Osteoporose-verlauf

Rund um die Knochengesundheit: Fachgebiet Osteologie

Die Osteologie befasst sich mit dem Aufbau von Knochen und ihren möglichen Erkrankungen. Der Name des Fachgebiets leitet sich von den griechischen Worten osteon für Knochen und logos für Lehre ab. Ein Teilbereich der Osteologie ist die Untersuchung der Knochenentstehung, ein weiterer der Vergleich von Skelettsystemen. Es geht nicht nur um menschliche Knochen, sondern die aller Tiere mit einem Skelett bzw. Knochengerüst.

In der Wissenschaftsordnung ist die Osteologie an den Schnittstellen zwischen Anatomie, Anthropologie, Allgemeinmedizin, Zoologie, Archäologie und Paläontologie einzuordnen. Dementsprechend handelt es sich um ein interdisziplinäres Fachgebiet, in welchem Ärzte, Naturwissenschaftler, Archäologen und sogar Ingenieure zusammenwirken.

Osteologie

Anwendungsbereiche der Osteologie

Die Osteologie ist auch, aber nicht nur mit der Knochengesundheit bzw. Knochenerkrankungen beschäftigt. Weitere Anwendungsbereiche dieses Wissenschaftszweiges sind die Identifikation, die Systematik und die Rekonstruktion von Organismen. Wenn beispielsweise Fossilien mit Skeletten gefunden werden und daraus das historische Lebewesen rekonstruiert werden soll, ist das auch ein Fall für die Osteologie. Medizinisch ist die Erforschung von Skeletterkrankungen interessant. Auch die Forensik nutzt Erkenntnisse der Osteologie, um unbekannte Skelette zu identifizieren.

In der Paläontologie ist es möglich, mithilfe osteologischer Methoden Knochen anhand bestimmter Merkmale in biologische Systeme einzuordnen. Fossilien können daher hinsichtlich ihrer Familie bzw. Gattung bestimmt werden, auch noch vollkommen unbekannte Arten lassen sich auf diese Weise identifizieren. An den Knochen lassen sich das absolute Alter eines Fundes, das Alter des betreffenden Exemplars zum Zeitpunkt des Todes, sein Geschlecht, seine geografische Herkunft und seine Krankheiten bestimmen.

Für Funde von Menschen funktioniert das bereits hervorragend. Die Einordnung in ein biologisches System erfolgt durch bestimmte Knochenmerkmale. Für die Humanmedizin sind osteologisch bestimmte Erkrankungen des Skelettsystems wichtig. Daher bildet die Osteologie einen Schnittpunkt zwischen der Orthopädie, die sich mit Erkrankungen des Stützapparates befasst, und der Endokrinologie, die unter anderem Drüsenfunktionen untersucht. Wichtig ist das, weil der physiologische Aufbau von Knochen auch mit dem Knochenstoffwechsel und seinen Erkrankungen zusammenhängt.

Diese Teilbereiche untersucht die Endokrinologie. Im gesamten Fachgebiet der Osteologie ist dies der wichtigste Forschungsschwerpunkt. Wenn die Ursachen von Knochenkrankheiten erkannt werden, lassen sich daraus Therapien ableiten. Die wichtigsten Krankheitsbilder, deren Behandlung sich auch auf osteologische Grundlagenforschung stützt, sind:

  • Osteoporose
  • Osteomalazie
  • renale Knochenerkrankungen
  • Osteodystrophia deformans
  • Osteogenesis imperfecta
  • FOP
  • Hypophosphatasie

Die medizinischen Osteologie betrachtet den Knochen nicht als ein isoliertes Organ, sondern untersucht sein Zusammenwirken mit anderen Organsystemen. Zu diesen gehören alle Stoffwechselorgane, die Muskulatur und das Zentralnervensystem.

Durch die Osteologie untersuchte Krankheitsbilder

Die folgenden, bereits erwähnten Krankheitsbilder bedürfen für ihre Untersuchung auch der Erkenntnisse der Osteologie. Einige von ihnen sind sehr häufig wie die Osteoporose, andere wie Osteogenesis imperfecta, FOP und Hypophosphatasie relativ selten.

Osteoporose

Das Wort Osteoporose leitet sich vom altgriechischen ὀστέον (ostéon) = Knochen und πόρος (poros) = Pore ab. Wörtlich bedeutet die Krankheitsbezeichnung, dass der Knochen porös wird. Dies basiert auf einer Störung des Knochenstoffwechsels, die als häufige Alterserkrankung auftritt. Die Knochen werden durch Osteoporose auch dünner. Dieser Umstand und die steigende Porösität machen sie deutlich anfälliger für Frakturen. Weil die Knochen merklich und auch von außen fühlbar dünner werden, stammt aus früheren Jahrhunderten die Krankheitsbezeichnung „Knochenschwund“.

Osteoporose

Nach heutigem Erkenntnisstand ist jedoch die nachlassende Knochendichte noch gefährlicher. Diese beruht darauf, dass der Knochen allmählich mehr Knochengewebe abbaut, als er natürlicherweise (auch im fortgeschrittenen Lebensalter) aufbaut. Wegen der höheren Umsatzrate beim Knochenstoffwechsel ist die Spongiosa (schwammartiges Knocheninnengewebe) typischerweise stärker als die Kortikalis (Knochenschicht) betroffen. Der Knochen bricht daher von innen heraus. Von der erhöhten Frakturanfälligkeit durch Osteoporose ist das ganze Skelett betroffen. Dass die Knochenbrüche von älteren Menschen eher an den Extremitäten auftreten, liegt daran, dass diese bei einem Sturz der höchsten mechanischen Belastung ausgesetzt sind. Es ist aber auch möglich, dass im Ruhestand beispielsweise eine Rippe oder ein Wirbel bricht.

