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Osteoporose vor und nach Lungentransplantation
Die Knochen erfüllen gleichzeitig mehrere Funktionen. Bekannt ist in erster Linie die Stützfunktion (1.) des Skeletts, welche eine physikalische Basis ist für die Atmung, die Fortbewegung und den Schutz innerer Organe. Durch ihren hohen Gehalt an Kalzium und anderen in ihrem verkalkten Bindegewebe vorhandenen Substanzen sind die Knochen das grösste Reservoir (2.) für Mineralstoffe; sie sind dadurch mitzuständig für die Konstanthaltung des Blutkalziums. Ausserdem findet in ihrem Innern (im Knochenmark, beim erwachsenen Menschen) die Blutbildung (3.) statt, sie sind also Ort der Hämatopoese. Knochen und Skelett erscheinen im Vergleich zu anderen Geweben wegen ihrer speziellen Zusammensetzung und harten Konsistenz als äusserst stabil, sind aber dennoch einem ständigen Umbau unterworfen, der durch lebenslänglich erneuerbare Zellen (Osteoklasten für den Abbau, Osteoblasten für den Wiederaufbau) bewerkstelligt wird. Der Knochenumbau dient allen 3 Funktionen, aber die Regulation extrazellulärer Ionen (und Raum für Knochenmark) hat Priorität; ein starker Abfall der Kalziumkonzentation im Blut wäre unmittelbar lebensbedrohlich.
Die mit Abstand häufigste Knochenkrankheit, die Osteoporose, betrifft aber in erster Linie die Stützfunktion. Die Osteoporose ist definiert als eine Krankheit, die durch eine verminderte Knochenmasse und eine gestörte Mikroarchitektur des Knochengewebes mit der Folge erhöhter Skelettbrüchigkeit und Frakturneigung gekennzeichnet ist. Es kommt also bei Patientinnen und Patienten mit dieser Erkrankung auch ohne besonders starke Gewalteinwirkungen öfter zu Frakturen verschiedener Knochen, so der Wirbelkörper, der Rippen, der Vorderarm- und Schenkelhals-knochen, überhaupt fast aller Kochen; die für den Schutz des Gehirns wichtigen Schädelknochen sind fast die einzigen, die im Rahmen dieser Krankheit kaum betroffen sind. Die Folgen der Frakturen sind Schmerzen, Beeinträchtigung der normalen Beweglichkeit und Fortbewegung, oft mit Einschränkung der Lebensqualität und der Selbständigkeit.
Die wichtigsten Risikofaktoren für eine Osteoporose sind
1. (höheres) Alter
2. (weibliches) Geschlecht, Geschlechtshormonmangel (Hypogonadismus)
3. (niedriges) Gewicht, Gewichtsverlust, Eine gewisse Bedeutung spielt auch die
ethnische Herkunft, genetische Faktoren (weiss, asiatisch), eine positive Familienanamnese.
Nach der Häufigkeit in der Bevölkerung geordnet, ist hohes Alter der wichtigste Risikofaktor, gefolgt von Geschlecht(shormonmangel) und (Unter-)Gewicht bzw. Gewichtsverlust. Immer wieder wird darüber diskutiert, ob und wie weit die Abnahme der Skelettsubstanz und der Knochendichte mit zunehmendem Alter normal ist oder als krankhaft betrachtet werden muss; mehrere Funktionen wie jene der Nerven, Muskeln und Nieren nehmen ja auch mit zunehmendem Alter ab. Die Einschätzung, das Skelett bleibe für die erwartete Lebensdauer der meisten Menschen bis gegen das Lebensende genügend funktionstüchtig, mag heute allerdings für manche nicht mehr zutreffen. Vielleicht ein Viertel der heute mit uns lebenden Menschen werden im Verlauf ihres Lebens von einer Osteoporose betroffen; die Osteoporose ist also eine sehr häufige Krankheit.
