Ungleichgewicht von Osteoprotegerin/Rezeptoraktivator des nukleären Faktor-kB-Liganden und oxidativem Stress bei Patienten mit obstruktivem Schlafapnoe-Hypopnoe-Syndrom
Das obstruktive Schlafapnoe-Hypopnoe-Syndrom (OSAHS) ist eine Schlafstörung, die durch wiederholte Episoden von Apnoen oder Hypopnoen aufgrund einer Verengung der oberen Atemwege gekennzeichnet ist, was zu chronischer intermittierender Hypoxie (CIH) führt. CIH ähnelt dem Ischämie-Reperfusionsprozess, bei dem durch wiederholte Hypoxie und Reoxygenierung überschüssige Sauerstoffradikale entstehen, die ein Ungleichgewicht zwischen pro-oxidativen und anti-oxidativen Mechanismen verursachen und somit oxidativen Stress auslösen. Dieser oxidative Stress wird als ein Schlüsselmechanismus für die systemischen Schäden angesehen, die mit OSAHS verbunden sind. OSAHS ist mit verschiedenen systemischen Erkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Diabetes und Osteoporose assoziiert. Während allgemein anerkannt ist, dass OSAHS mit einer höheren Inzidenz von Osteoporose verbunden ist, bleiben die molekularen Mechanismen, die dieser Assoziation zugrunde liegen, spekulativ. Es wird angenommen, dass oxidativer Stress eine bedeutende Rolle in diesem pathophysiologischen Prozess spielt, und Hypoxie selbst kann den Knochenstoffwechsel beeinflussen, indem sie das Gleichgewicht zwischen Osteoblasten und Osteoklasten stört.
Der Knochenstoffwechsel wird durch ein empfindliches Gleichgewicht zwischen Osteoprotegerin (OPG) und dem Rezeptoraktivator des nukleären Faktor-kB-Liganden (RANKL) reguliert. RANKL ist ein Zytokin, das die Differenzierung und Aktivierung von Osteoklasten fördert, indem es an seinen Rezeptor RANK bindet und die Bildung reifer Osteoklasten stimuliert. OPG hingegen wirkt als Köderrezeptor für RANKL und hemmt die Knochenresorption, indem es die RANKL-Signalgebung herunterreguliert. Das Gleichgewicht zwischen OPG und RANKL ist entscheidend für die Aufrechterhaltung des normalen Knochenumbaus. Ein Ungleichgewicht in diesem System kann zu einer erhöhten Knochenresorption und Osteoporose führen. Frühere Studien haben gezeigt, dass oxidativer Stress und systemische Entzündungen, die beide charakteristische Merkmale von OSAHS sind, das OPG/RANKL-Gleichgewicht stören können, was möglicherweise zum Knochenverlust beiträgt.
Diese Studie zielte darauf ab, die Veränderungen von RANKL, OPG, oxidativem Stress und Knochenstoffwechselmarkern bei Patienten mit OSAHS zu untersuchen, um die potenziellen Mechanismen des Knochenverlusts in dieser Population zu verstehen. Die Studie umfasste 48 männliche Patienten mit OSAHS, die durch Polysomnographie (PSG) bestätigt wurden, und 20 männliche Kontrollen ohne OSAHS. Die Knochenmineraldichte (BMD) wurde mittels Dual-Energy-X-Ray-Absorptiometrie (DXA) an der Lendenwirbelsäule und am Femurhals gemessen. Blutproben wurden entnommen, um die Serumspiegel von RANKL, OPG, knochenspezifischer alkalischer Phosphatase (BAP), tartratresistenter saurer Phosphatase 5b (TRAP-5b) und der gesamten antioxidativen Kapazität (TAOC) zu messen.