Das Phänomen ist den Menschen schon seit Urzeiten bekannt, aber noch nicht sehr lange als eigenes Krankheitsbild mit seinen tieferen Ursachen definiert. Erstmals wurde im Jahr 1885 die Osteoporose durch den Innsbrucker Arzt Gustav Adolf Pommer beschrieben. Dieser untersuchte als Pathologe die Knochen von älteren Verstorbenen und konnte das Krankheitsbild nachweisen. Von allen Knochenerkrankungen im höheren Lebensalter tritt Osteoporose am häufigsten auf. Die Statistik zum Krankheitsbild stellt sich wie folgt dar:

  • 95 % aller Fälle sind eine primäre Osteoporose, die unabhängig von anderen Erkrankung und nicht als deren Folge auftritt.
  • 5 % sind eine sekundäre Osteoporose als Folge einer anderen Erkrankung. Darunter dominieren Fälle, in denen Personen sehr lange bettlägerig waren und/oder mit Glukokortikoiden behandelt wurden.
  • 80 % sämtlicher Osteoporosen sind eine Posterkrankung nach der Menopause von Frauen, wobei Raucherinnen und Nordeuropäerinnen mit kleinen Knochen besonders gefährdet sind.
  • 30 % aller Frauen sind nach der Menopause gefährdet, eine klinisch bedeutsame Osteoporose zu entwickeln.

Die Osteologie untersucht den Einfluss des Knochenstoffwechsels auf die Entstehung von Osteoporose.

knochenschwund

Osteomalazie

Die Knochenerweichung (Osteomalazie von Malazie = Erweichung und Ossa = Knochen) ist sehr schmerzhaft und wird durch einen gestörten Knochenstoffwechsel ausgelöst. Die Verknöcherung (Bildung von neuem Knochengewebe) findet nicht mehr wie gewohnt statt, obwohl sich an der Osteoidbildung (Bildung der Matrix des Knochengewebes) nichts geändert hat. Osteomalazie kann durch Kalzium- und/oder Vitamin-D-Mangel entstehen.

Bei Kindern tritt als Krankheitsbild eine Rachitis auf. Da die Knochengrundsubstanz immer weniger Mineralien enthält, werden die Knochen immer biegsamer und verformen sich, sie können auch leicht brechen. Diese Frakturen sind pathologisch, sie heilen oft nicht mehr aus. Die Betroffenen erleiden auch ohne Fraktur in den Knochen dumpfe Schmerzen. Auch bei diesem Krankheitsbild untersucht die Osteologie den gestörten Knochenstoffwechsel.

Renale Knochenerkrankungen

Diese Knochenerkrankungen, die auch zum Krankheitsbild der Osteomalazie führen können, entstehen durch einen gestörten Nierenstoffwechsel, den die Osteologie untersucht.

Osteodystrophia deformans

Diese Krankheit ist landläufig auch als Paget-Syndrom oder Morbus Paget bekannt. In diesem Fall erkrankt das Skelettsystem durch einen unorganisierten und erhöhten Knochenumbau. Dieser kann nur an einzelnen Stellen des Skeletts oder in sehr vielen bis fast allen Arealen gleichzeitig auftreten. Die am häufigsten betroffenen Stellen sind:

  • Wirbelsäule
  • Becken
  • Extremitäten
  • Schädel

Die Knochen verdicken durch diese eher seltene Krankheit, die langsam fortschreitet und chronisch ist. Sie tritt fast ausschließlich nach dem 60. bis 70. Lebensjahr auf. Zu Beginn der Krankheitsentwicklung steht eine gesteigerte Aktivität der Osteoklasten. Diese Zellen bauen im Normalfall Knochensubstanz ab, die dann durch neu gebildete Substanz ersetzt wird. Ihre Aktivität soll die der Neubildung möglichst nicht überschreiten. Wenn dies doch geschieht, kommt es zur Osteodystrophia deformans. Da die Aktivität der Osteoklasten hormonell gesteuert wird, ist eine Störung im Hormonhaushalt ursächlich, welche wiederum die Osteologie untersucht. Das Prekäre an diesem Krankheitsbild ist der überschüssige, unorganisierte Abbau von Knochensubstanz, dem ein ebenso unorganisierter und zu schwacher Neuanbau folgt. Die neue Knochenmasse ist außerdem verformt und brüchig.

Osteogenesis imperfecta

Hierbei handelt es sich um eine unvollkommene Knochenbildung (von altgriechisch ὀστέον [ostéon] = Knochen, γένεσις [génesis] = Entstehung und lateinisch imperfecta = unvollkommen). Bekannt ist das Krankheitsbild als sogenannte Glasknochenkrankheit: Im Röntgenbild sehen die Knochen glasig aus, ebenso leicht wie Glas brechen sie. Es handelt sich um eine seltene Erbkrankheit. Die Osteologie untersucht die Erblinien, die zur Osteogenesis imperfecta führen.

Osteogenesis imperfecta

FOP

Fibrodysplasia ossificans progressiva (FOP) ist eine Verknöcherung des Bindegewebes, die schlimmstenfalls fast bis zur Unbeweglichkeit und damit auch zum Tod der Patienten führt. Durch den Erstbeschreiber Ernst Münchmeyer, der 1869 die Krankheit untersuchte, hat sie ihre Bezeichnung als Münchmeyer-Syndrom.

Hypophosphatasie

HPP ist eine ererbte und seltene Knochenstoffwechselstörung, die wiederum im Rahmen der Osteologie untersucht wird. Die Symptome können denen der Glasknochenkrankheit ähneln, es besteht daher Verwechslungsgefahr.

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