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Die Wirkung von verschiedenen Kollagenhydrolysaten auf den Metabolismus des humanen Gelenkknorpels

Schadow, Saskia


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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:hebis:26-opus-109868
URL: http://geb.uni-giessen.de/geb/volltexte/2014/10986/


Universität Justus-Liebig-Universit√§t Gie√üen
Institut: Klinik und Poliklinik f√ľr Orthop√§die und Orthop√§dische Chirurgie, Labor f√ľr experimentelle Orthop√§die
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der m√ľndlichen Pr√ľfung: 01.06.2014
Erstellungsjahr: 2013
Publikationsdatum: 29.07.2014
Kurzfassung auf Deutsch: Osteoarthritis (OA) ist eine progressive Erkrankung des gesamten Gelenkes, die mit Verlust des Gelenkknorpels und Ver√§nderungen in dem darunter liegenden Knochen und der Synovialmembran einhergeht. Im Knorpel steht vor allem der Verlust von Proteoglykanen und Kollagen Typ II im Vordergrund. Verantwortlich f√ľr diese degradativen Prozesse sind Enzyme der ADAMTS- und MMP-Familie. Stimuliert wird die Bildung dieser Enzyme durch auto- und parakrine Zytokine. Bisher gibt es keine Therapiem√∂glichkeit, die das zu Grunde liegende molekulare Ungleichgewicht zwischen Matrixaufbau und -degradation beheben kann. Daher sind Stoffe, die die M√∂glichkeit bieten, modifizierend auf den Krankheitsverlauf einzuwirken derzeit ein zentraler Bestandteil in der OA-Forschung. In diesem Zusammenhang ist vor allem in den Medien das Nahrungserg√§nzungsmittel Kollagenhydrolysat (KH) als neues Mittel gegen OA bekannt geworden. In den letzten Jahren wurden mehrere Studien zur Wirkung von KH ver√∂ffentlicht. Die Ergebnisse sind nicht eindeutig. In vitro-Studien mit KH, gewonnen aus Kollagen Typ I, zeigten eine Steigerung der Kollagen Typ II- und Proteoglykan-Synthese in gesunden Chondrozyten. In in vivo-Studien mit OA-Patienten f√ľhrte die t√§gliche Einnahme von KH nur zum Teil zu einer Besserung der OA-Beschwerden. Das Ziel der hier vorliegenden Arbeit war es daher systematisch die Wirkung von verschiedenen kommerziell erh√§ltlichen KH auf den Knorpelmetabolismus von humanen osteoarthritischen Knorpelexplantaten zu untersuchen und zwar in Abh√§ngigkeit von der KH-Konzentration und dem Schweregrad der OA-Sch√§digung. Sechs verschiedene KH (RDH, RDH-N, CH-alpha, FGH, FGH-N, Mobiforte) wurden hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Metabolismus von humanen Knorpelexplantaten in mittleren OA-Stadien untersucht. RDH, RDH-N und CH-alpha bestehen aus hydrolysiertem bovinem Kollagen Typ I, FGH und FGH-N aus hydrolysiertem Fisch-Kollagen Typ I und Mobiforte aus hydrolysiertem porkinem Kollagen Typ I. RDH und RDH-N bzw. FGH und FGH-N unterscheiden sich lediglich in der molekularen Gr√∂√üenverteilung der Peptide, wobei die N-Produkte ein kleineres mittleres Molekulargewicht haben. Die Kollagensynthese der Explantate wurde nach Zugabe von 0 - 10 mg/ml KH mittels Nachweis des radioaktiv markierten Hydroxyprolins bestimmt. In den N√§hrmedien wurde der Gehalt an MMP-1, -3, -13, TIMP-1, NO und PGE2 sowie die Freisetzung von Kollagen Typ II- und Proteoglykanfragmenten bestimmt. Zur Beurteilung der Frage, inwiefern Unterschiede in der Wirkung von KH auf Knorpelexplantate in verschiedenen Krankheitsstadien existieren, wurden zus√§tzlich Knorpelexplantate in fr√ľhen OA-Stadien mit RDH, RDH-N und CH-alpha behandelt und anschlie√üend die Kollagensynthese untersucht. Unsere Studie ist die erste, die in vitro keinen stimulatorischen Effekt von KH auf die Kollagensynthese in humanen OA Knorpeln zeigte. Diese Beobachtung war unabh√§ngig vom Ausma√ü der osteoarthritischen Sch√§digung. CH-alpha, das in einer Studie von √Ėsser et al. eine erh√∂hte Inkorporation von radioaktiv markiertem Prolin in Gesamtproteine und somit stellvertretend eine erh√∂hte Kollagensynthese in gesunden, bovinen Chondrozyten bewirkte, zeigte in unserer Studie bei Konzentrationen von 2 und 10 mg/ml eine reduzierte Kollagensynthese, sowie einen erh√∂hten PGE2- und einen reduzierten TIMP-1-Gehalt im N√§hrmedium. RDH fiel durch eine gesteigerten Freisetzung von degradativen Faktoren (MMPs, NO, PGE2) auf. Ein erh√∂hter MMP- und NO-Gehalt f√ľhrte in unserer Studie nicht zu einer gesteigerten Kollagen Typ II- und Proteoglykan-Freisetzung. Eine schw√§chere Wirkung zeigten KH mit kleinerem Molekulargewicht. Trotz der erh√∂hten Freisetzung von katabolen Enzymen und proinflammatorischen Zytokinen wie NO konnte, mit Au√ünahme von Mobiforte, kein vermehrter Matrixverlust festgestellt werden. Dies deutet drauf hin, dass durch KH entweder ein anderes TIMP z.B TIMP-3 induziert wird, proMMPs nicht zu aktiven MMPs gespalten werden oder KH keinen Effekt auf die Expression von ADAMTS-4 oder -5 haben. Zusammenfassend zeigt unsere Studie, dass die KH sich deutlich in ihrer Wirkung auf den Knorpelmetabolismus voneinander unterscheiden. Bevor KH als sichere Nahrungserg√§nzungsmittel zur Prophylaxe und Begleittherapie bei OA eingesetzt werden, sollte zuerst jeweils die pharmakologischen Eigenschaften einschlie√ülich der Wirkung auf den Gelenkknorpel und das gesamte OA-Gelenk in vivo und in vitro aufgezeigt werden.
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