Einleitung
Unter Arthrose versteht man zunächst die Abnutzung des Knorpels in einem Gelenk. Dies führt zum Reiben von Knochen auf Knochen und schließlich zu Schmerzen (Abb. 1). Das ist jedoch nur die halbe Wahrheit. Denn neben dem Knorpel sind bei der Arthrose auch andere Strukturen betroffen. Dazu gehören Gelenksinnenhaut (Synovialmembran), Meniskus, Bänder, Muskulatur und vor allem der Knochen unterhalb des Knorpels 1. Die Knochenveränderungen sieht man im Röntgenbild als Verdichtung (Osteosklerose) oder früher in der Kernspintomographie als Knochenmarksödem. Deshalb wird bei der Arthrose von einer „Erkrankung des ganzen Gelenks” gesprochen (Abb. 2). Das sind zwar schlechte Neuigkeiten, auf der anderen Seite bietet uns dieses Wissen aber auch neue Behandlungsansätze, z. B. durch gezielte medikamentöse Eingriffe im Bereich Knochenstoffwechsel oder Entzündung.
Bei der Arthrose vollzieht sich momentan ein Paradigmenwechsel. Bislang wurde oft wertvolle Zeit bei der Behandlung verschwendet, bis schließlich die Gelenksprothese eingesetzt wurde. Ähnlich wie bei der rheumatoiden Arthritis (RA) scheint sich aber auch bei der Arthrose ein anderes Konzept durchzusetzen: „Behandeln, bevor es zu spät ist”, lautet die Devise. Dies zielt darauf ab, die Arthrose aktiv während des potenziell reversiblen Frühstadiums zu behandeln 2. Die Arthrose hat einen schleichenden, aber wellenförmigen Verlauf 3. Das verleitet dazu, kurzfristige Strategien einzusetzen oder die Symptome zunächst gänzlich zu ignorieren. In neuen Studien kommen nun neuere Diagnostikmethoden (z. B. Kernspintomographie anstatt Röntgen) zum Einsatz, die Veränderungen früher und sensitiver detektieren. Mit der sogenannten Treat-to-Target-Strategie werden Behandlungsziele genau festgelegt und konsequenter verfolgt als bisher.
Die Arthrose ist somit eine multifacettäre Erkrankung, die interdisziplinär behandelt werden muss. Dabei müssen Orthopäden, Rheumatologen, Physiotherapeuten und Orthopädie-Techniker zusammenarbeiten, um eine maßgeschneiderte Behandlung für den einzelnen Patienten durchzuführen. Um den Bedürfnissen der Patienten mit Arthrose nachzugehen, wurde an unserer Klinik u. a. eine Früharthrose-Sprechstunde eingerichtet, um Arthrose in einem konservativ behandelbaren Stadium interdisziplinär erfolgreich versorgen zu können. Gleichzeitig werden vor einer Behandlung immer andere Krankheiten, die eine Arthrose hervorrufen oder vortäuschen können, ausgeschlossen. Hierzu gehören rheumatologische (z. B. RA, Psoriasis, Morbus Bechterew), metabolische (z. B. Gicht, Diabetes) oder Ablagerungskrankheiten (z. B. Eisenüberladung), welche durch gezielte Befragung, Untersuchung und Laboranalyse erkannt werden können.
Die Rolle der Entzündung bei der Arthrose
Nächtliche Schmerzen, Morgensteifigkeit oder das Anschwellen der betroffenen Gelenke weisen bei vielen Patienten mit Arthrose bereits auf eine Entzündungsreaktion hin. In der Tat findet sich bei der Arthrose ganz ähnlich wie bei rheumatologischen Erkrankungen in den meisten Fällen eine entzündete Gelenksinnenhaut (Synovitis) oder auch eine Entzündungsreaktion im Knochen unterhalb des Knorpels 4. Vermehrte Entzündungsstoffe werden auch vom Gelenksfettkörper freigesetzt. Entzündungsstoffe wie Interleukin‑1, Tumornekrosefaktor (TNF) oder Metalloproteinasen sind wiederum aktiv an der Zerstörung des Knorpels beteiligt 5. Die Gründe für die Entzündung im Gelenk bei der Arthrose sind unterschiedlich. Mechanische Überbelastung z. B. durch ein Trauma oder Übergewicht sind mögliche Gründe. Übergewicht kann durch eine niedergradige systemische Entzündungsreaktion im Körper durch sogenannte Adipokine zur Arthrose beitragen 6.
