporose eine oder mehrere Knochenbrüche aufgetreten, so spricht man von einer manifesten Osteoporose. In Deutschland leiden ca. 7 Millionen Menschen an Osteoporose. Diese verursachen Kosten in Höhe von etwa 5 Milliarden Euro. Von den 7 Millionen Patienten erleiden ca. 70.000 Menschen pro Jahr Wirbelbrüche. Vor dem 55. Lebensjahr wird dieser Befund vornehmlich unfallbedingt gestellt, ab dem 55. Lebensjahr ist hauptsächlich die Osteoporose dafür verantwortlich. Die folgende Grafik möge das verdeutlichen: Ca. 130.000 Patienten erleiden jährlich einen Oberschenkelhalsbruch. Bedenkt man, dass jeder Oberschenkelhalsbruch für Operation und Reha etwa 25.000 Euro kostet, so summiert sich das auf 3,25 Milliarden Euro. Patienten mit Oberschenkelhalsfrakturen in Deutschland beanspruchen bereits jetzt mehr Krankenhaustage als Menschen mit Schlaganfällen und Herzinfarkt zusammen – eine Entwicklung, die sich aufgrund des zunehmenden Lebensalters der Bevölkerung noch verschärfen wird: 1 Quelle: Statistik der Universitätsklinik Gießen-Marburg Die Zahl der Oberschenkelhalsbrüche betrug 1990 weltweit etwa 900.000; sie wird sich bis zum Jahr 2050 auf mindestens 3,3 Millionen erhöht haben. Sieht man sich für Deutschland die Prävalenzen für Osteoporose in Abhängigkeit von Geschlecht und Alter an, so ergibt sich, dass ab einem Alter von 50 Jahren ca. 4mal mehr Frauen an Osteoporose leiden als Männer. Besonders augenfällig ist das in den Altersgruppen 50-64 und 65-74 Jahre: Prävalenz für Osteoporose 60% 48% 50% 40% 32% 30% 20% 10% 17% 15% 4% 8% 0% Männer Frauen 50-64 65-74 > 75 Eine Studie von Kanis et al. aus dem Jahr 2012 zeigt auf, dass Osteoporose kein nationales Problem ist, sondern weltweit Beachtung finden muss. Die Werte für Hüftfrakturen gelten für Frauen und Männer gleichermaßen. Die Hochrisikoländer erstrecken sich von Nordwesteuropa (Island, Großbritannien, Irland, Dänemark, Schweden und Norwegen) über Mitteleuropa (Belgien, Deutschland, Österreich, Tschechien, Slowakei, Ungarn, der Schweiz und Italien) nach Südosten (Griechenland, Slowenien) und in den Libanon, Oman und Iran. Andere Gebiete mit hohem Risiko sind Hong Kong, Singapur, Malta und Taiwan. Unter Berücksichtigung ethnischer Aspekte in den USA ergibt sich, dass lateinamerikanische Einwanderer, Menschen asiatischer Herkunft und die schwarze Bevölkerung (oft Laktose2 Intolerant, daher keine Milchtrinker) ein geringes Risiko haben, kaukasische Frauen jedoch ein hohes. Deshalb befindet sich die USA in der Mitte des Diagramms. Regionen mit mittlerem Risiko sind Ozeanien, die Russische Föderation und die südlichen Länder Lateinamerikas. Low-Risk-Gebiete sind die nördlichen Regionen Lateinamerika, Afrika, Jordanien und Saudi-Arabien, Indien, China, Indonesien und die Philippinen. 2. Allergene 2. Frakturen Unter einer Fraktur versteht man eine Unterbrechung der Kontinuität eines Knochens (mit oder ohne Verschiebung der Bruchenden). Ohne traumatische Einwirkung spricht man von einer pathologischen Fraktur. Neben offenen und geschlossenen Frakturen unterscheidet man: 1) Biegungsfraktur: Sie entsteht durch Abknickung der Extremität oder durch Schlageinwirkung und kann als Querbruch, Schrägbruch oder Stückbruch vorliegen. 2) Querfraktur: Eine querverlaufende Fraktur, die durch direkte Krafteinwirkung auf eine feststehende Extremität entsteht, z. B. im Fußball. 3) Schrägfraktur: Eine Querfraktur, aber mit schrägverlaufender Bruchlinie. Die Kraft muss in einem spitzen Winkel einwirken. 4) Kompressionsfraktur: Entsteht durch Gewalteinwirkung auf die Längsachse eines Knochens, z.B. Wirbelkörperbruch, Fersenbeinfraktur, Schienbeinkopffraktur. Ursache ist oft ein Sturz aus größerer Höhe. 5) Abscherfraktur: Wird auch Meißelfraktur genannt und entsteht bei starker Stauchung des Gelenks. Es wird ein Teil des Knochens wie mit einem Meißel abgeschlagen. 6) Berstungsfraktur: Durch Einwirkung stumpfer Gewalt auf den Schädel kommt es zur Bildung sternförmiger Bruchlinien, manchmal mit Fragmentbildung. 7) Spiral- bzw. Torsionsfraktur: Spiralförmige Bruchlinie, die durch Verdrehung einer Extremität entsteht, z.B. Bruch des Oberschenkels beim Skifahren. 3 8) Abrissfraktur: Sogenannter Ausriss. Grund ist eine plötzliche Spannungssteigerung einer Sehne oder eines Bandes am knöchernen Ansatz. Aufgrund der besonders bei jüngeren Menschen höheren Zugfestigkeit der Sehnen und Bänder im Vergleich mit dem Knochen kann ein Knochenfragment abgerissen werden, z.B. beim Außenknöchelbruch (Weber-Typ A) oder Abriss des Epicondylus ulnaris bei der Ellbogenluxation. 9) Ermüdungsbruch: Es handelt sich im Gegensatz zu den Frakturtypen 1-8 um eine Akkumulation von Mikrotraumen durch ständige Belastungen. Ein Beispiel ist die sogenannte Marschfraktur des Mittelfußknochens. Wirbelbrüche stellen eine Variante des Ermüdungsbruchs in Form eines Insuffizienzbruchs dar, bei dem der Knochen infolge von Mikrotraumen und Decalcifizierung bricht. Der Wirbelkörper sintert, und es kommt zu Deformierungen in Form von Quelle: Osteoporose Diagnostik- und Therapiezentrum München Dr. med. Helmut Radspieler a) Keilwirbeln (sog. Vorderwand-Deformierung) b) Plattwirbel (sog. Kompressions-Deformierung oder pancake-Wirbel) c) Fischwirbel (sog. Grund- und Deckplatten-Deformierung) Femurfrakturen Ca. ¾ aller Oberschenkelbrüche sind hüftnah lokalisiert, also mediale oder pertrochantär. Die weitaus meisten Patienten sind älter als 65 Jahre. 4 3. Der Knochen Entgegen einer weitverbreiteten Ansicht ist der Knochen kein statisches oder unveränderliches Gebilde, sondern vielmehr dynamisch mit starker Stoffwechselaktivität. Die Umsatzrate eines Knochens beträgt im Mittel etwa 8 %, d.h. innerhalb von 13-15 Jahren wird das Skelett einmal vollständig erneuert. Während das Knochenwachstum, sog. modelling, mit dem Schließen der Wachstumsfugen während der Pubertät beendet wird, findet das remodelling – ein Materialaustausch – ein Leben lang statt. Der Zweck besteht im Ersatz von altem Knochengewebe, dem Calciumaustausch im Rahmen der Homöostase, der Adaption des Knochens an veränderte Belastungssituationen und der Reparatur von Mikrotraumen. Ist diese Reparaturfähigkeit gestört, so steigt das Bruchrisiko. Quelle: Dr. Katharina Schiessl, Universitätsspital Zürich, http://slideplayer.org/slide/6004490/ Ein Knochenumbau dauert ca. 4 Monate. In einer Ruhephase liegen die Bone lining cells auf der Knochenoberfläche. Im Rahmen der Aktivierung werden Osteoklasten, bei denen es sich um mehrkernige Riesenzellen handelt und die aus den