Summary
The tissue changes in osteogenesis imperfecta apparently lie in the collagen and in the glycosaminoglycans. The collagen shows structural development disturbance and incomplete calcification. The tissue glycosaminoglycans are increased. The basis probably lies in a disturbed ATP metabolism (Solomons and Millar, 1973). An increased pyrophosphate concentration explains the decreased calcification and the structural changes. The increased osteolysis could be explained by increased quantities of cAMP.
Zusammenfassung
Die geweblichen Veränderungen liegen bei der Osteogenesis imperfecta offenbar ebenso im Kollagen wie bei den Glykosaminglykanen. Das Kollagen zeigt Reifungsstörungen und eine mangelhafte Verkalkungstendenz. Die Glykosaminglykane des Gewebes sind offenbar quantitativ allgemein vermehrt. Zugrunde liegt wahrscheinlich ein gestörter Stoffwechsel mit einem vermehrten Abbau von ATP, das entweder zu dem energetisch nicht mehr nutzbaren Hypoxanthin degradiert wird oder zu Pyrophosphat und cAMP. Eine erhöhte Pyrophosphatkonzentration erklärt die verminderte Verkalkungstendenz des Kollagens und auch dessen Strukturveränderungen. Die verstärkte Knochenabbaurate könnte auf den vermehrten Anfall von cAMP zurückgeführt werden.
Similar content being viewed by others
Literatur
Albright, J. P., Albright, J. A., Crelin, E. S.: Osteogenesis imperfecta tarda. The morphology of rib biopsies. Clin. Orthop. 108, 204 (1975)
Albright, J. A.: Systemic treatment of osteogenesis imperfecta — historical review. Clin. Orthop. 116, 258 (1976)
Bauer, K. H.: Über Osteogenesis imperfecta. Zugleich ein Beitrag zur Frage einer allgemeinen Erkrankung sämtlicher Stützgewebe. Dtsch. Z. Chir. 154, 166 (1920)
Brown, D. M., Sauk, J. J., Corbin, K. W., Bradford, D. S., Witkop, C. J.: Glycosaminglycans of EDTA soluble and insoluble dentin in autosomal dominant osteogenesis imperfecta. Clin. Orthop. 116, 260 (1976)
Brown, D. M.: Collagen metabolism in fibroplasts from patients with osteogenesis imperfecta. Pediat. Res. 6, 394 (1972)
Caniggia, A., Ravenni, G., Del Giovane, L.: Pathogenesis of fragilitas ossea hereditaria. Panminerva Medica 3, 67 (1961)
Doty, St. B., Mathews, R. S.: Electron microscopic and histochemical investigation of osteogenesis imperfecta. Clin. Orthop. 80, 191 (1971)
Eichholtz, W., Müller, D.: Elektronenmikroskopische Befunde an der Hornhaut und Sklera bei Osteogenesis imperfecta. Klin. Mbl. Augenheilk. 161, 646 (1972)
Engfeldt, B., Engström, A., Zetterström, R.: Biophysical studies of the bone tissue in osteogenesis imperfecta. J. Bone Jt. Surg. 36 B, 654 (1954)
Fleisch, H., Bisaz, S.: Mechanisms of calcification: Inhibitory role of pyrophosphate. Nature (Lond.) 195, 911 (1962)
Fleisch, H., Straumann, F., Schenk, R., Bisaz, S., Allgöwer, M.: Effect of condensed phosphates on calcification of chick embryo femurs in tissue culture. Amer. J. Physiol. 211, 821 (1966)
Follis, R. H., Jr.: Osteogenesis imperfecta congenita: A connective tissue diathesis. J. Pediat. 41, 713 (1952)
Follis, R. H., Jr.: Maldevelopment of the corium in the osteogenesis imperfecta syndrome. Bull. Johns Hopkins Hosp. 93, 225 (1953)
Fujii, K., Tanzer, M. L.: Osteogenesis imperfecta: Biochemical studies of bone collagen. Clin. Orthop. 124, 271 (1977)
Hathaway, W. E., Solomons, C. C., Ott, J. E.: Platelet functions and pyrophosphates in osteogenesis imperfecta. Blood 39, 500 (1972)
