Beim Typ-1-Diabetes ist das relative Risiko für Hüftfrakturen um den Faktor 5 erhöht, bei Typ-2-Diabetes etwa 1,5-fach. Wie Professor Dr. Martina Rauner von der Medizinischen Klinik III der Technischen Universität Dresden berichtete, gilt dies vor allem für Menschen, bei denen der Diabetes nicht gut eingestellt ist. Japanische Daten belegen eine signifikant höhere Frakturrate bei zwei und mehr gegenüber nur einer schweren Hypoglykämie-Episode. Bei Fehlen eines Hypoglykämie-Ereignisses war die Frakturrate bei einem HbA1c von 9 % und mehr signifikant gegenüber der bei einem HbA1c < 7 % erhöht. Überraschend scheint die erhöhte Frakturrate bei Typ-2-Diabetes, da dort die Knochendichte höher ist als bei normoglykämen Personen. Im Alter verlieren Frauen mit Diabetes aber rascher Knochenmasse als Frauen ohne Diabetes.

Knochenfragilität: Diese Mechanismen wirken zusammen

Verschiedene Mechanismen wirken bei der diabetischen Knochenfragilität zusammen, erläuterte Prof. Dr. Rauner. Diabetesassoziierte Faktoren wie Hypoglykämien, eine periphere Neuropathie, eine orthostatische Hypotension, Augenprobleme, Diabetischer Fuß oder Vitamin-D-Defizienz können zu einem erhöhten Sturzrisiko führen, das zur Frakturhäufigkeit beiträgt. Es gibt aber auch direkte Effekte, die dazu führen, dass der Knochen weniger widerstandsfähig gegenüber mechanischem Stress ist. So zeigt sich Menschen mit Typ-2-Diabetes und Frakturen eine erhöhte kortikale Porosität der Knochen. Auch eine Reihe von Knochenmaterialeigenschaften werden durch den Diabetes beeinträchtigt, z.B. die Materialhärte, die Mineralisierung und die Kollagenreifung.

AGE beeinflussen die Kollagenquervernetzung

Pathophysiologisch kommt es durch die Hyperglykämie zur nicht-enzymatischen Entstehung von Advanced Glycation Endproducts (AGE), die auf die Kollagenquervernetzung einen Einfluss haben, proinflammatorisch wirken und auch negative Effekte auf die Knochenzellen entwickeln. Die AGE-Last des Körpers lässt sich fluoreszenzmikroskopisch in der Haut bestimmen. Diese AGE-Last korrelierte bei Menschen mit Diabetes negativ mit dem Knochenstärkeindex. In vitro induzieren AGEs die Apoptose von Osteoblasten und verringern die Osteoklastenreifung. Das könnten Mechanismen sein, die den niedrigeren Knochenumsatz bei Menschen mit Diabetes erklären, glaubt Prof. Rauner.

Für die Osteoblasteogenese ist der WNT-Signalweg sehr wichtig. Er entscheidet, ob eine mesenchymale Stammzelle ein Osteoblast oder ein Adipozyt wird. Dieser Signalweg scheint bei Diabetes reduziert abzulaufen. Parallel zur Reduktion der Osteoblasten kommt es bei Diabetes zu einer Vermehrung der Adipozyten im Knochen. Diese können unter anderem Adipsin ausschütten, ein Adipokin, das wieder den WTN-Signalweg und damit die Osteogenese blockiert. Auch die Knochenvaskularisierung ist bei Diabetes vermindert. In vitro führte eine antioxidative Behandlung zu einer Normalisierung der Gefäße und zu einer Zunahme von Osteoblasten. Als weiterer Mechanismus für die Knochenveränderungen bei Diabetes wird aktuell auch eine erhöhte zelluläre Seneszenz diskutiert, die therapeutisch angegangen werden könnte.

DGIM 2023