Es ist auffallend, dass schwere chronische Allgemeinerkrankungen, welche die Lebenserwartung einschränken und die Lebensqualität beeinträchtigen, oft auch ein erhöhtes Osteoporose-Risiko beinhalten. So besteht eine Beziehung zwischen Knochendichte und Lebenserwartung (Osteoporose und Allgemeinerkrankung), die in der Allgemeinbevölkerung statistisch gesehen ab 70 Jahren sehr deutlich wird, die aber auch für jüngere, schwerkranke Patienten gilt. Diese Beziehung ist wohl kaum in erster Linie Beweis dafür, dass die Osteoporose zum vorzeitigen Tod führt, sondern vielmehr Ausdruck der Tatsache, dass schwere Krankheiten lebenswichtiger Organe den ganzen Organismus in Mitleidenschaft ziehen (und z.B. zu einem Verlust an Skelettmuskel- und Knochenmasse führen) können. Dies ist natürlich speziell zu berücksichtigen bei der Prävention, und zwar nicht nur in der Altersmedizin, sondern ebenso bei jüngeren Patienten, die dank Fortschritten in der Medizin lebensrettend und lebensverlängernd therapiert werden können.
Gemäss einer Untersuchung am Unispital Zürich haben 60 % der
Kandidatinnen und Kandidaten, die auf eine Lungentransplantation warten,
bereits vor der Transplantation eine Osteoporose. Die Osteoporose ist demnach
sehr häufig bei schwer lungenkranken Patienten, und sie betrifft etwa
zwei Drittel der CF Patienten, also oft auch junge Patienten.
Bei der CF vermag die Lungentransplantation bei korrekter Indikation die Lebensqualität
zu verbessern und das Ueberleben zu verlängern; die Ergebnissse werden durch
Fortschritte der Transplantationsmedizin noch besser. Während die Lungenkrankheit
fast immer hauptentscheidend ist für das Wohlergehen dieser Patientinnen
und Patienten, bestehen oft zusätzliche Krankheiten, so speziell ein Diabetes
mellitus (eine Sonderform) und eine Osteoporose. Diese Erkrankungen erfordern
oft eine zusätzliche Therapie. Das Gewicht bzw. der Body Mass Index (BMI)
spielt bei CF-Patienten prognostisch eine besonders wichtige Rolle (auch im Hinblick
auf das Ueberleben), da im Zusammenhang mit dem Versagen der Lungen (und des
Pancreas) und den Infektionskrankheiten mehr Energie benötigt (als bereitgestellt)
wird und Körpersubstanz verloren geht, so auch Muskelmasse, was letzlich
für die Atmung selbst, zusätzlich aber auch für die Knochen von
Nachteil ist. Eine starke Verminderung der FEV1 und des BMI bedeutet eine Verschlechterung
des Allgemeinzustandes und auch eine erhöhte Wahrscheinlichkeit einer Osteoporose
bei CF Patienten. Bei der Unternährung spielt dabei nicht in erster Linie
die Ernährung selbst die Hauptrolle, sondern die Zusatzkrankheiten, v.a.
Infektionen. Dabei geben Entzündungszellen und andere Zellen Botenstoffe
ab, sog. Zytokine, die den Stoffwechsel beeinflussen, Fieber verursachen können,
eine Veränderung der Eiweissproduktion durch die Leber (im Blut höhere
CRP-Werte, tiefere Werte für Albumin und IGF 1, einem wichtigen Wachstumsfaktor),
aber auch Abbau (Katabolismus) von Muskeln und Knochen bewirken. Im Knochen ist
dabei der Abbau durch die Osteoklasten (die Knochenresorption) beschleunigt und
der Wiederaufbau (Knochenformation) durch die Osteoblasten beeinträchtigt.