Monozyten (Vorläuferzellen) des Knochenmarks stammen, bereitgestellt. Diese Osteoklasten sezernieren proteolytische Enzyme, die die Knochensubstanz auflösen und durch Phagozytose verdauen. Die Aktivierung und Mobilisierung der Osteoklasten erfolgt durch Schilddrüsenhormone, Leptin, Parathormon, Wachstumsfaktoren und Östrogene, wobei letztere insbesondere die Bereitstellung von Osteoklasten suppressieren. Nach beendeter Phagozytose werden Osteoblasten als knochenaufbauende Zellen zur Verfügung gestellt. Die mesenchymalen 5 Zellen bauen unter Verwendung von Osteokalzin, Osteonektin, dem Bone Morphogenic Protein (BMP) und Kollagen des Typs 1 die Knochenmatrix wieder auf. Osteoblasen werden durch Leptin gehemmt. Sie können durch Wachstumsfaktoren, z.B. FGF (FibroblastenGrowth-Factor), PDGF (Platelet Derived Growth Factor), TGF-β, Prostaglandine, Parathormon, Fluoride, Statine und Strontium aktiviert werden. Nach Anlagerung der Osteoblasten erfolgt in einer Anbauphase die Osteoidbildung mit anschließender Mineralisation, gefolgt von der Ruhephase, in der die Osteoblasten als Bone lining cells vorliegen. Werden die Osteoblasten in das Knochengewebe eingebaut, so liegen sie als Osteozyten vor. Diese Osteozyten sind an der Adaption des Knochens in Abhängigkeit der Belastung und der daraus resultierenden Knochendichte beteiligt. Da es im Alter zu einer Abnahme der Osteozyten kommt, nehmen mit zunehmendem Lebensalter auch die Knochendichte und die Stabilität des Knochens ab. Zu beachten ist, dass die Mineralisation von der Präsenz von Vitamin D und seinen Metaboliten abhängt. Die Umbaugeschwindigkeit einer Knochenregion hängt von ihrer Kalzifizierung ab. Dichte Knochenregionen, die bis zu 90 % kalzifiziert sind, haben bei gegebenem Volumen eine kleine Oberfläche. Diese Knochenbereiche heißen kortikale Knochen und sind „umbauträge“. Knochenregionen mit großer Oberfläche heißen spongiöse oder trabekuläre Knochen. Sie sind feingliedrig und haben mit 25 % pro Jahr eine hohe Umbaurate. Quelle: https://www.leben-mit-knochenmetastasen.de/Knochen/ Der Anteil an spongiösem Knochenmaterial variiert je nach Körperregionen. Die proximale Femur hat einen spongiösen Anteil von ca. 60-70 %, die Lendenwirbelsäule von 75 %. Es ist offensichtlich, dass bei Brüchen im Rahmen der Osteoporose bevorzugt Knochenteile mit hohem spongiösem Anteil betroffen sind. Osteopenie - Osteoporose Halten sich bei einem gesunden Stoffwechsel Knochenauf- und abbau die Waage, so bleibt auch die Knochenmasse normal. Ist der Knochenabbau normal, der Aufbau jedoch reduziert, so spricht man von einer low turnover Osteoporose. Ist jedoch der Knochenaufbau normal, der Abbau hingegen beschleunigt, so liegt eine high turnover Osteoporose vor. 6 Gerät die Relation von Knochenauf- und abbau im Alter aus dem Gleichgewicht, so resultiert zunächst eine Osteopenie, d.h. eine Verminderung der Knochendichte, die allerdings bei rechtzeitiger Therapie nicht zwangsläufig zu einer Osteoporose werden muss. Osteopenie bedeutet eine Vergrößerung der Hohlräume im Knochen. Wird die Osteopenie jedoch nicht behandelt, was oft mit einer Änderung des Lebensstils einhergehen muss, so vergrößern sich die Hohlräume und eine Osteoporose ist praktisch unausweichlich. Die folgende Grafik soll den altersabhängigen Verlust an Knochenmasse verdeutlichen: Quelle:http://www.unifr.ch/anatomy/assets/files/elearning/de/stuetzgewebe/knochenumbau/popup_knochenumbau/bonemass.php 4. Klassifikationen der Osteoporose a) Primäre Osteoporose (ohne erkennbare Ursache) Die (idiopathische) juvenile Osteoporose tritt bei Kindern zwischen dem 8. und 14. Lebensjahr auf und ist sehr selten. Es dominieren Kompressionsfrakturen der Wirbelkörper in Kombination mit schweren Rückenproblemen. Die (idiopathische) Osteoporose von Erwachsenen befällt überwiegend Männer zwischen dem 30. und 50. Lebensjahr. Es dominieren Wirbelkörperschäden aufgrund eines stark beschleunigten Knochenabbaus, der durch Tabakkonsum unterstützt wird. Die Typ I Osteoporose ist postmenopausal und tritt zwischen dem 50. und 70. Lebensjahr auf. Dies ist die klassische hormonbedingte Osteoporose von Frauen aufgrund der Aktivitätseinschränkung der Ovarien, allerdings kann es bei Männern durch Testosteronmangel zu ähnlichen Beschwerden kommen. Beim Knochenabbau ist überwiegend der spongiöse Teil betroffen. Die Typ II Osteoporose gehört zum senilen Typ und ist die nahtlose Fortsetzung der postmenopausalen Form ab dem 70. Lebensjahr. Es kommt zum Rückgang der Osteoblasten, einem abfallenden Vitamin D-Spiegel mit verminderter Calciumresorption und einem leichten Hyperparathyreoidismus, der Calcium aus den Knochen herauslöst. Neben dem spongiösen wird jetzt auch der kortikale Teil des Knochens abgebaut, so dass ein hohes Frakturrisiko besteht. b) Sekundäre Osteoporose (mit erkennbarer Ursache) 7 Ernährungsbedingt/Hepatisch/Gastroenterologisch Belastungen der Leber, z.B. durch Alkoholkonsum, Drogen- oder Medikamentenmissbrauch können zu einer Osteoporose führen. Grund ist hier der gestörte Vitamin D-Stoffwechsel. Gleiches kann auch für Personen gelten, die am Magen-Darm-Trakt operiert wurden oder die an Darmerkrankungen wie Morbus Crohn leiden. Außerdem kann die Calciumaufnahme aus dem Darm vermindert sein. Renale Osteopathie Eine chronische Niereninsuffizienz kann aufgrund eines gestörten Vitamin DStoffwechsels eine Osteoporose in Kombination mit Hyperparathyreoidismus hervorrufen. Nach erfolgreicher Nierentransplantation verschwinden die Symptome. Im Rahmen einer Hämodialyse können allerdings therapieresistente Formen auftreten. Kardiologisch Menschen, die über längere Zeit blutverdünnende Medikamente wie Warfarin oder Phenprocoumon einnehmen, können eine Osteoporose entwickeln. Das kommt besonders oft nach Herzoperationen vor. Genetisch Studien haben gezeigt, dass die Osteoporose zu 50 % genetisch determiniert ist. Eine zweifelsfrei genetisch bedingte Osteoporose ist die Glasknochenkrankheit (Osteogenesis imperfecta). Entzündungsbedingt Patienten mit chronischen Entzündungen und/oder Rheuma bekommen oft Glucocorticoide verabreicht. Dies kann die Synthese des mesenchymalen Gewebes beeinträchtigen, so dass zu einer verminderten Kollagenbildung kommt, was wiederum den Knochenaufbau behindert. Im Röntgenbild ist das besonders gut an den betroffenen Knochen im Gelenkbereich zu erkennen. Myelogen/Neoplastisch Insbesondere das multiple Myelom (Plasmozytom) als Krebserkrankung des Knochenmarks vermag die Osteoklasten zu aktivieren, so dass es zu einem