Mechanische prikkeleffecten van lage omvang op de botstructuur bij ESRD

Renale osteodystrofie (ROD) is een multifactoriële en pervasieve aandoening bij chronische nierziekte (CKD). Naarmate het nierfalen vordert, leiden abnormale secretie van parathyroïdhormoon (PTH) en mineraalmetabolisme tot sclerose van trabeculair bot, dunner worden van corticaal bot en verhoogde corticale porositeit.(1) Ondanks het wijdverspreide gebruik van fosfaatbinders en vitamine D-therapieën, zijn de percentages heupfracturen en het sterfterisico na fracturen aanzienlijk hoger bij dialysepatiënten, vergeleken met de algemene bevolking.

De overgrote meerderheid van de onderzoeken naar botverlies bij CKD was gebaseerd op dual energy x-ray absorptiometry (DXA) metingen van botmineraaldichtheid (BMD). DXA geeft echter een samenvatting van de totale botmassa binnen het geprojecteerde botgebied, waardoor ziekte-effecten op het trabeculaire en corticale bot worden verborgen. Bij ROD met een hoge omzet kan bijvoorbeeld een groter trabeculair volume corticaal botverlies compenseren, wat resulteert in normale of verhoogde areale BMD ondanks een slechte botsterkte. Kwantitatieve computertomografie (QCT) maakt discrete beoordeling van trabeculaire en corticale volumetrische BMD en afmetingen mogelijk. Dit is echter een onvolledige oplossing in de setting van CKD omdat QCT de trabeculaire architectuur niet beoordeelt. Micro-magnetic resonance imaging (μMRI) biedt een niet-invasieve techniek om de trabeculaire architectuur te beoordelen. De µMRI-gegevens worden gekwantificeerd door 3D digitale verwerkingsmethoden, zoals topologische analyse, om trabeculaire eigenschappen te bepalen. Onze pilootstudie van µMRI bij dialysepatiënten bracht significante verminderingen van de corticale dikte aan het licht en suggereerde een verslechtering van het trabeculaire netwerk. Deze innovatieve beeldvormende modaliteit kan bij uitstek geschikt zijn voor de beoordeling van ROD-therapieën.

Mechanische krachten op het skelet komen voort uit spiercontractie en deze krachten genereren signalen die de botarchitectuur moduleren. Dierstudies toonden aan dat dagelijkse blootstelling aan mechanische stimuli van lage omvang (LMMS) de kwantiteit en kwaliteit van trabeculair en corticaal bot verbeterde. Een gerandomiseerde studie van LMMS bij postmenopauzale vrouwen toonde aan dat LMMS geassocieerd was met een verhoogde DXA BMD, zonder nadelige effecten. LMMS kan bij uitstek geschikt zijn om de corticale en trabeculaire botstructuur in ROD te herstellen.

De studie zal volwassenen in de leeftijd van 21-65 jaar inschrijven, behandeld met onderhoudshemodialyse bij UPENN. Ouderen en proefpersonen met ernstige comorbide aandoeningen worden uitgesloten van de studie om de kans te vergroten dat proefpersonen de interventie van 6 maanden zullen voltooien zonder significante onderbrekingen als gevolg van ziekenhuisopname.