Calcium und Phoasphat sind die wichtigsten Bausteine des Knochens. In etwa 90 % des Gesamtkörperbestandes an Calcium und 88 % des Phosphats liegen gebunden in den Knochen vor. Das nicht in den Knochen gebundene Calcium spielt für viele lebenswichtige Prozesse eine entscheidende Rolle, z.B. bei der Blutgerinnung, der neuromuskulären Erregungsleitung und der Erregung der Skelett- und Herzmuskulatur. Ein Anstieg des Phosphorspiegels verursacht einen Abfall des Calciumspiegels und kann durch eine Überfunktion der Nebenschilddrüse (Hypoparathyreoidismus), Vitamin-D-Intoxikation und Niereninsuffizienz ausgelöst werden. Die Regulation von Calcium und Phosphat findet über Parathormon und aktives Vitamin D statt. Eine zuverlässige Bestimmung des Calcium- und Phosphatspiegels ist für die tägliche Laborroutine essentiell.
Knochenstoffwechsel-Teaser-Roche

Knochenstoffwechsel

Unter Knochenstoffwechsel versteht man biologische Prozesse, die am Umbau der Knochensubstanzen beteiligt sind. Voraussetzung für die Knochengesundheit ist ein Gleichgewicht zwischen Knochenaufbau und Knochenabbau. Für die Diagnose und Verlaufskontrolle von Krankheiten mit Beteiligung der Knochen sind entsprechende Biomarker ein wichtiger Bestandteil.

Überblick

Überblick

Basisdiagnostik
Die Knochensubstanz unseres Organismus unterliegt einem dauerhaften Aufbau, Umbau und Abbau.  Etwa bis zum 35 Lebensjahr überwiegen die Aufbauprozesse, die Knochenmasse vermindert sich danach jährlich um ca. 1,5%.1 Der Knochen setzt sich aus Osteozyten und einer mineralisierten extrazellulären Matrix zusammen. Die mineralisierte extrazelluläre Matrix besteht hauptsächlich aus Calciumphosphat-Kristallen. Diese sind in eine Knochenmatrix aus Kollagenfibrillen eingebettet. Die Mineralkristalle sind verantwortlich für die Stabilität des Knochens, das Kollagen hingegen verleiht ihm eine gewisse Elastizität.2,3 Auf zellulärer Ebene regulieren hauptsächlich zwei Zelltypen das dynamische Knochenwachstum. Durch die Ausscheidung von Kollagen und Calciumphosphat sorgen Osteoblasten für den Aufbau des Knochengewebes. Osteoklasten dagegen sind für den Abbau der extrazellulären Matrix verantwortlich.4 Die Aktivität der Zellen und somit auch der Calciumhaushalt werden durch unterschiedliche Faktoren reguliert. Parathormone (PTH), Vitamin D und Calcitonin stellen dabei die wichtigsten Regulatoren dar.5 Unterschiedliche Erkrankungen des Skelettsystems gehen mit einer Veränderung des Knochenstoffwechsels einher. Erkrankungen, die den Knochenstoffwechsel beeinträchtigen, führen häufig zu Deformierungen des Skeletts, einer fragilen Knochenstruktur und Schmerzen im Bewegungsapparat.


Calcium und Phosphat

Calcium und Phosphat

Calcium und Phosphat
Calcium und Phoasphat sind die wichtigsten Bausteine des Knochens. In etwa 90% des Gesamtkörperbestandes an Calcium und 88% des Phosphats liegen gebunden in den Knochen vor. Das nicht in den Knochen gebundene Calcium spielt für viele lebenswichtige Prozesse eine entscheidende Rolle, z.B. bei der Blutgerinnung, der neuromuskulären Erregungsleitung und der Erregung der Skelett- und Herzmuskulatur.6,7 Ein Anstieg des Phosphorspiegels verursacht einen Abfall des Calciumspiegels und kann durch eine Überfunktion der Nebenschilddrüse (Hypoparathyreoidismus), Vitamin-D-Intoxikation und Niereninsuffizienz ausgelöst werden.7-9 Die Regulation von Calcium und Phosphat findet über Parathormon und aktives Vitamin D statt. Eine zuverlässige Bestimmung des Calcium- und Phosphatspiegels ist für die tägliche Laborroutine essentiell.