verstärkten Knochenabbau mit schwerer Osteoporose kommt. Ähnliches gilt auch für die chronisch myeloische Leukämie. Metastasierung Verschiedene primäre Tumore, vor allem der Prostata, der Mamma und der Lunge können in das Skelett metastasieren und durch Sekretion hormonähnlicher Substanzen eine Osteoporose auslösen. Das muss besonders bei Patienten mit „unklarer“ Osteoporose und Knochenschmerzen berücksichtigt werden. Intoxikation oder medikamentös Medikamente, die eine Osteoporose fördern, sind Glucocorticoide, Antiepileptika und Antikoagulantien. Der Einbau von Calcium in die Knochen kann gehemmt werden durch Polyvinylchlorid, Arsen, Cadmium und Aluminium. Inaktivität Längerandauernde Inaktivität führt zu einem Abbau und einer Schwächung des Knochens. Das gilt für Patienten mit langer Bettlägerigkeit oder Lähmungen, die einen Sitz im Rollstuhl erfordern. Auch eine Immobilisierung durch Schienung oder Gipsverbänden zeigt sich klinisch im Bild einer lokalen Osteoporose. Den gleichen Effekt erzielen auch Raumfahrer, die sich zwar viel bewegen, aber aufgrund der Schwerelosigkeit ihre Knochen nur unzureichend belasten. 8 Obwohl die sekundären Osteoporosen nur etwa 5 % der Behandlungsfälle ausmachen, sind sie für 20 % der osteoporotischen Knochenbrüche verantwortlich 5. Risikofaktoren der Osteoporose a) Nicht beeinflussbare Risiken Bei Osteoporose handelt es sich zweifellos um eine Volkskrankheit. Das Schicksal eine Osteoporose zu erleiden, ist aber nicht unausweichlich, denn die Krankheit befällt nicht jeden. Es gibt im Wesentlichen 4 Faktoren, die nicht beeinflussbar sind: Alter und Geschlecht Nach dem 35. Lebensjahr beginnt der genetisch bedingte Knochenschwund. Bei Frauen nimmt mit dem Eintritt in die Menopause, d.h. dem Rückgang der Östrogenproduktion die Frakturhäufigkeit zu, beim Mann etwa ab dem 70. Lebensjahr. Statistisch gesehen verdoppelt sich das Risiko alle zehn Jahre, einen Knochenbruch zu erleiden. Bestehende Frakturen nach dem 45. Lebensjahr Hat ein Patient ab dem 45. Lebensjahr bereits einmal eine Wirbelkörperfraktur gehabt, so steigt das Risiko um den Faktor 5, erneut einen Wirbelbruch zu erleiden. Gab es mehr als eine Wirbelkörperfraktur in der Vergangenheit, so erhöht sich die Wahrscheinlichkeit für einen weiteren Bruch um das 10-15fache. Diese Korrelation gilt nicht für Arm- und Beinfrakturen. Genetische Veranlagung Knochenaufbau und Knochendichte sind genau wie das Alter für den Beginn der Menopause genetisch festgelegt. Hinzu kommt noch eine ethnische Komponente, denn europäische Frauen haben ein höheres Osteoporoserisiko als afrikanische oder lateinamerikanische. Schwangerschaft Jede Schwangere sollte verstärkt Calcium und Vitamin D zu sich nehmen. Zwar nimmt die Mutter während der Schwangerschaft vermehrt Calcium aus dem Darm auf, gibt diese Menge jedoch beim Stillen wieder ab. Je länger die Stillzeit, desto höher ist der Calciumverlust, der bis zu 400 g betragen kann. Diese Situation kann durch Bettruhe und medikamentöse Therapien, z.B. Cortison verschlechtert werden. b) Beeinflussbare Risiken Körpergewicht Untergewichtige Frauen mit einem BMI < 20 sind besonders für Osteoporose gefährdet. Normal- oder Übergewichtige Frauen belasten ihre Knochen stärker und erhöhen damit die Knochendichte. Adipöse Frauen haben eine höhere Östrogenproduktion als Normalgewichtige und werden deshalb vor Osteoporose geschützt. Dieser Effekt wird jedoch mit einem höheren Gelenkverschleiß und einer Verformung der Wirbelsäule erkauft. 9 Tabakkonsum Man vermutet, dass Nikotin die Östrogenproduktion hemmt und ein früheres Eintreten der Menopause bewirkt. Zweifellos haben Raucherinnen ein doppelt so hohes Osteoporoserisiko wie Nichtraucherinnen. Alkohol Während ein geringer Alkoholkonsum die Knochendichte ansteigen lässt, bewirkt ein darüber hinausgehendes Maß an Alkohol eine Steigerung des Bruchrisikos. Als mögliche Ursachen gelten Leberschäden und Mangelernährung. Ernährung Bei calciumarmer Ernährung tritt eine Calciummobilisation aus den Knochen in das Blut ein, so dass es mittelfristig zu einer Osteopenie mitanschließender Osteoporose kommt. Koffein Übermäßiger Kaffeekonsum stellt ein Risiko für Osteoporose dar, insbesondere für Femurbrüche. Sport Während eine normale sportliche Aktivität gesund ist, stellt übermäßiger Sport ein Risiko für Osteoporose dar. Dies gilt insbesondere für Ausdauersportarten wie Marathonlauf oder Hochleistungssport. Grund ist eine Zunahme der Mikrofrakturen im Knochen, häufiges Durchführen von Diäten und ein geringer Anteil an Körperfett. Depressionen Es gilt mittlerweile als gesichert, dass Depressionen einen Risikofaktor für Osteoporose darstellen. Untersuchen von Perese et al konnten zeigen, dass Frauen mit langjähriger Depression eine um 6 % verminderte Knochendichte haben. Als Gründe werden Bewegungsmangel und Medikamenteneinnahme genannt. Medikamente Als osteoporosefördernde Präparate gelten Medikamente, die den Knochenaufbau schwächen können, z.B. Glucocorticoide, Antiepileptika, Zytostaika wie Cyclosporin A, L-Thyroxin zur Strumaprophylaxe, Protonenpumpenhemmer wie Omeprazol, Pantoprazol usw., Antiandrogene, Antikoagulantien wie Phenprocoumon, Warfarin oder Heparin wie Calciparin, Thrombareduct, Lovenox, Clexane, Fragmin usw., Isoniazid, Antidepressiva, Lithium. Sonnenschutzmittel Um Calcium in den Knochen einbauen zu können, wird stets Vitamin D benötigt. Der Körper stellt Vitamin D unter dem Einfluss von Sonnenlicht her. Bei der Verwendung von Sonnenschutzmitteln mit einem Lichtschutzfaktor > 8, wird die Vitamin DProduktion um ca. 98 % gesenkt. Hormone Wie bereits geschrieben, bedingt eine verfrüht einsetzende Menopause ein erhöhtes Osteoporoserisiko. Ähnliches gilt für Männer: Ein niedriger Testosteronspiegel, z.B. durch Hypogonadismus, Alkoholismus o.