Langness, U., Behnke, H.: Biochemische Untersuchungen zur Osteogenesis imperfecta. Dtsch. med. Wschr. 95, 213 (1970)
Little, K.: Bone behaviour. London-New York: Academic Press 1973
McKusick, V. A.: Vererbbare Störungen des Bindegewebes. Stuttgart: G. Thieme 1959
Neuman, W. F., Neuman, M. W.: The chemical dynamics of bone mineral. Chicago: University of Chicago Press 1958
Paul, M. I., Cramer, H., Bunney, W. E.: Urinary adenosine 3′-5′monophosphate in the switch process from depression to mania. Science 171, 300 (1971)
Penttinen, R. P., Lichtenstein, J. R., Martin, G. R., McKusick, V. A.: Abnormal collagen metabolism in cultured cells in osteogenesis imperfecta. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 72, 586 (1975)
Rasmussen, H.: The cellular basis of mammalian calcium homeostasis. Clin. Endocr. Met. 1, 3 (1972)
Robichon, J., Germain, J. P.: Pathogenesis of osteogenesis imperfecta. Canad. Med. Ass. J. 99, 975 (1968)
Russell, R. G. G., Fleisch, H.: Inorganic pyrophosphate and pyrophosphatases in calcification and calcium homeostasis. Clin. Orthop. 69, 101 (1970)
Russell, R. G. G., Bisaz, S., Donath, A., Morgan, D. B., Fleisch, H.: Inorganic pyrophosphate in plasma in normal persons and in patients with hypophosphatasia, osteogenesis imperfecta, and other disorders of bone. J. Clin. Invest. 50, 961 (1971)
Salzman, E. W.: Cyclic AMP and platelet function. New Engl. J. Med. 286, 7 (1972)
Solomons, C. C., Millar, E. A.: Osteogenesis imperfecta — new perspectives. Clin. Orthop. 96, 299 (1973)
Solomons, C. C., Styner, J.: Osteogenesis imperfecta: Effect of magnesium administration on pyrophosphate metabolism. Calc. Tiss. Res. 3, 318 (1969)
Solheim, K.: Osteogenesis imperfecta. Microradiographic and biochemical studies with special reference to the mucopolysaccharides (glycosaminglycans). J. Oslo City Hosp. 19, 193 (1969)
Spencer, A. T.: A histochemical study of long bones in osteogenesis imperfecta congenita. J. Path. Bact. 83, 423 (1962)
Spranger, J., Wiedemann, H.-R.: Untersuchungen zur Mukopolysaccharidausscheidung bei gesunden Kindern und bei Dysostosen. Ann. Paediat. 206, 342 (1966)
Summer, G. K.: Oral proline tolerance in osteogenesis imperfecta. Science 134, 1527 (1961)
Sutherland, E. W., Øye, I., Butcher, R. W.: The action of epinephrine and the role of adenyl cyclase system in hormone action. Recent Prog. Horm. Res. 21, 623 (1965)
Teitelbaum, St. L., Kraft, W. J., Lang, R., Avioli, L. V.: Bone collagen aggregation abnormalities in osteogenesis imperfecta. Calc. Tiss. Res. 17, 75 (1974)
Torelli, M.: Ricerca dei mucopolysaccaridi acidi urinari nella osteogenesi imperfetta. Clin. Pediat. 49, 310 (1967)
Trott, G.: Zit. nach Solomons u. Millar
Villanueva, A. R., Frost, H. M.: Bone formation in human osteogenesis imperfecta, measured by tetracycline bone labeling. Acta orthop. scand. 41, 531 (1970)
Weber, M.: Osteogenesis imperfecta congenita. A study of its histopathogenesis. Arch. Pathol. 9, 984 (1930)
Author information
Authors and Affiliations
Rights and permissions
About this article
Cite this article
Münzenberg, K.J. Zur Pathophysiologie und über Stoffwechselstörungen bei der Osteogenesis imperfecta. Arch orthop Unfall-Chir 90, 223–231 (1977). https://doi.org/10.1007/BF00414994
Received:
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF00414994