Quervernetzungsmarker – Knochenabbau messen

Was sind Quervernetzungsmarker?

Quervernetzungsmarker (englisch: cross-linking markers) sind biochemische Substanzen, die beim Abbau von Kollagen – dem wichtigsten Strukturprotein des Knochens und des Bindegewebes – freigesetzt werden. Sie gelangen in den Blutkreislauf oder werden über den Urin ausgeschieden und können dort messtechnisch nachgewiesen werden. Da sie direkt mit dem Knochenumbau zusammenhängen, zählen sie zu den sogenannten Knochenresorptionsmarkern.

Biologischer Hintergrund

Knochen ist kein statisches Gewebe, sondern wird ständig auf- und abgebaut. Dieser Prozess wird als Knochenremodeling bezeichnet. Spezielle Zellen – die Osteoklasten – bauen altes Knochengewebe ab, während Osteoblasten neues Knochengewebe aufbauen. Bei diesem Abbau werden Kollagenfasern gespalten, und dabei entstehen charakteristische Molekülfragmente, die sogenannten Quervernetzungen (Cross-links).

Zu den bekanntesten Quervernetzungsmarkern gehören:

• Pyridinolin (PYD): Kommt hauptsächlich im Knorpel- und Knochenkollagen vor.
• Desoxypyridinolin (DPD): Nahezu ausschließlich im Knochenkollagen vorhanden und daher ein spezifischerer Marker für den Knochenabbau.
• N-Telopeptide (NTX): Kollagenfragmente, die im Urin gemessen werden können.
• C-Telopeptide (CTX, Beta-CrossLaps): Häufig im Blut bestimmt; gelten als einer der empfindlichsten Marker für die Knochenresorption.

Wann werden Quervernetzungsmarker eingesetzt?

Quervernetzungsmarker werden in der klinischen Praxis vor allem eingesetzt, um Erkrankungen zu diagnostizieren und zu überwachen, bei denen ein erhöhter Knochenabbau stattfindet. Typische Anwendungsgebiete sind:

• Osteoporose: Zur Beurteilung des Frakturrisikos und zur Verlaufskontrolle einer antiosteoporotischen Therapie.
• Morbus Paget: Eine Erkrankung mit gestörtem Knochenumbau.
• Knochenmetastasen: Zur Überwachung des Krankheitsverlaufs bei Tumorpatienten.
• Hyperparathyreoidismus: Überaktivität der Nebenschilddrüsen, die zu erhöhtem Knochenabbau führt.
• Monitoring einer Bisphosphonat-Therapie: Zur Überprüfung des Therapieansprechens.

Diagnose und Messung

Die Bestimmung von Quervernetzungsmarkern erfolgt aus Blut (Serum) oder Urin. Besonders häufig wird das Beta-CTX (Beta-C-terminales Telopeptid des Typ-I-Kollagens) im nüchternen Blut gemessen, da die Werte einer ausgeprägten zirkadianen Rhythmik unterliegen – das bedeutet, sie schwanken je nach Tageszeit erheblich. Eine Blutentnahme am Morgen nach einer Nüchternperiode liefert die zuverlässigsten Ergebnisse.

Erhöhte Werte weisen auf einen gesteigerten Knochenabbau hin, während erniedrigte oder normalisierte Werte unter Therapie ein gutes Ansprechen anzeigen. Die Referenzwerte variieren je nach Alter, Geschlecht und Menopausalstatus.

Klinische Bedeutung

Quervernetzungsmarker sind besonders wertvoll, weil sie Veränderungen im Knochenstoffwechsel bereits früher erkennen lassen als bildgebende Verfahren wie die DXA-Knochendichtemessung. Eine Verbesserung der Marker kann schon nach wenigen Wochen einer Therapie sichtbar sein, wohingegen Knochendichtemessungen oft erst nach 1–2 Jahren aussagekräftige Veränderungen zeigen.

Dennoch haben diese Marker gewisse Einschränkungen: Sie können durch viele Faktoren beeinflusst werden, darunter körperliche Aktivität, Ernährung, Nierenerkrankungen sowie hormonelle Veränderungen. Sie sollten daher immer im klinischen Kontext und in Kombination mit anderen Untersuchungen interpretiert werden.

Quellen

1. Seibel MJ. - Biochemical Markers of Bone Turnover. Part I: Biochemistry and Variability. - Clinical Biochemist Reviews, 2005; 26(4):97–122.
2. Eastell R, Szulc P. - Use of bone turnover markers in postmenopausal osteoporosis. - Lancet Diabetes Endocrinology, 2017; 5(11):908–923.
3. Leitlinie des Dachverbands Osteologie (DVO) zur Osteoporose bei postmenopausalen Frauen und Männern ab dem 60. Lebensjahr. - DVO, 2023.