ä. steigert ebenso das Risiko von Knochenbrüchen, und zwar unabhängig vom Alter. Osteoporose ist eine akut behandlungsbedürftige Krankheit. Unbehandelt führt sie zu: Stürze und/oder Knochenbrüche Langandauernde oder dauerhafte Schmerzen Soziale Isolation 10 Verlust der Unabhängigkeit Depressionen Verlust von Lebensqualität 6. Therapie 1. Bewegung Osteoporosepatienten haben stets akute Schmerzen durch Fehl- oder Überbelastung der Muskulatur, Gelenkschädigung, Entzündungen usw., so dass zu Beginn einer Therapie stets die Schmerzlinderung stehen muss. Sinnvoll sind Bewegungsübungen mit einem Muskelaufbautraining, z.B. Wassergymnastik. Wichtig ist, dass die Übungen nicht die Wirbelsäule durch starke Biegung oder Stauchung belasten oder ein Sturzrisiko aufweisen. Sollten Medikamente notwendig sein, damit Patienten überhaupt Bewegungsübungen machen können, so geht man in folgender Reihenfolge vor: 1) Nicht-steroidale Antirheumatika, z.B. Metamizol, Acetylsalicylsäure, Paracetamol, Diclofenac, Ibuprofen 2) Schwache Opioide, z.B. Codein, Tilidin, Tramadol 3) Starke Opioide, z.B. Fentanyl, Oxycodon, Buprenorphin Das Hauptproblem bei diesem ersten Schritt ist den Patienten zu überzeugen, dass die Bewegung sinnvoll ist, um die Schmerzen zu lindern, obwohl ihm zu Beginn jede Bewegung Schmerzen bereiten wird. 2. Calcium Ca-Zufuhr 1000 mg/d Darm Zellen 13000 mg Resorption: 400 mg/d Extrazellulär 1300 mg Sekretion: 300 mg/d Filtration: Faeces 900 mg/d 10.000 mg/d Input:500 mg/d Abbau:500 mg/d Skelett 106mg (1 Kg) Resorpt.: 9800 mg/d Niere 10.000 mg/d Harn 200 mg/d Speichel 65 mg/d Magensaft 75 mg/d Schweiß 100-200 mg/d Sperma 1500 mg/d Muttermilch 600 mg/d 11 Der Calciumstoffwechsel ist einigen Resorptions- und Sekretionsvorgängen unterworfen. Die Ca-aufnahme erfolgt im Zwölffinger- und Dünndarm, wobei von 1 g Ca nur max. 40 % resorbiert werden, bei Kindern beträgt diese Quote 70-80 %. Die Calciumaustauschquote pro Tag beträgt für die Knochen etwa 500 mg. Zu beachten ist, dass der Ca-verlust durch Schwitzen, Faeces und Urin bis zu 90 % betragen kann. Die besten Calciumlieferanten sind Milch und Milcherzeugnisse. Laktoseintolerante Menschen sollen auf calciumreiche Mineralwässer ausweichen. Oftmals zeigt sich jedoch, dass viele Menschen die erforderliche Tagesdosis Calcium nicht über die Nahrung allein erreichen können, z.B. durch eine hohe Aufnahme an Salz, einen hohen Alkoholkonsum oder ein gestörtes Säure-BasenGleichgewicht mit latenter Azidose. Dann empfiehlt sich die Gabe von Supplementen. Führt ein Ca-präparat zu Verdauungsproblemen wie Durchfall oder Verstopfung, empfiehlt sich die Zufuhr von Flohsamen in Kombination mit reichlich Flüssigkeit. Um Calciumionen nicht bereits im Darm abzufangen, muss auf phosphatreiche Ernährung verzichtet werden, z.B. Cola, viel Wurst usw. Eine eventuelle Angst vor Nierensteinen durch große Mengen Calcium ist unbegründet, wenn man pro Tag mindestens 2-3 Liter Flüssigkeit zu sich nimmt. Außerdem wird steinbildendes Oxalat bereits im Darm durch Calcium gebunden und gelangt nicht in die Niere. Die Einnahme der Calciumpräparate sollte zwischen den Mahlzeiten erfolgen. Zwar fördern Vitamin C und Laktose die Resorption, allerdings wird die Caaufnahme durch Zink, Eisen, Kaffee, Alkohol, Spinat oder Ballaststoffe gehemmt. Zudem können bestimmte Medikamente mit Calcium wechselwirken, z.B. Tetrazykline, Glucocorticoide, Eisenpräparate, Antiepileptika usw. Oftmals kann auch eine Verabreichung von Vitamin D zur verbesserten Calciumaufnahme hilfreich sein, umso mehr, da zahlreiche Menschen eine Unterversorgung an Vitamin D aufweisen. 3. Vitamin D Obwohl als Vitamin bezeichnet, handelt es sich in Wirklichkeit um ein Hormon. Fettlösliches Vitamin D wird mit Hilfe des Sonnenlichts in der Haut gebildet oder über die Nahrung aufgenommen. Cholecalciferol (Vitamin D3) wird in einem ersten Schritt in der Leber in 25Hydroxyvitamin-D3 (= 25(OH)D3) hydroxyliert. Das ist die bevorzugte Speicherform des Vitamins im menschlichen Körper und dient gleichzeitig zur Bestimmung von D3 im Serum: Vitamin D3 in ng/ml < 20 20 – 35 35 – 60 60 – 90 90 – 150 Status Vit.-D-Mangel Unterversorgung Normalbereich Hohe Werte Überversorgung In der Niere wird 25(OH)D3 in die biologisch aktive Form, dem 1,25(OH)D3 umgewandelt. Dieser aktive Metabolit heißt Calcitrol und beeinflusst neben den Mono-und Lymphozyten noch bestimmte Tumorzellen, die Calciumaufnahme aus dem Darm in das Blut und die Knochenmineralisation. Außerdem kommt im Blut noch der Metabolit 24,25(OH)D3 vor, dem eine positive Wirkung auf die Knochenbruchheilung zugeschrieben wird. 12 Quelle: http://www.hairrigasun.lv/d-vitam299ns.html Die empfohlene Menge an Vitamin D3 liegt zwischen 200 und 400 I.E., das entspricht 5-10 µg. Diese Erhaltungsdosis ist für einen gesunden Menschen mit normalem Vitamin D-Spiegel ausreichend, aber nicht für Personen mit einem Vitaminmangel. Hier werden Dosen zwischen 600 und 1200 I.E. benötigt. Hier eine Übersicht über die Effekte von Vitamin D: Erhöhung der Calciumresorption aus dem Darm Einbau des Calciums in die Knochen Aktivierung der Osteoklasten Verringerung der renalen Calciumausscheidung Aktivierung des Thrombomodulins und Verringerung des Thromboserisikos Beeinflussung des Glucose- und Fettstoffwechsels Zunahme der Muskelmasse Verbesserung der körperlichen Koordinationsfähigkeit Verminderung des Sturzrisikos Absenkung des Blutdrucks Verringerung des Risikos für Mamma- und Coloncarzinom Versorgung mit Vitamin D Mit zunehmendem Lebensalter nimmt die Fähigkeit der Haut, Vitamin D mit Hilfe des Sonnenlichts zu bilden ab. Während ein junger Mensch mit kurzen Aufenthalten in der Sonne seinen kompletten Vitamin D-Bedarf decken kann, funktioniert das bei älteren Menschen (selbst bei hohem UV-Index) nicht mehr: 13 Das bedeutet, dass Ältere sich nicht nur durch Fisch, Eier, Pilze und Käse Vitamin D-reich ernähren sollen, sondern auch ein Vitamin-D-Supplement einnehmen müssen. Menschen aller Altersgruppen sollten den Gebrauch von Sonnenschutzmitteln mit einem Lichtschutzfaktor > 8 nicht übertreiben. Zwar können solche Präparate dazu beitragen, dass Risiko für Melanome zu verringern, andererseits kann der exzessive Gebrauch dieser Mittel auch bei jüngeren Personen zu einem Vitamin D-Mangel führen. Außerdem ist zu beachten, dass Dunkelhäutige gegenüber Hellhäutigen sich einer deutlich längeren Sonnenexposition aussetzen müssen, um die gleiche Menge Vitamin D herstellen zu können. Der Grund ist, dass dunkle Haut viel Melanin enthält, ein Pigment, das auch beim Bräunen entsteht und die Synthesedauer des Vitamins um bis zum Faktor 10 verlängern kann. Neben dem Alter und der Hautfarbe können weitere Faktoren zu einem Vitamin DMangel beitragen: 1) Leberzirrhose 2) Magen-Darm-Operationen 3) Chronisch Entzündliche Darmerkrankungen 4) Chronische Niereninsuffizienz 5) Antikonvulsive Behandlungen Die Deutsche Gesellschaft für Ernährung empfiehlt für Säuglinge 10 µg Vitamin D pro Tag zuzuführen, für alle anderen Personengruppen einschließlich Schwangere, Stillende und Personen ab 65 Jahren sollten 20 µg zu sich nehmen. Fachleute präferieren jedoch die 1000er-Regel, die sich auch Im Rahmen der Osteoporoseprävention und –therapie bewährt hat. Um die Knochendichte zu optimieren, sollte jeder Mensch täglich 1000 mg Calcium plus 1000 I.E. Vitamin D zu sich nehmen. Es ist wichtig, diese Regel bereits im Kinder- und Jugendalter anzuwenden. 