Calcium Gen. 2
Calcium Gen. 2 Testprinzip

Vitamin D 

Vitamin D 

Vitamin-D-Mangel

Vitamin D ist von großer Bedeutung bei der Knochengesundheit. Calcitriol stellt die wirksame Form von Vitamin D da. Es wird in den Nieren unter Mitwirkung des Parathormons synthetisiert. Die bekannteste Funktion von Vitamin D ist die Beteiligung am Knochenstoffwechsel. Es fördert die Resorption von Calcium und Phosphat aus dem Darm sowie ihren Einbau in den Knochen. Wenn ein Mangel an Vitamin D vorliegt, führt dies zu einem Abbau der Knochen. Ein Mangel ist gerade in unseren Breitengraden ziemlich häufig. Um Krankheiten mit Beteiligung der Knochen vorzubeugen, ist eine Mindestkonzentration von Vitamin D im Blut von 20 ng/ml notwendig.10 Mit Hilfe von Elecsys® Vitamin D total kann ein Mangel an Vitamin D rechtzeitig diagnostiziert werden und ein Therapieverlauf effektiv kontrolliert werden.11

Elecsys
® Vitamin D totalElecsys® Vitamin D total Informationen
Elecsys® Vitamin D total Testprinzip

Osteoporose

Osteoporose 

Osteoporose

Osteoporose ist eine chronische Erkrankung des Knochenstoffwechsels, bei der es zu einem vermehrten Knochenabbau kommt. Der Knochen wird poröser und verliert an Stabilität. In Deutschland haben schätzungsweise 5,2 Millionen Frauen und 1,1 Millionen Männer ab 50 Jahren eine Osteoporose. Da die Osteoporose überwiegend im höheren Erwachsenenalter auftritt, nimmt ihre Häufigkeit mit der zu erwartenden steigenden Lebenserwartung zu.12 Frauen erkranken häufig nach der Menopause in Folge eines Rückgangs der Östrogen-Produktion. Die Ursachen der Osteoporose können allerdings sehr unterschiedlich sein. Mit einer Reihe von Knochenmarkern kann die Diagnose und das Therapiemonitoring einer Osteoporose erfolgen. Der Marker ß-CrossLaps (CTx) zeigt an, wie hoch die Abbaurate des Knochens ist.13 P1NP ist das N-Terminale Abspaltprodukt des Prokollagens und zeigt die Aktivität des Knochenaufbaus an. Die Bestimmung von Gesamt-P1NP dient zur Therapieüberwachung post-menopausaler Frauen, bei denen eine Osteoporose diagnostiziert wurde.14,15 Ein weiterer wichtiger Marker in der Diagnose oder Osteoporose ist das Parathormon (PTH). Es aktiviert die Calcium-Phosphat-Mobilisierung aus dem Knochengewebe.16 Das wichtigste nicht-kollagene Protein der Knochenmatrix, Osteocalcin, wird zur Therapieeffizienzkontrolle von Antiresorptiva eingesetzt.17-19

Knochenmarker
Elecsys® ß-CrossLaps Testprinzip
Elecsys® total P1NP Testprinzip
Elecsys® Parathormon
Elecsys® Osteocalcin Testprinzip

Referenzen

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  3. Bone structure and function: Instr Course Lect. 1987;36:27-48.
  4. Biology of Bone Tissue: Structure, Function, and Factors That Influence Bone Cells: Biomed Res Int. 2015; 2015: 421746.
  5. Aging and bone loss: new insights for the clinician: Ther Adv Musculoskelet Dis. 2012 Apr; 4(2): 61–76.
  6. Endres DB, Rude RK. Mineral and Bone Metabolism. In: Burtis CA, Ashwood ER, Bruns DE, ed. Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics, 4th ed. St. Louis (MO): Saunders Elsevier 2006:1891-1965.
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  10. Hintzpeter et al. Vitamin D status and health correlates among German adults European Journal of Clinical Nutrition 2008;62:1079-1089.
  11. Packungsbeilage Elecsys® Vitamin D total.
  12. Hadji P et al. Dtsch Arztebl Int 2013; 110(4): 52–7. DOI: 10.3238/arztebl.2013.0052.
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  15. Garnero P, Stevens RE, Ayres SA, et al. Short-term effects of new synthetic conjugated estrogens on biochemical markers of bone turnover. J Clin Pharmacol 2002;42(3):290-296.
  16. Thomas, L. (1998). Parathyroid hormone (PTH). Clinical Laboratory Diagnosis. TH-Books, Frankfurt. 1st English edition: 248-250.
  17. Garnero P, Delmas PD. New Developments in Biological Markers for Osteoporosis. Calcif Tissue Int 1996;59(1):2-9.
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