Zum Einfluss von Strontium auf die Knochendichtemessung und das Knochenmineral in vivo

Abstract

Trotz bekannter biologischer Folgeerscheinungen auf den Organismus wurde in der Vergangenheit wiederholt der Einsatz von Strontium in der Osteoporosetherapie versucht. In den letzten Jahren hat nun Strontium erneut eine Bedeutung für die Osteoporosebehandlung bekommen. In jüngeren Untersuchungen wurde nach einer dreijährigen Behandlung mit Strontium eine überraschend starke Zunahme der Knochendichte in der BMD-Messung beschrieben. Unter Zugrundelegung bereits bekannter pharmakokinetischer Daten, röntgenphysikalischer Tatsachen und kristallographischer Gegebenheiten wurde mittels mathematischer Funktionen der Einbau von Strontiumionen in das Knochenmineral bei bekannter therapeutischer Dosierung berechnet. Diese Werte dienten zur Grundlage der Bemessung der zu erwartenden höheren Röntgenabsorption, die allein dem eingelagerten Strontium zuzuordnen wäre, und sich in der veränderten Knochendichtemessung widerspiegelt. – Nach 3 Jahren Behandlung mit 3 x 10-4 mol Strontium täglich (2g Strontium-Ranelat) haben etwa 0,238 mol des Strontiums die Positionen des Kalziums bei konstant gehaltener Knochenmasse besetzt. Das bedeutet, dass bei einer Knochengesamtmenge von 3,2 kg einer osteoporotischen Frau der Prozentsatz des BMD-Wertes, der allein auf der Röntgenabsorption durch Strontium beruht, mit 7-8% zu veranschlagen ist. Biologische Folgeerscheinungen der Strontiumtherapie sind seit Jahrzehnten bekannt. Schon frühere In-vitro-Untersuchungen haben gezeigt, dass unter dem Einfluss von Strontium die Kristallinität präzipitierender Apatitkristalle und deren Einzelgrößen kleiner bleiben: Es kommt zur Verzerrung des dreidimensionalen Kristallgitters, zur Abnahme der Kristallgröße und zu einer stärkeren Unterschiedlichkeit der Elementarzellen. Unsere In-vivo-Untersuchungen sollten klären, ob im Tierversuch die Verfütterung von Strontium zu ähnlichen Veränderungen des Kristallcharakters des Knochenminerals führt, wie sie in-vitro beschrieben wurden. Unsere Kaninchen weisen nach 6 Monate langer täglicher Verfütterung von 5,9 mmol Sr diese Veränderungen ebenfalls auf: die Größe der Kriställchen war wenigstens um 6% kleiner als die der unbehandelten Tiere, und die Peaks in den Röntgendiffraktogrammen waren weniger zahlreich und in ihrer Höhe kleiner. Es ist nicht auszuschließen, dass diese Untersuchungsergebnisse mit zu der Erklärung beitragen, warum nach Strontiumverabreichung bei Hunden lokalisierte Areale verminderter Dichte im Röntgenbild und histologisch vermehrt osteoidartiges Gewebe gefunden wurden.