14 4. Vitamin K Vitamin K ist fettlöslich und wird im Darm bei gleichzeitiger Anwesenheit von Gallensäuren resorbiert. Es fungiert als Coenzym bei der Synthese von Proteinen, die an der Blutgerinnung sowie an der Knochenmineralisation beteiligt sind. Für den Knochenaufbau verantwortlich sind die Osteoblasten. Diese enthalten Osteocalcin, auch BGP genannt: bone γcarboxylglutamic acid-containing protein. Die Knochenmatrix enthält etwa 2 % Osteocalcin. Osteocalcin ist an Calcium gebunden und inhibiert die Mineralisation des Knochens. Die Bildung des Peptids aus 49 Aminosäuren wird durch 1,25(OH)D3, dem Calcitrol, induziert. Wird die Osteocalcinproduktion unterdrückt, so erhöht sich die Knochenmineralisation bei gleichzeitiger Abnahme der Bruchfestigkeit und Einengung des Markraums. Man spricht von der Marmorknochenkrankheit (Osteopetrose). Quelle: Sarah L. Booth, Amanda Centi, Steven R. Smith & Caren Gundberg (2013) The role of osteocalcin in human glucose metabolism: marker or mediator? Nature Reviews Endocrinology 9, 43-55 Osteocalcin enthält Glutamylreste, welche mithilfe Coenzyms Vitamin K und des Enzyms ΓGlutamylcarboxylase γ-carboxyliert werden müssen, bevor Osteocalcin im Knochen aktiv Calcium binden kann. Die calciumbindende Eigenschaft hat Osteocalcin mit anderen Calciumbindenden Proteinen (z.B. Calbindin oder spezifischen Faktoren der Blutgerinnung) gemeinsam: Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Vitamin_K 15 Die empfohlene Tagesdosis für Vitamin K liegt zwischen 75 und 150 µg. Vitamin K und Antikoagulantien Einige Antikoagulantien enthalten Cumarine, z.B. Phenprocoumon (Marcumar®) oder Warfarin. Es handelt sich um Moleküle, die die natürlichen Abläufe der Blutgerinnung beeinflussen und die Gerinnung des Blutes hemmen, daher spricht man auch von Blutgerinnungshemmern. Während der Blutgerinnung werden verschiedene Blutgerinnungsfaktoren sukzessive aktiviert. Die Faktoren II, VII, IX und X sind für den Ablauf der Blutgerinnung unabdingbar und von Vitamin K abhängig, d.h. die Glutamylreste der Blutgerinnungsfaktoren werden durch Vitamin-K carboxyliert. Erst durch diese Carboxylierung sind die Vitamin-Kabhängigen Gerinnungsfaktoren in der Lage besonders effizient Calcium zu binden und damit die Blutgerinnung zu ermöglichen. Das Vitamin wird im Zuge dieser Carboxylierung epoxidiert und muss durch die sogenannte Vitamin-K-Epoxid-Reduktase regeneriert werden. Quelle: https://www.studyblue.com/notes/note/n/biochemistry-module/deck/3465268 Cumarine wirken als kompetitive Hemmstoffe auf dieses Enzym, d.h. dass Cumarine in Konkurrenz zu dem Enzym Vitamin-K-Epoxid-Reduktase treten und somit die Regenerationsrate von Vitamin-K senken. Die Wirkung von Cumarinen führt somit zu einer Senkung des Vitamin-K-Spiegels im Organismus und einer daraus resultierenden Verhinderung der Carboxylierung der Blutgerinnungsfaktoren II, VII, IX und X, die dadurch inaktiv werden. Die Blutungsneigung wird also erhöht. 5. Vitamin C Vitamin C ist essentiell für die Kollagenbildung und die normale Knochenentwicklung. Nach einer Studie von Sahni et al. zeigen Patienten über einen Zeitraum von 4 Jahren, die viel Vitamin C zu sich nahmen, einen geringeren Knochenmineralverlust als solche, deren Vitamin C-Konsum gering war. Dies bezog sich auf den femoralen und trochantären Teil des 16 Oberschenkels, also diejenigen Teile des Oberschenkelknochens, die im Falle eines Sturzes bevorzugt brechen. Die Dosis sollte zwischen 250 und 1000 mg pro Tag liegen. 6. Vitamin B6, Folsäure und Vitamin B12 2004 erschien eine Publikation von Joyce et al., die einen klaren Zusammenhang zwischen dem Osteoporoserisiko und dem Homocysteinspiegel herstellt. Ein erhöhter Homocysteinspiegel erhöht das Risiko für osteoporotische Knochenbrüche um den Faktor 1,9, unabhängig von der Knochenmineraldichte und anderen Faktoren. Diese Resultate ergänzen die Ergebnisse von McLean et al., der zeigen konnte, dass bei Männern die Zahl der Oberschenkelhalsbrüche mit zunehmendem Homocysteinspiegel monoton ansteigt. Bei Frauen ist ebenfalls ein deutlicher Anstieg zu verzeichnen. Die Autoren stellen fest, dass die Erhöhung des Homocysteinspiegels bei Frauen zu einer Verdopplung der Zahl der Oberschenkelhalsbrüche und bei Männern sogar zu einer Vervierfachung führt. Für eine gute Knochengesundheit ist es daher unabdingbar, dass der Homocysteinspiegel stets kleiner ist als 10 µmol/l. Dies ist am besten und einfachsten mit einer Zufuhr von 10 mg Vitamin B6, 400 µg Folsäure und 250 µg Vitamin B12 zu erreichen. Der Normalwert für Vitamin B12 liegt bei 250 pg/ml. Sinkt der Messwert unter 150 pg/ml, so besteht die Gefahr einer abnehmenden Knochendichte und damit Osteoporose (Tucker et al.) 7. Bor, Kupfer, Mangan, Magnesium Obwohl der Wirkmechanismus noch nicht vollständig geklärt ist, steht fest, dass Bor die renale Ausscheidung von Calcium vermindert und die Knochendichte erhöht. Kupfer promotet die Vernetzung der Kollagenfasern vom Typ 1 und trägt damit zur Festigkeit der 17 Knochen bei. Mangan fördert die Bildung von Knorpel und die Mineralisation des Knochens. Magnesium fördert den Einbau von Calcium und ist essentiell für die Synthese des aktiven Vitamins D-metaboliten aus Cholecalciferol. Werden Calcium und Magnesium zusammen eingenommen, so sollte das Verhältnis 2:1 betragen, denn nur dann können beide Mineralstoffe die optimale Wirkung entfalten. 