Andererseits können aber auch abgeriebene Kristalle im Gelenk ähnlich wie bei einem Gichtschub zu einer starken Entzündung führen. Diese Kristalle können aus Hydroxyapatit (Bestandteil des Knochens), Harnsäure (Gicht), Calciumpyrophosphat (Pseudogicht), aber auch aus Cholesterol bestehen. Durch neuere diagnostische Techniken wie die „Dual Emission Computed Tomography” (DECT) können Gichtkristalle nachgewiesen werden (Abb. 3) 7. Dies ist insbesondere bei kleineren Gelenken wie den Fingergelenken von Bedeutung, aus denen man schlecht Flüssigkeit mit der Nadel zum Nachweis der Kristalle entnehmen kann. Neuere Studien zeigen in diesem Zusammenhang, dass Gicht oder Cholesterolkristalle bei der Fingergelenksarthrose von größerer Bedeutung sind als bislang angenommen.
Biomechanische Faktoren
Ein Leitsatz bei der Arthrose lautet: „Biomechanik schlägt Biologie”. Das bedeutet, dass die Einflüsse einer gestörten Geometrie, etwa nach einem schlecht verheilten Bruch oder bei einer falschen Beinachsenstellung, niemals durch eine medikamentöse Behandlung vollständig behandelbar sind. Beim Knie sind O- oder X‑Beine durch die klinische Untersuchung oder eine Ganzbeinaufnahme (Abb. 4) einfach darzustellen. Es konnte gezeigt werden, dass eine Fehlstellung im Knie erstens zu Meniskusschäden 8 und zweitens zu einer sogenannten „bone marrow lesion”, einer Schwellung im subchondralen Knochen, führen kann (Abb. 5) 9. Dies zeigt, wie eine gestörte Biomechanik zur biologischen Fehlreaktion führt.
Neben anatomischen oder posttraumatischen Fehlstellungen führt auch die Gelenksinstabilität zur Arthrose. Diese kann z. B. am Sprunggelenk nach einem schlecht verheilten Bänderriss 10 oder nach Kreuzbandriss als klassischer Fußballverletzung auftreten. Dies führt beim vorderen Kreuzband zu einem Pivot-Shift, einer Art „Abrutschen” der Gelenkflächen aufeinander, was wiederum auf Dauer in einem Knorpelschaden resultiert. Fußballspieler haben nach einem Kreuzbandriss ein deutlich erhöhtes Risiko, im weiteren Verlauf eine Arthrose zu entwickeln 11.
Ein weiterer Grund für eine Gelenksinstabilität ist genetische Veranlagung. Dies kann eine genetische Mutation im Kollagen sein wie beim Marfan-Syndrom, aber auch ein Hypermobilitätssyndrom, das mit einer Laxizität der Gelenke assoziiert ist 12. Schließlich kann auch eine Atrophie der Muskulatur zur Arthrose führen 13. Der genaue Mechanismus dessen ist noch nicht geklärt, beteiligt ist aber z. B. mangelnde Gelenkstabilität. Dies wird beim Knie oder Sprunggelenk beobachtet; eine schlechte Bauchwandmuskulatur ist aber auch an der Facettengelenkarthrose an der Wirbelsäule beteiligt.