Die Ergebnisse zeigten, dass die BMD und T-Scores am Femurhals und der Lendenwirbelsäule in der OSAHS-Gruppe signifikant niedriger waren als in der Kontrollgruppe, was auf einen erhöhten Knochenverlust bei OSAHS-Patienten hinweist. Der Serumspiegel von BAP, einem Marker für die Knochenbildung, war in der OSAHS-Gruppe signifikant verringert, während der Spiegel von TRAP-5b, einem Marker für die Knochenresorption, zwischen den beiden Gruppen nicht unterschiedlich war. Dies deutet darauf hin, dass eine verringerte Knochenbildung und nicht eine erhöhte Knochenresorption der primäre Mechanismus des Knochenverlusts bei OSAHS sein könnte. Darüber hinaus waren die Serumspiegel von OPG und das OPG/RANKL-Verhältnis in der OSAHS-Gruppe signifikant niedriger, was auf ein Ungleichgewicht in Richtung Osteoklastogenese hinweist. Der TAOC-Spiegel, ein Marker für die antioxidative Kapazität, war in der OSAHS-Gruppe ebenfalls signifikant verringert, was auf ein Ungleichgewicht zwischen oxidativem Stress und antioxidativer Kapazität bei diesen Patienten hindeutet.
Korrelationsanalysen zeigten, dass der TAOC-Spiegel positiv mit BAP in der OSAHS-Gruppe korreliert war, was darauf hindeutet, dass oxidativer Stress eine Rolle bei der verringerten Knochenbildung spielen könnte. Es wurden jedoch keine signifikanten Korrelationen zwischen TAOC und BMD oder T-Scores oder zwischen OPG (oder dem OPG/RANKL-Verhältnis) und BMD oder TAOC gefunden. Diese Ergebnisse legen nahe, dass oxidativer Stress zwar durch seine Auswirkungen auf die Knochenbildung zum Knochenverlust bei OSAHS beitragen könnte, die Rolle des OPG/RANKL-Ungleichgewichts im Knochenstoffwechsel bei OSAHS jedoch weiterer Untersuchungen bedarf.
Die Studie beleuchtete auch die potenzielle Rolle von Hypoxie bei abnormalem Knochenstoffwechsel bei OSAHS. Es wurde gezeigt, dass Hypoxie die Osteoklastenaktivität verstärkt und die Knochenresorption erhöht. Studien haben demonstriert, dass Hypoxie die Proliferation und Differenzierung von Osteoblasten hemmt, was zu einer verringerten Knochenbildung führt. Die chronische intermittierende Hypoxie, die OSAHS-Patienten erfahren, könnte daher sowohl durch eine erhöhte Knochenresorption als auch durch eine verringerte Knochenbildung zum Knochenverlust beitragen.
Einige Einschränkungen der Studie wurden festgestellt. Erstens wurden keine signifikanten Korrelationen zwischen dem OPG/RANKL-Verhältnis und den TAOC-Spiegeln bei OSAHS-Patienten beobachtet, sodass die Assoziation zwischen oxidativem Stress und dem OPG/RANKL-Ungleichgewicht nicht bestätigt werden konnte. Zweitens bedeutet der Querschnittscharakter der Studie, dass Veränderungen von OPG/RANKL, TAOC und Knochenstoffwechselmarkern nach einer Behandlung von OSAHS nicht bewertet wurden. Weitere Studien sind erforderlich, um diese Veränderungen zu untersuchen. Schließlich umfasste die Studie nur männliche Probanden, und die Ergebnisse sind möglicherweise nicht auf Frauen oder Nichtraucher verallgemeinerbar. Größere Studien, die beide Geschlechter und Nichtraucher einschließen, sind erforderlich, um den Knochenstoffwechselstatus und die Mechanismen der Osteoporose bei OSAHS vollständig zu verstehen.
Zusammenfassend zeigte diese Studie, dass OSAHS-Patienten niedrigere TAOC-Spiegel aufweisen, die mit einer verringerten Knochenbildung assoziiert sind, was auf eine Rolle des oxidativen Stresses beim Knochenverlust hindeutet. Das bei OSAHS-Patienten beobachtete Ungleichgewicht im OPG/RANKL-System könnte ebenfalls zu abnormalem Knochenstoffwechsel beitragen, obwohl weitere Forschungen erforderlich sind, um diese Beziehung zu bestätigen. Die Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Berücksichtigung von oxidativem Stress und Knochenstoffwechsel bei der Behandlung von OSAHS-Patienten, insbesondere bei denen mit einem Risiko für Osteoporose.
doi.org/10.1097/CM9.0000000000000046