8. Kalium Während Kochsalz die Eliminierung von Calcium begünstigt, wird sie durch Kalium gehemmt. Kalium fördert somit die renale Calciumretention in der Niere und verhindert den Calciumabbau aus den Knochen. Einen nicht unwesentlichen Einfluss auf das Säure-BasenGleichgewicht hat das Anion im Kaliumsalz. Für Kaliumcitrat ist in klinischen Studien nachgewiesen, dass es dem Calciumverlust über die Niere und dem Calciumabbau aus den Knochen entgegenwirkt. Marangella et al konnten in einer 12monatigen Studie an 161 postmenopausalen Frauen mit Osteopenie zeigen, dass die Gabe von 30 mmol Kalium (1,17 g Kaliumcitrat) pro Tag die Knochendichte erhöht und die Knochenstruktur deutlich verbessert. Kaliumcitrat wirkt laut den Autoren genauso gut wie das Medikament Raloxifen, einem Selective Estrogen receptor modulator (SERM), der bei der Behandlung und Prävention von Osteoporose bei postmenopausalen Frauen eingesetzt wird. 9. HET und Östrogene (osteoprotektiv) Es ist bekannt, dass Östrogenmangel, besonders kurz vor und während der Menopause zu einem langsamen aber sicheren Verlust an Knochenmasse führt, was sich in einem erhöhten Risiko für Knochenbrüche widerspiegelt. Oftmals wird betroffenen Frauen eine Hormonersatztherapie in Form einer Östrogen-Gestagen-Kombination (HET) angeboten, deren „Sinnhaftigkeit“ oft emotional und kontrovers diskutiert wird. Im Jahr 2003 veröffentlichte das National Institutes of Health die Women’s Health Initiative Study bezüglich der HET und ihre Auswirkungen auf kardiovaskuläre Erkrankungen, Krebs und Osteoporose. An der 15jährigen Studie nahmen insgesamt 160.000 Frauen zwischen 50 und 79 teil. An der Teilstudie zur HET nahmen 16.608 Frauen teil. Das Resultat lässt sich wie folgt zusammenfassen: Risikoerhöhung durch HET Schlaganfall Herzinfarkt Lungenembolie Thrombosen Brustkrebs Risikoverminderung durch HET Oberschenkelhalsbrüche Zahl der gesamten Frakturen Colonkarzinome Uteruskarzinome Zusammenfassend kann man sagen, dass eine HET nur unter strenger ärztlicher Aufsicht, nach sorgfältiger Abwägung der Risiken gegeben werden sollte. Es versteht sich, dass eine HET bei folgenden Befunden kontraindiziert ist: Thrombosen Lebererkrankungen Hypertonie 18 Blutgerinnungsstörungen Mammakarzinom (auch familiär) Malignes Melanom Schwere Herzerkrankung Schwere Unterleibserkrankungen, z.B. Colonkarzinom Ebenfalls in der Women’s Health Initiative Study wurde anstelle der klassischen HET die alleinige Gabe eines Östrogens untersucht: Risikoerhöhung durch Östrogen Schlaganfall Lungenembolie Thrombosen Colonkarzinome (sehr gering) Risikoverminderung durch Östrogen Oberschenkelhalsbrüche Zahl der gesamten Frakturen Herzinfarkt Brustkrebs Das bedeutet, dass die Gabe eines reinen Östrogenpräparates die Vorteile der HET bietet, den Frauen aber gleichzeitig die Angst vor Brustkrebs nimmt. Der behandelnde Arzt muss in jedem Einzelfall entscheiden, ob er nur eine HET durchführen möchte oder ob er nach zwei Jahren die HET durch eine reine Östrogengabe ersetzen kann. Östrogene oder Kombinationspräparate der HET zur Vermeidung einer Osteoporose müssen mindestens 5 Jahre, im optimalen Fall lebenslang gegeben werden. Wird die Behandlung abgebrochen, setzt auch der Knochenabbau wieder ein. Selbst eine Gabe der Hormone nach dem 70sten Lebensjahr kann sehr sinnvoll sein. Östrogene haben bezüglich der Knochengesundheit ein komplexes Wirkspektrum: o Steigerung der Calciumresorption aus dem Darm o Stimulierung der Osteoblasten bei gleichzeitiger Hemmung der Osteoklasten o Steigerung der Durchblutung o Verringerung des Sturzrisikos Derzeit kommen folgende Monopräparate zum Einsatz: 1. Estradiol Transdermal kontinuierliche Applikation Gel kontinuierliche Applikation Oral kontinuierliche Applikation 2. Konjugierte Östrogene Oral kontinuierliche Applikation 3. Estradiolvalerat Oral kontinuierliche Applikation 4. Estriol Oral kontinuierliche Applikation Phytoöstrogene und SERMs Phytoöstrogene gehören zu der Klasse der Isoflavone, die in Sojabohnen, Kleearten, bestimmten Baumrinden oder Lilienarten vorkommen. Diese sekundären Pflanzenstoffe haben aufgrund ihrer Ähnlichkeit mit Estradiol und anderen Steroiden eine schwache östrogenartige Wirkung. Zahlreiche Untersuchungen konnten zeigen, dass Phytoöstrogene keine tumorauslösende Wirkung haben. 19 Estradiol Daidzein 100 mg Isoflavone pro Tag gelten als Standarddosierung, wobei häufig auch höhere Mengen appliziert werden. SERM steht für Selective Estrogen Receptor Modulator. Es handelt sich nicht um Steroide, sondern um chemische Substanzen unterschiedlicher Molekülstruktur. Diese synthetischen Substanzen sind selbst keine Hormone, können jedoch hormonähnliche Wirkungen auslösen. Zu ihnen gehören z.B. Clomifen, Raloxifen, Tamoxifen usw. Das therapeutische Spektrum umfasst die Behandlung von o Unfruchtbarkeit der Frau o Brustkrebs o Osteoporose o Endometriose Es gibt zwei Arten von Östrogenrezeptoren. Der Alpha-Typ (ERα) kommt im Hypothalamus, der Hypophyse, im Uterus und in der Brust vor. Der Beta-Typ (ERβ) findet sich im Hippocampus und weiteren Regionen des ZNS, den Blutgefäßen und den Knochen. Der Begriff Receptor Modulator bezeichnet eine agonistische oder antagonistische Wechselwirkung mit den beiden Rezeptortypen Erα und Erβ. Estradiol wirkt nur agonistisch auf beide rezeptortypen, d.h. das Hormon fördert das (benigne und maligne) Zellwachstum im Uterus, der Mamma und den Knochen. Die SERMs haben nun eine agonistische und antagonistische Wirkung: Zielorgan Uterus Mamma Knochen Estradiol agonistisch agonistisch agonistisch Raloxifen antagonistisch antagonistisch agonistisch Tamoxifen Tamoxifen agonistisch antagonistisch agonistisch Raloxifen 20 Tamoxifen stimuliert das Wachstum in den Knochen und im Uterus, nicht jedoch in der Brust. Raloxifen hemmt die ERα-Rezeptoren und stimuliert gleichzeitig die ERβ-Rezeptoren, d.h. ein mögliches Brustkrebswachstum wird gehemmt, die schützende Östrogenwirkung auf die Knochen bleibt bestehen. 10. Testosteron Treten bei jungen Männern osteoporotische Probleme auf, so muss zunächst ein Prostatakarzinom ausgeschlossen werden. Im Falle eines Hypogonadismus können Testosteronpräparate in Form von Pflastern, Gel oder i.m. Injektionslösung gegeben werden. Zusammen mit knochenaufbauenden Produkten kann so einer manifesten Osteoporose vorgebeugt werden. Da Testosteron dem Knochenabbau entgegenarbeitet, wirkt esosteoprotektiv 11. Parathormon und Calcitonin Quelle: designua, de.123rf.com Dateinummer : 44929454 Parathormon (PTH) ist ein Polypeptid aus 84 Aminosäuren und verantwortlich für die Calciumhomöostase. Es wird in der Nebenschilddrüse gebildet und bei einem niedrigen Calciumspiegel ins Blut abgegeben. PTH führt zu einer vermehrten renalen Phosphateliminierung, so dass der Phosphatgehalt des Blutes sinkt. Gleichzeitig steigt der 21 Calciumgehalt durch Rückresorption von Ca in der Niere, einer Freisetzung von Ca aus den Knochen und einer Synthese des aktiven Vitamin-D-Metaboliten Calcitriol an. In Summe wirkt PTH osteoanabol, also knochenaufbauend. Calcitonin ist ein Polypeptid aus 32 Aminosäuren und wird in der Schilddrüse gebildet. Calcitonin wirkt antagonistisch zu Parathormon, denn es senkt den Blutcalciumspiegel. Durch Reduzierung der Aktivität der Osteoklasten wird die Calciumfreisetzung aus dem Knochen vermindert, die renale Calciumausscheidung gefördert und die Calciumresorption im Darm vermindert. Interessanterweise wird jedoch die renale Phosphatausscheidung gesteigert. In höherer Dosierung hat Calcitonin eine diuretische Wirkung. Als Nebenwirkungen treten Flush, Hitzewallungen und Erbrechen auf. Appliziert wird es subkutan, i.m. oder als Nasenspray. Calcitonin wird eingesetzt, um einem Verlust an Calcium und damit Knochenmasse nach osteoporotisch bedingten Frakturen vorzubeugen. Außerdem lassen sich so erhöhte Calciumspiegel bei bestimmten Tumorerkrankungen senken. Arzneilich verwendet wird nicht das humane Calcitonin, sondern das Erzeugnis aus Lachs. 