Knochendichte und Knochenstoffwechsel unter dem Einfluß des Vitamin-D-Rezeptor-Allel-Polymorphismus in einem deutschen Untersuchungskollektiv

Zusammenfassung

Fragestellung: Ein Zusammenhang zwischen der Knochendichte und dem Vitamin-D-Rezeptor-Gen-Polymorphismus (VDR) ist verschiedentlich beschrieben worden. Die Ergebnisse der unterschiedlichen Studien differieren zum Teil erheblich bezüglich der Prädiktivität des VDR-Polymorphismus für eine Minderung der Knochendichte (BMD). Es ist bekannt, daß regionale und ethnische Einflüsse den Vitamin-D-Stoffwechsel beeinflussen können. Untersucht werden soll, ob die Knochendichte, die Prädiktivität für Frakturen und biochemische Marker des Knochenstoffwechsels mit dem VDR-Polymorphismus in einem deutschen Untersuchungsollektiv korrelieren. Methodik: Blut und Urin wurden in einem heterogenen Kollektiv von 164 kaukasischen Personen mit deutschem Ursprung analysiert. Mittels Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR) und nachfolgender Verdauung mit dem Enzym Bsm I wurden die Variationen des VDR-Genotyps bestimmt. Als biochemische Marker des Knochenstoffwechsels wurde die Ausscheidungsrate von Pyridinoline cross-links (Pyr) im Urin und die knochenspezifische Alkalische Phosphatase im Serum gemessen. Die Knochendichte wurde mittels dualer Röntgen-Absorptiometrie mit LUNAR an der Lenden Wirbelsäule und am Schen kelhals gemessen. Ergebnisse: Der VDR-BB-Genotyp (90,1 ± 15,5%) war im Vergleich zum Genotyp bb (100,8 ± 10,8%) an der LWS mit einer erniedrigten Knochendichte im Verhältnis zur alterskorrigierten mittleren Knochendichte (Z-Score) assoziiert. Eine ähnliches Verhältnis fand sich im Bereich des Wardschen Dreiecks (91,8 ± 17,9% versus 101,9 + 12,1%). 34,2% der Personen mit dem BB-Genotyp, 14,2% der Personen mit dem bB-Genotyp und 12,6% der Personen mit dem Genotyp bb hatten einen Z-Score unter <85%. Die Frakturrate an Osteoporose typischer Frakturlokalisationen betrug 23,6% für den Genotyp BB, 10,8% für den Genotyp bB und 0,0% für den Genotyp bb. Die Pyr-Ausscheidungsrate im Urin war beim Genotyp BB höher als beim Genotyp bB und bb, die Unterschiede waren jedoch nicht signifikant. Keine Unterschiede fanden sich bei der Analyse der knochenspezifischen Alkalischen Knochenphosphatase. Schlußfolgerungen: Die Autoren schließen aus den Ergebnissen dieser Studie, daß die Knochendichte am Achsenskelett mit Polymorphismen der VDR-Allele assoziiert ist, und daß im deutschen Untersuchungskollektiv ein Einfluß auf den Knochenstoffwechsel und die Frakturrate besteht. Klinische Relevanz: Bei der Diagnostik der Osteoporose kann die Analyse des VDR-Genotypes als ein neuer Baustein angesehen werden und gibt prognostische Hinweise für das individuelle Risiko osteoporotische Frakturen zu erleiden.

Abstract

Background: It has been reported that the spinal bone density is associated with vitamin-D-receptor (VDR) gene polymorphisms. The results of recent studies have been contradictory concerning the predictive power for low bone mineral density (BMD). Regional population-specific influences have been found to affect the vitamin-D-endocrinologic-system, diminishing the influence of VDR polymorphism on BMD and on bone turnover. We have examined the association of bone density, fracture predictivity and biochemical markers of bone turnover with VDR polymorphism in a German population. Methods: Blood and urine were collected from a heterogenous subset of 164 caucasian subjects with ethnic German background. Polymerase chain reaction and subsequent digestion with Bsm I were used to examine variations of VDR genotypes. The morning following initial specimen collections, both urinary excretion rate of pyridinoline crosslinks (Pyr) and serum levels of bone alkaline phosphatase (BAP) were determined. For determination of the bone mineral density, the well-established method of dual X-ray absorptiometry was used. Findings: The VDR BB-genotype was associated with low bone mineral density for age-matched subjects (90.1 ± 15.5%) versus the bb-genotype (100.8 ± 10.8%) at the lumbar spine and at the Ward's triangle (91.8 ± 17.9% versus 10l.9 ± 12.1%). 34.2% of BB-genotype subjects, 14.2% of bB-genotype subjects and 12.6% of bb-genotype subjects had Z-score related bone mineral density < 85%. The fracture rate at typical osteoporotic fracture sites was 23.6% for the BB-, 10.8% for the bB- and 0.0% for the bb-genotype. The urinary excretion rate of free pyridinoline crosslinks was higher for the BB-genotype than for the bB- or the bb-, however the difference was not significant. No genotype specific variations were seen for bone alkaline phosphatase. Interpretation: The authors conclude from this study that bone mineral density at the axial skeleton is associated with the vitamin-D-receptor allele polymorphism and that there is an influence on bone turnover and fracture rate in a German subset. Clinical Relevance: The analysis of the VDR-genotype can be considered as a new piece in the puzzle of the diagnostic of osteoporosis for we get prognostic hints concerning the rate of fracture.

Schlüsselwörter

Osteoporose - Vitamin-D-Rezeptor-Polymorphismen - Knochenstoffwechsel - Frakturrate

Key words

osteoporosis - vitamin-D-receptor-genepolymorphisms - bone mineral density - fracture rate - bone turnover