Erkrankungen, die den Knochenstoffwechsel beeinträchtigen, führen häufig zu Deformierungen des Skeletts, einer fragilen Knochenstruktur und Schmerzen im Bewegungsapparat.
Der Knochen ist ein lebendes Gewebe, das sich aus Zellen (Osteozyten) und einer mineralisierten extrazellulären Matrix zusammensetzt. Diese besteht vor allem aus Calciumphosphat-Kristallen (Hydroxyapatit), die in eine Proteinmatrix (Knochenmatrix) aus Kollagenfibrillen eingebettet sind. Während die Mineralkristalle für die Stabilität des Knochens verantwortlich sind, verleiht ihm das Kollagen eine gewisse Elastizität. Auf zellulärer Ebene finden sich im Knochen hauptsächlich zwei Zelltypen, die das dynamische Knochenwachstum streng regulieren: Osteoblasten sorgen über die Ausscheidung von Calciumphosphat und Kollagen für den Aufbau des Knochengewebes, während Osteoklasten für den Ab- und Umbau der extrazellulären Matrix verantwortlich sind. Die Aktivität der Zellen und damit auch der Calciumhaushalt werden durch Hormone, Wachstumsfaktoren und Zytokine gesteuert. Die wichtigsten Regulatoren sind das Parathormon (PTH), Calcitonin und Vitamin D.
PTH wird von der Nebenschilddrüse produziert und freigesetzt, sobald der Calciumspiegel im Blut abfällt. Indirekt führt das Hormon als Intakt-PTH (aktive Form, iPTH) zur Aktivierung der Osteoklasten und der Freisetzung von Calcium aus dem Knochen in den Blutkreislauf. Dadurch steigt die Calciumkonzentration im Serum an.
Calcitonin ist der Gegenspieler des PTH. Es wird in der Schilddrüse synthetisiert und abgegeben, wenn der Calciumspiegel im Blut zu hoch ist. Es hemmt die Freisetzung des Minerals aus dem Knochengewebe und senkt so dessen Konzentration im Blut.
Vitamin D, das aus der Nahrung aufgenommen oder durch UV-B-Strahlung in der Haut produziert wird, wird in der Niere in seine biologisch aktive Form umgewandelt. Als solches reguliert es die Calciumaufnahme aus dem Darm und fördert die Mineralisierung des Knochengewebes.
Störungen des Knochenstoffwechsels
Ein Ungleichgewicht in diesem komplexen Regulationsnetzwerk, z.B. in Form eines Hyper- oder Hypoparathyreoidismus oder einer Hypovitaminose D, kann viele verschiedene Ursachen und diverse Erkrankungen zur Folge haben.
Hyperparathyreoidismus (HPT) ist durch einen erhöhten PTH-Spiegel im Blut gekennzeichnet. Grund hierfür sind beispielsweise Tumore an der Nebenschilddrüse (primärer HPT) oder ein anhaltender Calciummangel, der die PTH-Produktion ankurbelt (sekundärer HPT). Folgeerkrankungen des HPT können eine verminderte Knochendichte, Knochenschwund und Nierensteine sein.
Ist die PTH-Konzentration zu niedrig, wird von Hypoparathyreoidismus gesprochen. Ursache hierfür sind häufig operative Eingriffe an der Schilddrüse, bei denen die Nebenschilddrüse z. T. unbeabsichtigt entfernt wird. Der resultierende Calciummangel kann zu starken Muskelkrämpfen bis hin zur Herzschwäche führen.
Schwerer Vitamin-D-Mangel wird als Hypovitaminose D bezeichnet. Sie wird am häufigsten durch ungenügende Sonnenbestrahlung der Haut und eine Vitamin-D-arme Ernährung verursacht. Die Unterversorgung des Körpers mit Vitamin D kann ernsthafte Konsequenzen haben, u.a. einen sekundären Anstieg der PTH-Konzentration aufgrund des Calciummangels, Knochenerweichung oder –schwund. Darüber hinaus steht ein anhaltender Vitamin-D-Mangel in Zusammenhang mit dem Auftreten von Demenz sowie verschiedener Autoimmun- und Krebserkrankungen.
Die Diagnostik der Knochenstoffwechselerkrankungen
Die Bestimmungen der iPTH-, Calcitonin- und Vitamin-D-Konzentrationen im Blut spielen eine wichtige Rolle in der Diagnostik von Knochenstoffwechselerkrankungen und ergänzen die Anamnese und körperliche Untersuchung des Patienten (Röntgen, Knochendichtemessungen, Knochenbiopsie etc.).
Der Intakt-PTH-ELISA kommt vor allem in der Diagnostik verschiedener Funktionsstörungen der Nebenschilddrüse zum Einsatz. Er ist der zentrale serologische Test für die Diagnose eines primären HPT und unterstützt die diagnostische Abklärung weiterer HPT-Formen.
Neben seiner Bedeutung in der Diagnostik der Knochenstoffwechselerkrankungen erfüllt der Calcitonin-ELISA eine entscheidende Funktion in der Diagnostik und Verlaufskontrolle des medullären Schilddrüsenkarzinoms. Serum-Calcitonin ist bei dieser Krebsform stark erhöht und gilt als sensitivster und spezifischster Biomarker für die Erkrankung. Nach einer operativen Entfernung der Schilddrüse ist Calcitonin nicht mehr messbar. Steigt der Hormonspiegel nach der Therapie erneut an, deutet dies auf einen Rückfall oder eine Metastasierung des Tumors hin.
Um einen Vitamin-D-Mangel festzustellen, eignet sich am besten der 25-OH-Vitamin-D-ELISA. 25-OH-Vitamin-D ist die Speicher- und damit langlebigste Form des Vitamins im Blut. Ein zu niedriger 25-OH-Vitamin-D-Spiegel weist auf eine bestehende Unterversorgung des Körpers hin. Die regelmäßige Überprüfung der 25-OH-Vitamin-D-Konzentration erlaubt es zudem, den Erfolg einer Therapie für jeden Patienten individuell zu beurteilen.
