Andreas Schibli Physiotherapeut Therapeut für kPNI
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Andreas Schibli Physiotherapeut Therapeut für kPNI 5.11.2011 Symposium Aarau 1 } Die Qualität und die Funktion des Knorpels eines Menschen am Tag x, ist die Resultierende der Summe der positiven und der negativen Faktoren die sich in seinem bisherigen Leben ergeben haben. A.Schibli 08.11.2011 3 Gleichgewicht Negativ - Aufbau max. Knorpel Anzahl Belastungszyklen Regeneration Nahrungsauswahl Verdauung Schlaf Stress Positiv - Aufbau max. Knorpel Anzahl Belastungszyklen Regeneration Nahrungsauswahl Verdauung Schlaf Stress A.Schibli 08.11.2011 4 2 1. 2. 3. Physiologie 1. Struktur Einflüsse 1. Aufbau max. Knorpelqualität 2. Belastungszyklen 3. Nahrung 4. Stress , Entzündung, Verdauung, Freie Radikale 5. Schlaf Wachstumshormone Zusammenfassung A.Schibli 1. 2. 3. 08.11.2011 5 Versorgung der Infrastruktur «Knorpel» 1. Aufbaustoffen 2. Funktionsstoffen Syntheseaktivität Chondroblasten / Turn over 1. Intakte Zelle / Zellschutz / FR 2. Piezoelektrischer Effekt 3. Wachstumshormone 4. ATP Funktionieren der Infrastruktur Knorpel 1. Wasserbindung A.Schibli 08.11.2011 6 3 } } } } } Zonen Komponenten Matrix Grundsubstanz Kollagene Fasern ◦ Aufbau / Zelle A.Schibli 08.11.2011 7 08.11.2011 8 Aus: Angewandte Physiologie; Frans van den Berg, Band1 A.Schibli 4 } Zellen ◦ Chondroblasten, Chondrozyten, Chondroklasten } Matrix ◦ Wasser 60 – 80 % ◦ Makromoleküle 20 – 40 % – 50 % Kollagene Fasern v.a. Typ II à druckresistent – 30 % nicht kollagene Proteine à Verbindungsprotein – 20 % Proteoglykane und Glykosaminoglykane A.Schibli Hyaluronsäurekette Verbindungsproteine Aus: Angewandte Physiologie; Frans van den Berg, Band1 08.11.2011 9 Proteoglykane A.Schibli 08.11.2011 10 5 Aus: Angewandte Physiologie; Frans van den Berg, Band1 A.Schibli 08.11.2011 11 A.Schibli 08.11.2011 12 6 A.Schibli 08.11.2011 13 A.Schibli 08.11.2011 14 7 A.Schibli 08.11.2011 15 A.Schibli 08.11.2011 16 8 A.Schibli 08.11.2011 17 A.Schibli 08.11.2011 18 Aminosäuren - Baustoffe v.a. Glycin, Prolin, Lysin - Schwefeldonatoren Cystein, Methionin Vitamine C, B Mineralstoffe Zink Mangan α - Ketoglutarat Sauerstoff Glukosaminsulfate Chondroitinsulfate 9 Nahrung Veranlagung Schlaf Knorpel Verdauung Stress ATP Produktion A.Schibli Maximale Knorpelqualität - 08.11.2011 19 Aufbau max. Knorpel Anzahl Belastungszyklen Regeneration Nahrungsauswahl Verdauung Schlaf Stress Alter A.Schibli 08.11.2011 20 10 Maximale Knorpelqualität - Aufbau max. Knorpel Anzahl Belastungszyklen Regeneration Nahrungsauswahl Verdauung Schlaf Stress Alter A.Schibli Maximale Knorpelqualität - 08.11.2011 21 Aufbau max. Knorpel Anzahl Belastungszyklen Regeneration Nahrungsauswahl Verdauung Schlaf Stress Alter A.Schibli 08.11.2011 22 11 } } Syntheseaktivität ist im Jugendalter bis Abschluss der Wachstumsphase sehr hoch In dieser ist die Frequenz der adäquaten Belastungszyklen sehr wichtig A.Schibli 08.11.2011 23 «Massive Abnahme der körperlichen Fitness von 1980 – 2000 von Jungen und Mädchen v.a älter > 14 Jahre» } à Weniger Bewegungszyklen } } Bettina Bringolf Dissertation 2011 ◦ Bewegungsverhalten von Kindern in der Schweiz A.Schibli 08.11.2011 24 12 } } } Belastungswechsel