Anzeige

Ausgaben

Eine Hyperglykämie hemmt die Osteoblastenfunktionen in vitro

Zeitschrift: Osteologie
ISSN: 1019-1291
Thema:

Osteoporose und Diabetes mellitus

Ausgabe: Hefte von 2014 (Vol. 23): Heft 2 2014 (73-160)
Seiten: 79-85

Eine Hyperglykämie hemmt die Osteoblastenfunktionen in vitro

A.-K. Picke (1), M. Rauner (1), L. C. Hofbauer (1, 2), C. Hamann (3)

(1) Division of Endocrinology, Diabetes, and Metabolic Bone Diseases, Department of Medicine III, Dresden Technical University Medical Center, Dresden, Germany; (2) Center for Regenerative Therapies Dresden, Germany; (3) Department of Orthopedics, Dresden Technical University Medical Center, Dresden, Germany

Stichworte

Diabetes mellitus, Osteoblastenfunktion, Wnt-Signalweg

Zusammenfassung

Einleitung/Ziel der Studie: Diabetes mellitus ist eine der häufigsten Volkskrankheiten, die zu einem erhöhten Frakturrisiko und einer verschlechterten Frakturheilung führen. Obwohl die zugrundeliegenden zellulären und molekularen Mechanismen noch nicht abschließend geklärt sind, scheint eine verminderte Osteoblastenfunktion beteiligt zu sein. Vor Kurzem konnten wir zeigen, dass eine Stimulation der Osteoblastenfunktion durch Aktivierung des Wnt-Signalwegs die Knochenqualität und -regeneration in diabetischen Ratten verbessert. Das Ziel dieser Studie war es, diabetische Konditionen in vitro zu simulieren, um die molekularen Mechanismen der verminderten Osteoblastenfunktion zu untersuchen. Methoden: Osteoblasten-ähnliche UMR-106-Zellen wurden in Zellkulturmedium mit normalen (6 mM) oder erhöhten (30–150 mM) Glukosekonzentrationen kultiviert. Anschließend wurde die Vitalität, Proliferation und Mineralisierung sowie die Expression von Osteoblastenmarkern und Wnt-Signalmolekülen untersucht. Ergebnisse: Nach vier Tagen in einem erhöhten Glukosemilieu nahm die Proliferation der UMR-106-Zellen bei gleichbleibender Zellzahl signifikant ab (–42 %). Ferner verringerte sich das Mineralisierungspotenzial der UMR-106-Zellen um 43 %. Die Genexpression der Osteoblastenmarker Osteokalzin und Osteopontin sank um 38 % bzw. 27 %. Die Expression von Connexin-43 und des Wnt-Inhibitors Dickkopf-1 stieg hingegen unter hyperglykämischen Bedingungen an (+15 % und +20 %). Die Konzentration von zyklischem Adenosinmonophosphat (cAMP), einem intrazellulären, ubiquitären Second messenger, nahm mit steigender Glukosemenge signifikant ab (–61 %). Die Proteinkonzentration der nachgeschalteten aktiven Proteinkinase A war in einem erhöhten Glukosemilieu reduziert. Fazit: Unsere Ergebnisse weisen darauf hin, dass eine erhöhte Glukosekonzentration in vitro die Osteoblastenfunktion massiv beeinträchtigt. Eine Reduktion von cAMP sowie Veränderungen der Expression Osteoblasten-spezifischer Differenzierungsmarker sind mögliche Grundlagen dieses Defektes.

Artikel, die Sie auch interessant finden könnten...

1.
H. Stracke

Die Medizinische Welt 2008 59 5: 165-171

2.
M. Schuler

Die Medizinische Welt 2008 59 5: 158-163

3.
R. Tölg, G. Richardt

Die Medizinische Welt 2008 59 5: 153-157