Auswirkungen mechanischer Reize geringer Stärke auf die Knochenstruktur bei terminaler Niereninsuffizienz

Die renale Osteodystrophie (ROD) ist eine multifaktorielle und weit verbreitete Erkrankung bei chronischer Nierenerkrankung (CKD). Mit fortschreitendem Nierenversagen führen die daraus resultierende abnormale Sekretion des Parathormons (PTH) und der Mineralstoffwechsel zu einer Sklerose der Trabekelknochen, einer Ausdünnung der Kortikalis und einer erhöhten kortikalen Porosität.(1) Trotz des weit verbreiteten Einsatzes von Phosphatbindern und Vitamin-D-Therapien sind die Hüftfrakturraten und das Mortalitätsrisiko nach Frakturen bei Dialysepatienten deutlich höher als in der Allgemeinbevölkerung.

Die überwiegende Mehrheit der Studien zum Knochenschwund bei CKD stützte sich auf Messungen der Knochenmineraldichte (BMD) mittels Dual-Energy-Röntgenabsorptiometrie (DXA). Allerdings fasst DXA die gesamte Knochenmasse innerhalb der projizierten Knochenfläche zusammen und verbirgt dabei Krankheitseffekte auf trabekulären und kortikalen Knochen. Beispielsweise kann bei ROD mit hohem Umsatz ein erhöhtes Trabekelvolumen den kortikalen Knochenverlust ausgleichen, was trotz geringer Knochenstärke zu einer normalen oder erhöhten Flächen-BMD führt. Die quantitative Computertomographie (QCT) ermöglicht die diskrete Beurteilung der trabekulären und kortikalen volumetrischen BMD und Abmessungen. Dies ist jedoch bei CKD eine unvollständige Lösung, da die QCT die Trabekelarchitektur nicht beurteilt. Die Mikromagnetresonanztomographie (µMRT) bietet eine nicht-invasive Technik zur Beurteilung der Trabekelarchitektur. Die µMRT-Daten werden durch digitale 3D-Verarbeitungsmethoden, wie z. B. topologische Analysen, quantifiziert, um trabekuläre Eigenschaften zu bestimmen. Unsere Pilotstudie zur µMRT bei Dialysepatienten ergab eine signifikante Verringerung der kortikalen Dicke und deutete auf eine Verschlechterung des Trabekelnetzwerks hin. Diese innovative Bildgebungsmodalität eignet sich möglicherweise hervorragend für die Beurteilung von ROD-Therapien.

Durch Muskelkontraktion entstehen mechanische Kräfte auf das Skelett und diese Kräfte erzeugen Signale, die die Knochenarchitektur modulieren. Tierstudien zeigten, dass die tägliche Exposition gegenüber mechanischen Reizen geringer Stärke (LMMS) die Quantität und Qualität der trabekulären und kortikalen Knochen steigerte. Eine randomisierte Studie zu LMMS bei Frauen nach der Menopause zeigte, dass LMMS mit einer erhöhten DXA-BMD verbunden waren, ohne dass es zu Nebenwirkungen kam. LMMS eignet sich möglicherweise hervorragend zur Wiederherstellung der kortikalen und trabekulären Knochenstruktur bei ROD.

An der Studie werden Erwachsene im Alter von 21 bis 65 Jahren teilnehmen, die bei UPENN mit einer Erhaltungshämodialyse behandelt werden. Von der Studie werden ältere Menschen und Probanden mit schwerwiegenden Komorbiditäten ausgeschlossen, um die Wahrscheinlichkeit zu erhöhen, dass die Probanden die sechsmonatige Intervention ohne nennenswerte Unterbrechungen aufgrund von Krankenhausaufenthalten abschließen.