fördern die piezoelektrische Aktivität à gibt Reiz an Knorpelzelle Matrix und Grundsubstanz zu produzieren Ernährung durch Diffusion Sauerstoff und Nährstofftransport reduziert A.Schibli } 08.11.2011 25 Diese elektrischen Impulse ◦ liefern Reiz an Knorpelzelle mehr Synthese zu machen ◦ Bewirkt Ausrichtung und Organisation der kollagenen Fibrillen ◦ Ausrichten der Fasern führt zu optimalen Verhältnis von Stabilität und Elastizität A.Schibli 08.11.2011 26 13 Aus: Angewandte Physiologie; Frans van den Berg, Band1 A.Schibli 08.11.2011 27 A.Schibli 08.11.2011 28 14 } } } } } } } } Energie Verbrauch unserer Vorfahren in den letzten 3,5 Mio. Jahren: 49 kcal pro Kg Körpergewicht im Tag à 70 Kg à 3430 kcal /Tag Bewegungsumfang: 19 – 30 Km/ Tag Energieverbrauch heute: 32 kcal pro Kg Körpergewicht im Tag à 70 Kg à 2240 kcal / Tag Bewegungsumfang: 500 Meter / Tag Astrand: 1992 «Textbook of Work Physiology» A.Schibli } 08.11.2011 29 Unterernährung ◦ durch zu wenig Flüssigkeitsverschiebung aus der Synovialflüssigkeit und aus dem subchondralen Knochen } } } Matrix und Grundsubstanz werden weniger Wasserbindungskapazität weniger Spannung des kollagenen Netzwerkes nimmt ab, Knorpel wird verformbarer à defekt A.Schibli 08.11.2011 30 15 } Hochfrequente Belastungsspitzen führen zu vermehrtem Verschleiss ◦ Braucht längere Regenerationsphasen } Turn over: ◦ ◦ ◦ Hyaluronsäure 2 – 4 Tage Glykosaminoglykane 7 -10 Tage Kollagene Fibrillen sehr langsam A.Schibli } 08.11.2011 31 Unterernährter untrainierter Knorpel nimmt bei hohen Belastungsspitzen Schaden ◦ das kollagene Netzwerk bindet zu viel Wasser. Das führt an der Knorpeloberfläche zu Blasenbildung und die Oberfläche löst sich ab. A.Schibli 08.11.2011 32 16 Entwicklungsgeschichte unserer Vorfahren/Eltern wir lebten mindestens 120.000 Generationen als Jäger und Sammler (99% der Zeit seit es die Gattung Homo gibt, à 3 Mio. Jahre) 300 Generationen als Ackerbauern (0,5% der Zeit seit es die Gattung Homo gibt) à 7500 Jahre Generationen lang mit industrieller Revolution à 250 Jahre Generation in der Computerwelt 10 1 und jetzt beginnt die DEGENneration A.Schibli 08.11.2011 33 5 Generationen Leben im Sitzen 5000 Generationen Deviation from chimpanzee Fettsucht Out of Africa Industrial revolution First homo sapiens Agricultural revolution Current homo sapiens 17 Frisches Gemüse Nüsse Samen Frische Früchte Mageres Fleisch Fische Meeresfrüchte A.Schibli 08.11.2011 Brot, Getreide, Reis und Teigwaren Milchprodukte Raffinierte pflanzliche Öle Raffinierter Zucker (ausser Honig) 35 Salz Durchzogenes Alkohol Fleisch A.Schibli 08.11.2011 36 Cordain et al. Am J Clin Nutr 2001;71:682-92 18 Fleisch Fisch Eier 1.4 15.7 18.6 Nüsse, Samen 3.1 Hülsenfrüchte Raffinierter Zucker Raffinierte Pflanzliche Öle Getreide Früchte 3.3 Milchprodukte Gemüse 4.8 17.8 Diverses 0.8 10.6 23.9 } } Refined sugars, grains, vegetable oils and dairy represent Neolithic & Industrial era foods that were not present in traditional ancestral human diets By default, their inclusion displaces minimally processed, wild plant and animal foods. Gerrior S, Bente I. 2002. Nutrient Content of the U.S. Food Supply, 1909-99: A Summary Report. A.Schibli 08.11.2011 U.S.D.A, Center for Nutrition Policy and