Wachstumshormon und Knochen

Zusammenfassung.

Hintergrund und Ziel:

Retrospektive Studien haben eine Assoziation zwischen einer Hypophysenvorderlappeninsuffizienz und einem erhöhten Osteoporoserisiko gezeigt. Insbesondere Patienten mit einem Wachstumshormon-(GH-)Mangel weisen trotz regelrechter Substitution der anderen hypophysären Achsen eine verminderte Knochendichte und eine erhöhte Rate an osteoporotischen Frakturen auf. Ziel dieser Studie war es, den Einfluss einer langfristigen GH-Substitution über 7 Jahre auf den Knochenstoffwechsel, die Knochendichte und die Knochenqualität bei erwachsenen Patienten mit einem GH-Mangel zu untersuchen.

Patienten und Methodik:

20 Patienten wurden zunächst über 12 Monate in eine doppelblinde, plazebokontrollierte Studie eingeschlossen und mit 20 gesunden, alters- und geschlechtskorrelierten Kontrollpersonen verglichen. Nach 12 Monaten wurde die Studie über weitere 72 Monate als offene Verlaufsbeobachtung fortgeführt. Als Parameter des Knochenstoffwechsels wurden der osteoanabole Marker PICP (carboxyterminales Propeptid des Typ-I-Prokollagens) und der osteokatabole Marker ICTP (“type I collagen carboxyterminal cross-linked telopeptide”) im Serum untersucht. Die Knochendichte wurde an der Lendenwirbelsäule (LWS) mittels Dual-Photonen-Absorptiometrie (DPA) und am Unterarm mittels Single-Photonen-Absorptiometrie (SPA) gemessen. Als ein von der Knochendichte unabhängiger Parameter der Knochenqualität wurde die apparente phalangeale Ultraschalltransmissionsgeschwindigkeit (APU) bestimmt.

Ergebnisse:

Nach 6 Monaten kam es zu einem Anstieg des Resorptionsmarkers ICTP im Serum, später auch zu einer Zunahme des Markers der Knochenformation PICP. Nach einer initalen Abnahme der Knochendichte nach 6 bzw. 12 Monaten sowohl an der LWS als auch am Unterarm kam es im weiteren Verlauf zu einem kontinuierlichen Anstieg der Knochendichte an beiden Messorten um ca. 12% bis zum Beobachtungszeitraum 60 Monate mit nachfolgender Ausbildung eines stabilen Plateaus. Die APU nahm ebenfalls nach 6 Monaten zunächst ab, erreichte nach 24 Monaten wieder den Ausgangswert und blieb dann unverändert. In der Plazebogruppe und bei den gesunden Kontrollen ließen sich keine relevanten Veränderungen feststellen.

Schlussfolgerung:

Nach einem initialen diskreten Verlust an Knochendichte im 1. Therapiejahr kommt es unter der GH-Substitution zu einem langfristigen Anstieg der Knochendichte mit Ausbildung eines stabilen Plateaus nach 5 Jahren. Die Ultraschallmessungen (APU) konnten zeigen, dass es ausweislich dieses Verfahrens keinen Hinweis auf eine Veränderung der Qualität des Knochens unter GH-Substitution im Vergleich zu den gesunden Kontrollpersonen gibt.

Abstract.

Background and Purpose:

Subnormal bone mineral density (BMD) and increased fracture risk are described in patients with growth hormone deficiency (GHD). Growth hormone (GH) has been reported to have beneficial effects on bone in GHD. The aim of this study was to investigate the long-term effects of GH replacement therapy on bone metabolism, BMD, and bone quality in patients with GHD.

Patients and Methods:

20 adult patients with GHD (eleven male, nine female, mean age 42.5 years) were included in the study and randomized to either GH or placebo in a dose of 0.25 U/kg body weight/week. After 6 months all patients received GH. After a 1-year double-blind, placebo-controlled study the patients were followed for another 72 months in an open study. The patients were compared to 20 age- und sex-matched healthy controls. Bone turnover was determined by ICTP (type I collagen carboxyterminal cross-linked telopeptide) as parameter of bone resorption and PICP (carboxyterminal propeptide of type I procollagen) as marker of bone formation. BMD was measured at the lumbar spine by dual-photon absorptiometry (DPA) and at the forearm by single-photon absorptiometry (SPA). Apparent phalangeal ultrasound transmission velocity (APU) was assessed as parameter of bone quality independent of BMD.

Results:

At the beginning of the study BMD at both measuring sites was lower in patients with GHD than in healthy controls. During the 1st year of GH replacement therapy BMD decreased, followed by a continuous increase in BMD (about 12%) up to 60 months which remained unchanged thereafter, building up a plateau. After 72 months no significant difference between the patients and the healthy controls could be detected. Concerning parameters of bone turnover, first ICTP as marker of bone resorption showed a significant increase, later on the marker of bone formation increased as well. APU decreased during the first 6 months of treatment, but had returned to its baseline value after 24 months and remained unchanged throughout the rest of the study.

Conclusion:

BMD is subnormal in adults with GHD. GH replacement therapy stimulates bone turnover in patients with GHD and in the long term such stimulation results in an increased BMD. Thereby, GH shows a triphasic action on BMD: an initial decrease in BMD during the 1st year, followed by a continuous increase in BMD with buildup of a stable plateau after 60 months. The newly formed bone seems to have normal bone elasticity.