Im Kindesalter sind bei CF-Mädchen und -Knaben oft die Entwicklung
verzögert und das Wachstum beeinträchtigt. Das Wachstum scheint
auf dieselben Einflüsse besonders kritisch zu reagieren wie die
Knochen des Erwachsenen; die Beeinträchtigung der Lungenfunktion,
die Infektionen und die Mangel-/Unterernährung können Wachstum,
Entwicklung und Pubertät beeinträchtigen und das Auftreten
einer Osteoporose begünstigen. Sehr oft haben junge Erwachsene mit
CF eine verminderte Knochenmasse, weil sie während Wachstum und
Adoleszenz nicht eine normale Skelettmasse (die höchste Knochenmasse,
die sog. peak bone mass, wird in der 3. Lebensdekade erreicht) aufbauen
konnten. Dazu kommt, dass sie dann im Vergleich zu gesunden jungen Erwachsenen
Knochensubstanz beschleunigt verlieren (speziell während schweren
Infekten). CF Patienten sind manchmal klein, haben gehäuft Veränderungen
des knöchernen Thorax (oft eine Kyphose) und gehäuft Knochenfrakturen.
CF Patienten haben öfter einen Vitamin D-Mangel, manchmal einen
Geschlechtshormonmangel und werden häufig auch noch mit Medikamenten
behandelt, die sich ungünstig auf das Wachstum und die Knochen auswirken
können, so insbesondere die Glucocorticoide. Die letzteren sind
besonders bekannt und gefürchtet dafür, dass sie als Nebenwirkung
(u.a.) Osteoporose (mit)verursachen können. Sie haben zwar den grossen
Vorteil, dass sie Entzündungsaktivität eindämmen können;
sie können auch Appetit und Wohlbefinden positiv beeinflussen. Sie
schwächen aber bei Anwendung in höheren Dosen über längere
Zeit die Muskulatur und sie hemmen direkt die Funktion der Osteoblasten
(also den Knochenaufbau und den Wiederaufbau an jenen Stellen, wo Knochen
umgebaut wird), was besonders gravierend ist während des Wachstums,
bei Menschen mit wenig Geschlechtshormonen, bei Immobilisation u.a..
Die Glucocorticoide sind allerdings bis heute noch unentbehrliche Medikamente
geblieben, so zur Immunsuppression, zum Vermeiden einer Transplantatabstossung.
Andere Immunsuppressiva haben vielleicht weniger gravierende Nebenwirkungen
auf die Knochen als die Corticosteroide, aber die meisten von ihnen,
wie z.B. Cyclosporin oder Tacrolimus, wirken sich ebenfalls ungünstig
auf das Skelett aus.
Grundsätzlich bedeutet also auch eine erfolgreiche Transplantation vorerst
eine zusätzliche Gefahr für die Knochen, weil noch heute Medikamente
zur Immunsuppression erforderlich sind, die (insbesondere die anfängliche
Behandlung mit den recht hoch dosierten Glucocorticoiden) Nebenwirkungen haben
können; u.a. kann es also zu osteoporotischen Frakturen kommen.Eine Osteoporose
kann einfach festgestellt werden, was allerdings leider oft erst im Anschluss
an das Auftreten einer osteoporotischen Fraktur geschieht, besser durch eine
Knochendichtemessung (eine Osteodensitometrie). Heute wird die Diagnose der
Osteoporose immer häufiger durch die Bestimmung der Knochendichte definiert
(nach WHO) und auch gestellt. Dies kann von Bedeutung sein, wenn es darum geht,
gezielte Massnahmen zur Praevention und Therapie zu empfehlen. Es trifft gewiss
zu, dass eine optimale Behandlung der Grundkrankheit (einschliesslich Bekämpfung
der Infektionen und eine geeignete Ernährung, genügend Kalorien,
Calcium und Vitamin D u.a.) und eine vernünftige körperliche Aktivität
(Muskelbetätigung und Belastung) besonders wichtig bleiben und von Vorteil
für die Knochen sind. Es kann für CF-Patientinnen und CF-Patienten
besonders entscheidend sein, ob sie Geschlechtshomone im Falle eines frühzeitigen
und längeren Mangels ersetzt bekommen erhalten, und es gibt der Osteoporose
entgegenwirkende Medikamente, heutzutage insbesondere die Bisphosphonate. Bisphosphonate
sind Medikamente, welche die Knochenresorption hemmen, was eine Osteoporose
verhindern und bei bestehender Krankheit eine gute Therapie sein kann. Für
schwer kranke Patienten, die ohnehin meist zahlreiche Medikamente schlucken
müssen, wird oft die intravenöse Verabreichung bevorzugt, da Bisphosphonate
sehr schlecht durch den Darm aufgenommen werden und oft gastrointestinale Nebenwirkungen
haben.