Vorgänge auf zellulärer Ebene
Um zu klären, was genau bei einer Arthrose geschieht, muss das Mikroskop zu Hilfe genommen werden. In Abbildung 6 kann man gut den Verlauf einer Kniegelenksarthrose erkennen: Während links die Knorpelschicht noch relativ intakt ist, zeigt sich rechts ein deutlich beschädigtes Knorpelgewebe. Genau umgekehrt verhält es sich im darunterliegenden (subchondralen) Knochengewebe. Dieses verdickt sich, um ein Einbrechen des Knochens unter der Fehlbelastung zu verhindern. Zwischen den Knochenbälkchen liegt normalerweise ein reizloses Fettmark. Bei der Arthrose wird dieses durch entzündliches Bindegewebe ersetzt. Interessanterweise sind in diesem Rahmen nicht nur die knochenbildenden Zellen (Osteoblasten) vermehrt, sondern auch die Zellen, die den Knochen ähnlich wie bei der Osteoporose abbauen (Osteoklasten). Es kommt bei der Arthrose also zu einem „entkoppelten” Knochenauf- und ‑abbau. Mitbeteiligt an diesem Prozess sind Entzündungszellen (Markophagen oder Lymphozyten), die ihrerseits die Knochenzellen beeinflussen 14.
Dieser Knochenumbau kann für die Diagnostik der Arthrose genutzt werden. Bei der sogenannten Single-Photon Emission Computed Tomography (SPECT), die mit einer normalen Computertomographie (CT) kombiniert wird, kann genau dieser Vorgang dargestellt werden (Abb. 7). Durch die Kombination mit der CT ist es ferner möglich, knochenmetabolische Vorgänge mit strukturellen Informationen zu koppeln, was sehr hilfreich z. B. bei operativen Eingriffen oder Infiltrationen sein kann 15.
Alte und neue Behandlungsmethoden bei der Arthrose
Grundsätzlich muss bei der Behandlung der Arthrose zwischen medikamentöser und nicht-medikamentöser Therapie unterschieden werden. Immer sollte vor einer solchen Behandlung eine andere Ursache der Arthrose ausgeschlossen werden, da hier anderweitige Therapieansätze notwendig sind.
Nicht-medikamentöse Behandlung
Die biomechanische Behandlung steht immer an vorderster Stelle, insbesondere bei den gewichtstragenden Gelenken. Achsenfehlstellungen sollten wenn immer möglich korrigiert werden. Bei ausgeprägten Fällen geschieht dies operativ in Form einer Umstellungsosteotomie. Bei leichteren Fehlstellungen können eine aufklappende Orthese oder Schuheinlagen eine Entlastung der Gelenke und damit eine Reduktion der Schmerzen bringen 16.
Eine wiederentdeckte ältere Behandlungsform ist die Distraktion am Knie und Sprunggelenk 17. Hierfür wird temporär eine umgekehrt gespannte Feder implantiert und somit die Gelenksfläche entlastet (Abb. 8). Nach zwei Monaten wird die Konstruktion entfernt. Die bislang erzielten Daten sind erstaunlich positiv, da z. B. in der Kernspintomographie eine Knorpel- und Knochenregeneration nachweisbar ist. Leider kann diese Intervention nicht selten zu Infektionen führen; bislang musste die Gerätschaft des Öfteren vorzeitig entfernt werden. Auch aus diesem Grund findet diese Methode noch keinen flächendeckenden Einsatz.
Bei der Knorpelchirurgie wird versucht, die Heilung des Knorpelschadens operativ zu verbessern. Dies geschieht z. B. bei der Knorpeltransplantation. Zunächst werden dazu Knorpelzellen aus einer nicht-tragenden Stelle im Gelenk entnommen, im Labor werden weitere Zellen gezüchtet und anschließend in einem zweiten Eingriff wieder eingesetzt. Obwohl diese Methode elegant und modern erscheint, ist ihre Wirksamkeit noch nicht abschließend nachgewiesen; sie ist mit sehr hohen Kosten verbunden und erfordert zwei chirurgische Eingriffe. Bei der sogenannten Mikrofrakturierung werden unterhalb des Knorpelschadens, z. B. während der Arthroskopie im Bereich der Arthrose, kleine Löcher in den Knochen gebohrt, um Kontakt mit den im Knochenmark situierten Stammzellen zu schaffen.
