Dosisabhängiger Anstieg von Knochenformatinsmarkern in Serum und Knochen unter Zink-Supplementation - eine Untersuchung an der erwachsenen weiblichen Maus

Journal für Mineralstoffwechsel & Muskuloskelettale Erkrankungen 1998; 5 (4): 5-14

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Keywords: Knochenformationsmarker,  Maus,  Mineralstoffwechsel,  Spurenelemente,  Zink,  Zinksupplementierung

Zink (Zn) ist eine essentielles Spurenelement. Es spielt eine wichtige Rolle in zahlreichen metabolischen Prozessen und wird auch für das normale Knochenwachstum benötigt. Ziel der vorliegenden Untersuchung war es, den Effekt von Zn auf a) die Aktivität der alkalischen Phosphatase (ALP) in Serum und Knochen, b) das Serum-Osteocalcin, c) die Tartrat-resistente saure Phosphatase (TRAP) im Knochen, sowie d) den Protein-Gehalt des Knochens darzustellen. Erwachsene weibliche Swiss-Webster-Mäuse erhielten entweder eine Zn-freie Diät, oder eine Diät, welche einen normalen, oder einen 2-, 3-, 4-, oder 5-fach höheren Zn-Gehalt als die Normal-Diät hatte. Die Diät wurde für 2, 4, oder 6 Wochen verabreicht. Es zeigte sich eine positive Korrelation zwischen der Menge des mit der Nahrung aufgenommenen Zn und der Serum-ALP (4 und 6 Wochen, p < 0,001), der tibialen ALP (2, 4 und 6 Wochen, p < 0,03), sowie dem tibialen Protein (2,4 und 6 Wochen p < 0.001); weiters zeigte sich eine negative Korrelation zwischen Zn und tibialer TRAP (2, 4 und 6 Wochen, p < 0,001). Kovarianzanalysen zeigten überdies, daß die Aktivität der Serum-ALP, der tibialen ALP und der tibialen TRAP, sowie die Menge des tibialen Proteins sowohl durch die Zn-Dosis (p < 0,005), als auch die Dauer der Therapie (p < 0,03) beeinflußbar sind. Zn zeigte auch einen signifikanten Einfluß auf den Serum-Osteocalcin-Spiegel (p < 0,03 bei 3 x höher Zn-Menge als in der Normaldiät). In einer ergänzenden Studie zeigte sich auch, daß Zn zu einem dosisabhängigen Anstieg der ALP und des Proteins, und zu einem signifikanten Abfall der TRAP in murinen osteoblastenähnlichen MC3T3-E1 Zellen führt. Insgesamt kann aus den Ergebnissen der vorliegenden Studie geschlossen werden, daß eine schrittweise Erhöhung des Zn-Gehaltes der Nahrung zu einem entsprechenden Anstieg der ALP-Aktivität von Serum und Knochen führt. Da in dieser Studie klar gezeigt werden konnte, daß Zn auch zu einem Abfall der TRAP-Aktivität in osteoblastenähnlichen Zellen führt, sollte künftighin ein Absinken der TRAP-Aktivität im Knochen nicht als Zeichen einer Knochenresorptions-Hemmung interpretiert werden.