Unsere Diagnostik der Osteoporose

Die Diagnose einer Osteoporose wird üblicherweise radiologisch mit dem DXA-Verfahren gestellt. Hierbei wird die Röntgendichte der Knochen gemessen. Das Verfahren hat prinzipbedingt den Nachteil, dass die Diagnose erst gestellt werden kann, wenn schon Knochensubstanz abgebaut ist. Auch kann erst nach einiger Zeit (Jahren) beurteilt werden, ob eine Therapie wirkt. Die Strahlenbelastung des Patienten stellt einen zusätzlichen Nachteil dar.

Die bessere Methode ist die Messung des Knochenumsatzes. Hierbei bietet sich der Calciumumsatz an. Dieses wurde z.B. in einer 17 wöchigen Studie der NASA gemacht (J. Skulan et al 2007) um einzuschätzen, welchen Einfluss Aldendronat und Bettruhe auf den Knochensubstanz haben.

Mit dem neuen Verfahren kann der Calciumumsatz gemessen werden. Es bietet folgende Vorteile:

  1. Die Diagnose Osteoporose kann gestellt werden, bevor größere Mengen an Knochensubstanz abgebaut sind.
  2. Nach kurzer Zeit (Tage bis Wochen) kann die Wirksamkeit einer Therapie beurteilt werden.
  3. Keine Strahlenbelastung des Patienten, da sämtliche Substanzen nicht radioaktiv sind.

So funktioniert die Untersuchung

Calcium (Ca++) kommt in der Nahrung in verschieden schweren Isotopen z.B. 42Ca oder 44Ca vor. Isotope reagieren chemisch gleich, sind aber unterschiedlich schwer. Die Calcium Isotope sind stabil und nicht radioaktiv.

Leichte Ca-Isotope durchlaufen chemische Reaktionen schneller als schwere und reichern sich am Ende des Prozesses an (beim Menschen im Knochen). Weil leichte Ca-Isotope schnellerreagieren, werden beim Knochenaufbau überwiegend leichte Ca-Isotope (42Ca) eingebaut.

Wenn vermehrt leichte Ca-Isotope im Knochen eingebaut werden, bleiben in Blut/Urin mehr schwere Ca-Isotope (44Ca) zurück. Dieses ist mit unserem neuen Verfahren messbar. Beim Abbau von Knochensubstanz (z.B. Osteoporose) geschieht das Umgekehrte. Es kommen vermehrt leichte Ca-Isotope aus dem Knochen in Blut/Urin. Auch dieses ist messbar. Die Grafik zeigt die Unterschiede des Calcium Isotope Marker (CIM) in verschiedenen Materialien bei Gesunden und Osteoporosekranken.

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Ca-Isotopenwerte in Blut und Serum werden mit ihren entsprechenden Mittelwerten für Ernährung, Fäzes und berechnetem Mittelwert für die Knochen aufgetragen. Es gibt keinen statistischen Unterschied in den Ca-Isotopenwerten zwischen den beiden Gruppen in Bezug auf die Ernährung (p = 0,3) oder den Fäzes (p = 0,6). Frauen, die an DXA-diagnostizierter Osteoporose leiden, zeigten jedoch signifikant niedrigere Werte für δ44/42Ca (Serum) (p = 0,001) und δ44/42Ca(Urin) (p = 0,004) als Frauen ohne Osteoporose.

Aus dem Verhältnis 42Ca/44Ca (δ44/42Ca) kann geschlossen werden, ob Knochen auf- oder abgebaut wird. Die Messung spiegelt den Calciumaufbau/-verlust wieder, der in Gramm/ Tag umgerechnet werden kann. Der Algorithmus wird von uns in Kürze hier eingefügt.

Zur Studienlage

In Zusammenarbeit mit dem Universitätsklinikum Schleswig-Holstein in Kiel, dem GEOMAR – Helmholz Zentrum, Prof. Eisenhauer und Osteolabs GmbH in Kiel und der Fa. CRC Kiel wurden klinischen Studien OSTEOGEO (100 postmenopausale Frauen) und „Peak Bone“ (30 gesunde prämenopausalen Frauen) durchgeführt.

Mit einer Sensitivität von 100% wurden mittels Calcium Isotope Marker (CIM) alle Osteoporosekranken erkannt. Es wurden erwartungsgemäß zusätzliche osteoporosekranke Frauen gefunden (Spezifität 55%). Dieses kann durch die Erkennung von Calciumverlust bereits in früheren Stadien und der Betrachtung des gesamten Skeletts erklärt werden. Bedingt durch die höhere Spezifität gegenüber dem DXA-Verfahren ist die Korrelationen für Blut und Urin mit den T-Werten sind zwar statistisch signifikant, aber nur moderat bis schwach korreliert (r=0.316, p=0.004 für Blut; r=0.245, p=0.028 für Urin).

Die Beurteilung von Calcium Isotopenverhältnissen wurde bereits in mehreren Studien zur Beurteilung des Knochenumsatzes verwendet (Rangarajan et al. 2018), (J.Skulan et al 2007).

Grenzen des Verfahrens

In den Nierentubuli wird Calcium rückresorbiert. Hierbei kommt es auch zu einer vermehrten Rückresorption leichter Calciumisotope. Bei Niereninsuffizienz ist diese Rückresorption geringer. Es kommt zu einer Erniedrigung des (δ44/42Ca) im Blut und zu einer Erhöhung im Urin. Das Messverfahren zur Osteoporosediagnostik wird hierdurch gestört. Aus diesem Grunde wird eine Niereninsuffizienz bei der Messung routinemäßig ausgeschlossen.

Es zeichnet sich ab, dass das δ44/42Ca mit der Rückresorptionsrate der Nierentubuli korreliert. Es besteht der Verdacht, dass mit dem Verfahren auch frühe Phasen der Niereninsuffizienz detektierbar sind. Ob dieses zutrifft, wird von uns klinisch überprüft. Vegane oder vegetarische Ernährung hat einen geringen Einfluss. Der Einfluss von Frakturen ist unbekannt. Es wird aber empfohlen, den Test erst drei Monate nach einer Fraktur zu machen.

Der Test misst die Veränderung der Knochendichte. Eine Aussage über die aktuelle Dichte ist nur mittels DXA Verfahren möglich.

Fachliteratur

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