Funktionelle Interaktion zwischen Muskeln und Knochen: Theorie und potenzielle klinische Relevanz

Journal für Mineralstoffwechsel & Muskuloskelettale Erkrankungen 2013; 20 (Sonderheft 1): 17-23

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Keywords: Knochenerkrankung,  Knochenfestigkeit,  Muskelkraft,  Osteopenie,  Osteoporose,  periphere quantitative Computertomographie,  pQCT

Muskeln und Knochen bilden eine funktionelle Einheit. Während des Wachstums passen sich Knochen und Gelenksflächen an die einwirkenden Muskelkräfte an, während im Erwachsenenalter dieselben Gelenksflächen die maximal einleitbaren Muskelkräfte limitieren könnten. Aufgrund der in der Mechanostat-Theorie und der Muskel-Knochen-Hypothese dargelegten Verbindung zwischen (maximaler) intrinsischer Muskelkraft und Knochenmasse/-geometrie könnte eine funktionelle Einschätzung der muskuloskelettalen Gesundheit (z. B. hinsichtlich Osteopenie/Osteoporose) anhand einer wiederholten Messung der maximalen willkürlichen Kraft in Relation zur tibialen Knochenmasse/-geometrie klinisch wertvoll sein. Wir haben kürzlich ein neues Vorgehen entwickelt, mit dem am Unterschenkel die Muskel-Knochen-Einheit quantifiziert werden kann. Das Vorgehen basiert auf der Messung der maximalen willkürlichen Bodenreaktionskraft (Fm1LH) während eines mehrfachen einbeinigen Sprungs auf dem Vorfuß („multiple one-legged hopping“ [m1LH]) in Kombination mit einer Messung der tibialen Knochenmasse an der 14-%-Stelle (vBMC14%) mittels peripherer quantitativer Computertomographie (pQCT). Durch dieses Vorgehen kann unter Berücksichtigung der relativen maximalen Kraft (d. h. Fm1LH ausgedrückt als Vielfaches der eigenen Gewichtskraft) bestimmt werden, ob (a) der Knochen angemessen an die maximale Muskelkraft angepasst ist und (b) auf welchem relativen Kraftniveau sich dieser Zustand manifestiert. Daraus lassen sich folglich mittels eines 2-stufigen Algorithmus a priori 4 grundsätzliche diagnostische Situationen (Normalzustand, primärer Knochendefekt, sekundärer Knochendefekt, gemischter Knochendefekt) bestimmen. In zukünftigen Studien sollte der potenzielle klinische Nutzen einer routinemäßigen Integration des funktionellen Assessments der Muskel-Knochen-Einheit hinsichtlich der Prävention und Behandlung (Wahl der richtigen Therapie) von Osteopenie/Osteoporose evaluiert werden.