Wie andernorts ist auch am Unispital Zürich beobachtet worden, dass ein
beträchtlicher Teil (etwa die Hälfte) der erfolgreich Lungentransplantierten
im Langzeitverlauf sich auch bezüglich Knochen (Zunahme der Knochendichte,
Abnahme der Fraktur-Häufigkeit mit zeitlicher Distanz zur Operation) verbessern
kann, was illustriert, dass das Wiedererlangen einer guten Lungenfunktion für
den ganzen Organismus, also auch die Knochen, von Vorteil ist, ausserdem, dass
das Problem der Osteoporose zumindest teilweise erfolgreich bekämpft werden
kann.
Die Praevention sowie die frühzeitige Entdeckung und Behandlung einer Osteoporose sind zwar wenig spektakulär, aber in Anbetracht der häufigen, meist erst später im Verlauf der Krankheit auftretenden Probleme nicht zu vernachlässigen.
Glossar
Albumin: häufigstes Eiweiss im Blut (wasserlöslich; in der Leber
gebildet; oft vermindert bei Unterernährung oder gestörter Leberfunktion)
BMD=bone mineral density (Knochendichte)
BMI= body mass index (Körpergewicht dividiert durch Körperlänge
im Quadrat, in kg/m2)
IGF 1=insulin-like growth factor 1 (ein Wuchsfaktor, v.a. in der Leber gebildet;
im Serum vermindert bei Leberkrankheiten, Unterernährung, Insulin- oder
Wachstumshormon-mangel)
Kyphose: Vorbuckelung (verstärkte Krümmung) der (meist Brust-)Wirbelsäule
nach hinten
Osteoblasten: knochenbildende Zellen
Osteoklasten: knochenabbauende Zellen
Osteodensitometrie: Knochendichtemessung (Messung der BMD), in der Regel mit
Röntgenstrahlen, vorzugsweise mit DXA=dual X-ray absorptiometry=DEXA=Doppel-Energie-Röntgen-Absorptiometrie,
insbesondere im Bereich definierter, speziell frakturgefährdeter Knochen,
der (Lenden-)Wirbelsäule und des proximalen Femurs=Schenkelhals
Osteoporose: eine systemische Skeletterkrankung, die durch eine geringe Knochenmasse
und Störung der Knochenarchitektur charakterisiert ist und zu einer erhöhten
Brüchigkeit der Knochen führt, sich (klinisch) im Auftreten von Frakturen äussert
Osteoporotische Fraktur: Fraktur eines brüchigen Knochens, kann auftreten
bei geringem Trauma, oft im Rahmen üblicher, alltäglicher Aktivitäten,
wie Bücken, Heben, Husten, Treppensteigen, oder infolge Sturz
Zytokine: Botenstoffe zur Kommunikation zwischen Zellen, wichtig u.a. bei Entzündungen
(z.B. Tumor-Nekrose Faktor, TNF, und Interleukine wie IL-1 und IL-6)
Dr. C. Schmid, Universitätsspital Zürich
Oktober 2003, geschrieben für Spucknapf Nr. 27, Jan. 04