Katja Neu
Dr. med.
Die Assoziation der Schilddrüsenhormonkonzentration im Serum mit dem Ausmaß
des Knochenumbaus und der Sekretion der Zytokine Interleukin-1, Interleukin-6
und Transforming-growth-factor-β in menschlichen Knochenmarkkulturen
Geboren am 25. 03. 1970 in Karlsruhe
Reifeprüfung am 10. 05. 1989 in Rheinstetten
Studiengang der Fachrichtung Medizin vom SS 1991 bis SS 1998
Physikum am 24. 03. 1993 an der Universität Heidelberg
Klinisches Studium in Heidelberg
Praktisches Jahr in Karlsruhe
Staatsexamen am 05. 05. 1998 an der Universität Freiburg
Promotionsfach: Innere Medizin
Doktorvater: Priv.-Doz. Dr. med. J. Pfeilschifter
Die mögliche Beteiligung der Schilddrüsenhormone an der Entstehung einer Osteoporose
ist Gegenstand aktueller endokrinologischer Forschung. Es herrscht kein Zweifel daran,
daß erhöhte Schilddrüsenwerte mit einem gesteigerten Knochenumbau einhergehen. Ob
daraus ein Netto-Verlust an Knochenmasse mit klinisch relevanten Folgen resultiert, bleibt
unklar. Wenig ist bisher auch bekannt über den Mechanismus der Wirkungsübermittlung
auf den Knochen. In den letzten Jahren wurde anhand von In-vitro-Studien und
Tierversuchsmodellen immer deutlicher, daß Zytokine, u.a. Interleukin-1b (IL-1b),
Interleukin-6 (IL-6) und der Transforming-growth-factor-b (TGF-b) an der Beeinflussung
des Knochenumbaus durch systemische Hormone beteiligt sind. Wir versuchten durch
unsere Untersuchung, den Zusammenhang zwischen Schilddrüsenhormonen, Zytokinen
und Knochenumbau darzustellen und die Relevanz dieser Beziehungen für den Menschen
zu verdeutlichen.
Wir separierten mononukleäre Zellen aus Knochenmark-Aspiraten von 65 weiblichen,
knochengesunden Spendern und bestimmten die Zytokine Interleukin-1b, Interleukin-6 und
Transforming-growth-factor-b in Überständen von Kurzzeit-Knochenmarkkulturen. Die
Zytokine wurden mit Hilfe von ELISAS gemessen. In den Seren derselben Patientinnen
bestimmten wir die Schilddrüsenhormone und die Knochenanbauparameter Osteocalcin
und knochenspezifische alkalische Phosphatase. Zudem wurden die Zytokine direkt im
Knochenmark-Plasma bestimmt, um eventuell eine Aussage treffen zu können über die
Beziehung der Zytokine in Kulturen und Plasma.
Wir fanden signifikante Korrelationen von freiem Trijodthyronin (fT3) mit Interleukin-1b
und Interleukin-6 in den Knochenmarkkulturen und ebenso Korrelationen von Interleukin-
1b, Interleukin-6 und dem Transforming-growth-factor-b mit dem Osteoblastenmarker
Osteocalcin. Kein Zusammenhang konnte mit der knochenspezifischen alkalischen
Phosphatase gefunden werden. Ebenso fanden wir keine Korrelation zwischen im
Knochenmark-Plasma direkt gemessenen Zytokinen und fT3, was wir auf
Meßungenauigkeiten der Knochenmark-Plasma-Zytokine am Rande des Meßbereichs
zurückführten. Eine signifikante Korrelation konnte nachgewiesen werden zwischen fT3
und Osteocalcin im Serum.
Die Beziehungen von einerseits fT3 zu den Knochenmarkzytokinen und andererseits der
Knochenmarkzytokine zu dem Knochenanbaumarker Osteocalcin lassen den folgenden
Wirkungsmechanismus möglich erscheinen: von mononukleären Knochenmarkzellen
produzierte Zytokine, v.a. Interleukin-1b und Interleukin-6, sind an der Übermittlung der
Schilddrüsenhormonwirkung auf den Knochen beteiligt. Sie stimulieren die
Knochenresorption, was wiederum die Produktion des Transforming-growth-factors-b
anregt. Dadurch wird der Knochenanbau gesteigert, so daß durch die Wirkung der
Schilddrüsenhormone der gesamte Knochenumbau erhöht ist. Durch unsere Studie konnte
anhand der Korrelationen die Relevanz dieser Ergebnisse für den Menschen dargestellt
werden, d.h., die bisher anhand von In-vitro-Studien und Tierversuchsmodellen
aufgezeigten Beziehungen können auch auf den Menschen übertragen werden. Wichtig ist,
daß selbst in der Gruppe der schilddrüsengesunden Patientinnen diese Korrelationen
nachweisbar sind. Schon die normale Variabilität der Schilddrüsenhormone scheint also
auszureichen, um die Produktion der Zytokine im Knochenmark und damit den
Knochenumbau zu beeinflussen.
Unsere Untersuchung zeigt somit, daß die Schilddrüsenfunktion selbst im physiologischen
Bereich ein wesentlicher Regulator des menschlichen Knochenumbaus ist und ist vereinbar
mit der Hypothese, daß die Wirkung der Schilddrüsenhormone durch verschiedene
Zytokine vermittelt wird.