Promotion. Home Economics Research Report No. 55 37 Friedrichsen, H-P; Orthomolekulare Medizin 4/2009; 5-10 A.Schibli 08.11.2011 38 19 Nahrung vor 10’000 J. Pro Tag Basen Säure 1250 Gr. 650 Gr. 2 1 Nahrung heute Pro Tag Basen Säuren 500 Gr. 800 Gr. 5 8 A.Schibli 08.11.2011 40 20 Im Blut sollte der pH zwischen 7,37 und 7,45 sein ( nach Heil 2004) Azidose < 7,37 - 7,45 < Alkalose } } } Der pH Wert ist der negative dekadische Logarithmus aus der Konzentration der Wasserstoffionen. à Die Anzahl der freien Wasserstoff Ionen H+ bestimmt den pH. à Je mehr H+ desto tiefer ist der pH 21 } Chemische Pufferung von anfallenden Säuren ◦ V.a. Bikarbonatpuffer } Ausscheidung von Säuren ◦ Nieren (H+) ◦ Lunge (CO2) 22 Friedrichsen, H-P; Orthomolekulare Medizin 4/2009; 5-10 A.Schibli 08.11.2011 45 23 } } } } Kann Säuren binden an ihren Glykosaminoglykanen. Diese verlieren dann aber ihre Wasserbindungskapazität Sämtliche bindegewebigen Strukturen (Knorpel, Bänder, Sehnen) verlieren dadurch an Elastizität Führt bei Belastung zu vorzeitigem Verschleiss und zu Entzündungen Aus: Angewandte Physiologie; Frans van den Berg, Band1 A.Schibli 08.11.2011 48 24 } } } Proinflammatorische Zytokine Verdauung Freie Radikale A.Schibli • 08.11.2011 49 Stress aktiviert den Sympathikus vom vegetativen NS • Über die SAM Achse wird im Nebennierenmark die Produktion von Adrenalin und Noradrenalin ausgelöst • Adrenalin aktiviert den Transkriptfaktor NFKB • NFKB führt zu Produktion von proinfalmmatorischen Zytokinen IL1β; IL 6; Tnf-α vom angeborenen Immunsystem • IL1β; IL 6; Tnf-α führt zu Low Grade Inflammation CRP (hs) zwischen 1 und 3,5 mg/l • LGI bedeutet anhaltende Reizung und leichte Entzündung und leichte Schwellung der Gelenkskapsel • Synovialflüssigkeit hat über lange Zeit veränderte Konsistenz • Führt zu nutritiver Unterversorgung vom Knorpel + Arthritis • Knorpel Destruktion Qualitätsverlust Funktionseinschränkung Schmerz A.Schibli 08.11.2011 50 25 Stress Sympathikus Parasympathikus Kurzfristiges Überleben Langfristiges Überleben Flight / fight Reaktion Verdauung Regeneration Reproduktion A.Schibli 08.11.2011 51 Stress Sympathikus ↑ Parasympathikus↓ Kurzfristiges Überleben Langfristiges Überleben Flight / fight Reaktion Verdauung↓ Regeneration ↓ Knorpel↓ Reproduktion↓ A.Schibli 08.11.2011 52 26 } } } Freie Radikale nehmen zu Oxidation Zellschaden nimmt zu Qualität Knorpelsynthese nimmt ab A.Schibli Stress 08.11.2011 53 Säure ↑ Sympathikus ↑ Pro Inflammatorische Zytokine↑ Parasympathikus ↓ Oxidative Belastung ↑ Low Grade Inflammation Verdauung ↓ Kapselschwellung Freie Radikale ↑ Zellschaden ↑ Synovialflüssigkeit ↓ Nutritive Unterversorgung Regeneration ↓ Knorpel Qualitätsverlust A.Schibli 08.11.2011 54 27 } } } Wachstumshormone werden hauptsächlich in der Tiefschlafphase ausgeschüttet Verminderte Schlafdauer und weniger Tiefschlafphasen führen zu reduzierter täglicher Regeneration à turn over < <1 A.Schibli 08.11.2011 55 A.Schibli 08.11.2011 56 28 Max. Knorpelaufbau Belastungszyklen Nahrung Verdauung Trauma Schlaf Stress Entzündungen Genetische Komponente A.Schibli 08.11.2011 57 Max. Knorpelaufbau Belastungszyklen Nahrung Verdauung Trauma Schlaf Stress Entzündungen Genetische Komponente A.Schibli 08.11.2011 58 29