12. Fluoride Der Einsatz von Fluoriden, selbst in Kombination mit Calcium und Vitamin D, ist umstritten. Unbestritten ist, dass Fluoride die Osteoblasten aktiviert und zu einer Zunahme an Knochenmasse (osteoanabol) führt. Allerdings ist die Stabilität des neu gebildeten Knochenteils unbefriedigend, da es relativ leicht zu Frakturen kommt. Nicht zu unterschätzen sind auch die Nebenwirkungen einer Therapie mit z.B. Natriumfluorid: Diarrhoe, Erbrechen, Verdauungsprobleme und Schmerzen in Knochen und Gelenken. Wenn Patienten eigenmächtig die Fluoriddosis erhöhen, kann es sogar zu einer Fluorose mit Knochenverdickungen und Gelenkversteifungen kommen. 13. Strontiumranelat Dieses Medikament ist sowohl osteoanabol als auch –protektiv, d.h. es hemmt den Knochenabbau und fördernd den Knochenaufbau. Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Strontiumranelat Strontiumranelat (Protelos®) hemmt den Knochenabbau und steigert gleichzeitig den Knochenaufbau. Das wirksame Agens ist das Erdalkalimetall Strontium. Analog zu Calcium wird Strontium in die Knochen eingebaut. Untersuchungen haben gezeigt, dass bei Osteoporosepatienten die Knochendichte um 6-7 % gesteigert werden konnte, wenn sie mit Strontiumranelat behandelt wurden. 50 % des Zuwachses wird durch die höhere Atommasse des Strontiums gegenüber dem in den Knochen enthaltenen Calcium zurück, während die andere Hälfte ein echter Zuwachs des Mineralgehaltes des Knochens ist. Klinische Untersuchungen sind über einen Behandlungszeitraum von bis zu 8 Jahren verfügbar. 22 Strontiumranelat gilt zusammen mit Calcium und Vitamin D als Mittel der ersten Wahl bei der Behandlung der Osteoporose. Die Dosierung liegt bei 2 g/d (oral), die Einnahme soll 2 Stunden nach der letzten Mahlzeit vor dem Schlafen erfolgen. 14. Bisphosphonate Bisphosphonate sind mit Diphosphaten (Pyrophosphat) strukturverwandt: Die Bisphosphonate unterscheiden sich in den Liganden R1 und R2. Das Bisphosphonat verbindet sich mit den Calciumatomen auf der Knochenoberfäche und verhindert so eine osteoprotektive „Herauslösung“ des Calciums aus dem Knochen. Die Affinität des Bisphosphonats zur Knochenoberfläche wird maßgeblich von der chemischen Natur des Liganden R2 beeinflusst: Quelle: https://en.wikipedia.org/wiki/Bisphosphonate 23 Je nach Art der Substituenten R1 und R2 haben die einzelnen Substanzen unterschiedliche Wirkstärken, orale Bioverfügbarkeiten (OBv) und unterscheiden sich auch in der Dosierung sowie der Halbwertszeit (HWZ) im Knochen: Generation Substanz Rel. Potenz OBv (%) HWZ Dosierung 1 1 1 2 2 Etidronat Clodronat Tiludronat Pamidronat Alendronat 1 10 10 100 100-1.000 2-10 1-3 2-11 i.V. 0,7 2-10 Wo 2 3 3 Ibandronat Risedronat Zoledronat 1.000-10.000 1.000-10.000 > 10.000 i.V. 0,6 i.V. 10-60 h 20 d 6d < 5d 27 h > 10 a 400 mg/d 1-2 g/d 400 mg/d 90 mg alle 1-4 d 10 mg/d oder 70 mg/Wo 6 mg alle 3-4 Wo 35 mg/Wo 4 mg alle 3-4 Wo Wirkung Bisphosphonate lagern sich auf der Knochenoberfläche ab und werden dort von den Osteoklasten resorbiert, wo sie deren Zellaktivitäten in den Mitochondrien stören. Dies führt zu einer Inaktivierung bzw. zum Absterben der Osteoklasten, womit der Knochenabbau gestoppt ist. Bisphosphonate mit einem stickstofffreien Rest R2 (Etidronat, Clodronat und Tiludronat) gehören zu Präparaten der 1. Generation und bilden zelltoxische ATP-Derivate. Diese beschleunigen die Apoptose der Osteoklasten, stören aber langfristig die Knochenmineralisation: 24 Stickstoffhaltige Bisphosphonate der nachfolgenden Generationen beeinflussen hingegen die Proteinprenylierung, d.h. sie stören die Geranyl- bzw. Farnesylbiosynthese: HMG Co-A Mevalonat Etidronat Clodronat Tiludronat 1. Generation ATP → ADP + P (+ Energie) Dimethylallyl-PP Isopentylpyrophosphat (IPP) Geranyl-PP Ibandronat Zoledronat Risedronat 3. Generation Pamidronat Alendronat Neridronat 2. Generation Farnesyl-PP Geranylgeranyl-PP Squalen Prenylierte Proteine Cholesterol Vitamin D Hormone Cortison Als Konsequenzen dieser biochemischen Betrachtung ergeben sich folgende Effekte: 1. Reduktion der Lebensdauer der Osteoklasten 2. Verlängerung der Lebensdauer der Osteoblasten und Steigerung der Kollagensynthese vom Typ 1 3. Störung des Mevalonsäurestoffwechsels 4. Einbau der Bisphosphonate in die Calciummatrix des Knochens und Verhinderung der Demineralisation 5. Schmerzreduktion durch Hemmung der Freisetzung von Neuropeptiden, Prostaglandinen, Interleukinen usw. 6. Hemmung der Adhäsion von Tumorzellen an der Knochenoberfläche Bisphosphonate sollen nur in aufrechter Körperposition mit viel Wasser eingenommen werden. Die Einnahme muss auf nüchternen Magen erfolgen, um die ohnehin schlechte Resorptionsquote nicht noch weiter zu senken. Um einen möglichen Reflux mit Schädigung der Speiseröhre und die folgende cholesterinabhängige Zellreparatur zu vermeiden, darf der Patient sich nach Einnahme des Präparates mindestens 30 min. nicht hinlegen. Mögliche Nebenwirkungen: Erbrechen Ösophagitis Magenblutungen 25 Ulcus ventriculi (auch perforierend) Bauchschmerzen Die Einnahmedauer soll zwischen 3 und 5 Jahren betragen. Es ist zu beachten, dass Bisphosphonate stets zeitlich getrennt von Lebensmitteln (außer Wasser) eingenommen werden müssen, da die Medikamente mit vielen mehrwertigen Kationen, z.B. Calcium, Magnesium usw. für den Menschen unlösliche Komplexverbindungen bilden, die unzersetzt mit den Faeces eliminiert werden. In diesen Fällen sind sowohl die Bisphosphonate als auch die Mineralstoffe nutzlos. 7. Mikronährstofftherapie Empfohlene Dosierungen: Mikronährstoff Calcium Magnesium Kalium Mangan Kupfer Bor Vitamin D Vitamin K Vitamin C Vitamin B6 Folsäure Vitamin B12 Isoflavone (aus Soja, Rotklee usw.) Kollagen Oligomere Proanthocyanidine (OPC) Resveratrol Empfohlene Tagesdosis 500-1000 mg 100-300 mg 200-500 mg 2-6 mg 1-2 mg 1-3 mg 600-1200 I.E. 100-150 µg 250-500 mg 4-10 mg 400-1000 µg 2,5-7,5 µg 200-500 mg 2-4 g 150-450 mg 25-100 mg Literaturverzeichnis: 1. Kanis JA (2012) A systematic review of hip fracture incidence and probability of fracture worldwide. Osteoporosis Int 23(9):2239-2256 2. Kanis JA (2013) European guidance for the diagnosis and management of osteoporosis in postmenopausal women. Osteoporosis Int 24(1):23-57 3. Cummings S (1996) Treatable and untreatable risk factors for hip fracture. Bone 18:165S-167S 4. Krall E et al (1991) Smoking and bone loss among postmenopausal women. J Bone Miner Res 6:331-338 5. Gerdhem P et al (2003) Effect of previous and present physical activity on bone mass in elderly women. Osteoporos Int 14:208-212 26 6. Gerdhem p et al (2002) Effects of cigarette-smoking on bone mass as assessed by dual-energy X-ray absorptiometry and ultrasound Osteoporos Int 13:933-936 7. Van Staa T et al (2002) The epidemiology of corticosteroid-induced osteoporosis: a meta-analysis. Osteoporos Int 13:777-787 8. Ralston S (2003) Genetic determinants of susceptibility to osteoporosis. Curr Opin Pharmacol 3:286-290 9. Harada S et al (2003) Control of osteoblast function and regulation of bone mass. Nature 423:349-355 10. Buckwalter J et al (1995) Bone biology: Part I: Structure, blood supply, cells, matrix and mineralisation. J Bone Joint Surg 77A:1256-1275 11. Ahlborg H et al (2003) Bone loss and bone size after menopause. New Engl J Med 349:327-334 12. Manolagas S et al (2000) Birth and death of bone cells: Basic regulatory mechanisms and implications for the pathogenesis and treatment of osteoporosis. Endocrine Reviews 21:115-137 13. Shabat s et al (2003) The second hip fracture - an analysis of 84 elderly patients. J Orthop Trauma 17:613-617 14. Smith S et al (2002) Calcium and bone metabolism during space flight. Nutrition 18:849-852 15. Browner W et al (2001) Associations of serum osteoprotegerin levels with diabetes, stroke, bone density, fractures, and mortality in elderly women. J Clin Endocrinol Metab 86: 631-637 16. Recker R et al (1996) Correcting calcium nutritional deficiency prevents spine fractures in elderly women. J Bone Miner Res 11:1961-1966 17. Perese E et al (2003) Health problems of women with severe mental illness. J Am Acad Nurse Pract 15:212-219 18. Ringe J Hrsg. Calcium plus Vitamin D. Stuttgart, Thieme 2003. ISBN: 978-3-13133151-9 19. Bartl R Osteoporose. 4. Auflage 2011, Georg Thieme Verlag KG. ISBN: 978-3-13105754-9 20. Chapuy M et al (1992) Vitamin D3 and calcium to prevent hip fractures in elderly women. N Engl J Med 327:1637-1642 21. Chevalley T et al (1994) Effects of calcium supplements on femoral bone mineral density and vertebral fracture rate in vitamin-D-replete elderly patients. Osteoporos Int 4:245-252 27 22. Lips P et al (1996) Vitamin D supplementation and fracture incidence in elderly persons. A randomized placebo-controlled trial. Ann Intern Med 124:400-406 23. Reid I et al (1995) Long-term effect of calcium supplementation on bone loss and fracture in postmenopausal women: a randomized controlled trial. Am J Med 98:331-335 24. Reid I (2001) Vitamin D and ist metabolites in the management of osteoporosis. Osteoporosis 2:553-575 25. Sahni S et al (2008) High Vitamin C Intake Is Associated with Lower 4-Year Bone Loss in Elderly Men. J Nutr 138:1931-1938 26. Joyce BJ et al (2004) Homocysteine Levels and the Risk of Osteoporotic Fracture. N Engl J Med 350:2033-2041 27. McLean RR et al (2004) Homocysteine as a Predictive Factor for Hip Fracture in Older Persons. N Engl J Med 350:2042-2049 28. Tucker KL (2005) Low plasma vitamin B12 is associated with lower BMD: the Framingham Osteoporosis Study. J Bone Miner Res 20(1):152-158 29. Lemann et al (1991) Potassium administration reduces and potassium deprivation increases urinary calcium excretion in healthy adults Kidney Int. 39(5):973–983 30. Harrington et al (2003) High salt intake appears to increase bone resorption in postmenopausal women but high potassium intake ameliorates this adverse effect Nutr Rev 61(5 Pt 1):179–183 31. Jehle S et al (2006) Partial neutralization of the acidogenic western diet with potassium citrate increases bone mass in postmenopausal women with osteopenia. J Am Soc Nephrol 17:3213–3222 32. Marangella M et al (2004) Effects of potassium citrate supplementation on bone metabolism. Calcif Tissue Int 74:330–335 33. Migliaccio S et al (2003) Isoflavones and skeletal health: are these molecules ready for clinical application? Osteoporos Int 14:361-368 34. Mei J et al (2001) High dietary phytoestrogen intake is associated with higher bone mineral density in postmenopausal but not premenopausal women. J Clin Endocrinol Metab 86:5217-5221 35. Torgenson D et al (2001) Hormone replacement therapy and prevention of nonvertebral fractures: a meta-analysis of randomized trials. JAMA 285:28912897 36. Setchell K et al (2003) Dietary phytoestrogens and their effect on bone: evidence from in vitro and in vivo, human observational, and dietary intervention studies. Am J Clin Nutr 78:593S-609S 28 37. Meunier P et al (2004) The effects of strontium ranelate on the risk of vertebral fracture in women with postmenopausal osteoporosis. N Engl J Med 350:459468 38. Zethraeus et al (2008) The cost-effectiveness of the treatment of high-risk women with osteoporosis, hypertensoin and hyperlipidaemia in Sweden. Osteoporos Int 19:819-827 39. Russell R et al (2008) Mechanisms of action of bisphosphonates: similarities and differences and their potential influence on clinical efficacy. Osteoporos Int 19:733-759 40. Haguenauer D et al (2000) Fluoride for the treatment of postmenopausal osteoporotic fractures: a meta-analysis. Osteoporos Int 11:727-738 41. Bilezikian J (2006) Osteonecrosis of the jaw - Do bisphosphonates pose a risk? N Engl J Med 355:2278-2281 42. Woo S et al (2006) Bisphosphonates and osteonecrosis of the jaws. Ann Intern Med 144:753-761 43. Rogers MJ et al (2000) Cellular and Molecular Mechanisms of Action of Bisphosphonates. Cancer Supplement, Vol. 88, No.12, p. 2961-2978 Stichworte: Osteoporose, Osteopenie, Knochen, Knochenschwund, Knochenbruch, Knochenfraktur, Oberschenkelhalsbruch, Calcium, Vitamin D, Vitamin K, Bisphosphonate. Herausgeberin Mag. Dr. rer. nat. Nicole Wopfner Biologin, Ernährungswissenschafterin, Mitglied des Fachsenats des FORUM VIA SANITAS Römerweg 22, 5061 Elsbethen, Österreich E-Mail: Website: [email protected] www.forumviasanitas.org Hinweis: Dieser Praxistipp repräsentiert die Meinung und Praxiserfahrung des Autors und ersetzt keinesfalls eine ordnungsgemäße Diagnose bzw. Behandlung unter Berücksichtigung der Besonderheiten des Einzelfalls. 29