Weniger invasiv sind neuere Entwicklungen aus dem Ganglabor. So kann durch Schwanken der Wirbelsäule oder die Fußstellung beim Gehen das Adduktionsmoment (das für die Kniegelenksarthrose mitverantwortlich gemacht wird) reduziert werden 18. Die Gewichtsabnahme ist insbesondere für die Kniegelenksarthrose ausschlaggebend und somit die einfachste und gleichzeitig oft die schwierigste Behandlungsmethode 19. Um effizient zu sein, wird eine Umstellung des Lebensstils erforderlich, alternativ kann bei sehr starkem Übergewicht und Fehlschlagen von Diäten ein operativer bariatrischer Eingriff mit Einsetzen eines Magenbandes oder künstlicher Verkleinerung des Magens erfolgen.
Medikamentöse Behandlung
Medikamente sind für manche Patienten eine bevorzugte Behandlungsmethode, da hier keine eigene aktive und zeitaufwendige Beteiligung notwendig ist. Leider ist der medikamentöse Weg bei einer Arthrose allein aber oft nicht wirksam; gerade an der unteren Extremität müssen biomechanische Faktoren zwingend berücksichtigt werden.
Bei der medikamentösen Behandlung unterscheidet man die schmerz- und entzündungsbasierte von der krankheitsmodifizierenden Therapie. Hinsichtlich der Schmerzen werden nicht-steroidale Antiphlogistika (z. B. Voltaren) am häufigsten und sehr erfolgreich eingesetzt. Leider können bei dauerhafter Einnahme die bekannten Nebenwirkungen im Bereich des Gastrointestinaltraktes und des Herz-Kreislauf-Systems zum Problem werden. Von der Einnahme von stärkeren Schmerzmitteln wie Morphinderivaten ist abzuraten, da deren Wirkung auf die Arthroseschmerzen oft schwächer ist und Nebenwirkungen wie Müdigkeit, Verstopfung und Abhängigkeit auftreten können.
Ein Gelenkserguss wird in der Regel durch eine Entzündungsreaktion ausgelöst. Trotz der bekannten Nebenwirkungen von Kortison unter längerer Einnahme kann die zwischenzeitliche Infiltration eines Gelenks eine akute Entzündung schnell durchbrechen 20. Bei einem entzündlichen Verlauf einer Arthrose können Medikamente aus der Rheumatologie zum Zuge kommen. So gibt es Hinweise auf die Wirksamkeit von Methotrexat und niedrig dosiertem oralem Kortison für die Behandlung bei der erosiven Fingerarthrose 21 22. Insbesondere wenn Kristalle im Gelenk zu finden sind, wenden wir auch das Gichtmedikament Colchizin an.
Ein neueres Thema bei der medikamentösen Behandlung der Arthrose sind die sogenannten Biologika. Biologika sind moderne, zielgerichtete Medikamente, durch die sich verschiedene Entzündungsstoffe oder Schmerzmediatoren ausschalten lassen. Leider waren diese Ansätze (z. B. Anti-Tumornekrosefaktor oder Interleukin-1-Hemmung) bislang enttäuschend. Lediglich die Schmerzbehandlung mit einem Antikörper gegen den „nerve growth factor” (Tanezumab) war bezüglich Schmerzen wirksam, allerdings kam es in manchen Fällen sogar zu einer Verschlechterung der Arthrose, weswegen dieses Medikament zunächst noch nicht auf dem Markt erhältlich ist 23.
Die Gabe „künstlicher Gelenkschmiere” in das Gelenk durch Hyaluronsäure oder oral durch Chondroitinsulphat oder Glucosamin wird häufig angewendet, wenngleich die Datenlage nicht konklusiv beurteilt werden kann. Meta-Analysen (also die Bündelung verschiedener Studien) konnten keinen eindeutigen Nutzen feststellen, wenngleich einzelne Studien eine Reduktion der Schmerzen zeigen 24. Ein klarer krankheitsmodifizierender Effekt durch diese Medikamente kann gemäß aktueller Datenlage jedoch weitgehend ausgeschlossen werden.
Viel besser sieht es hier bei Medikamenten aus, die auf den Knochenstoffwechsel wirken. So konnte für Strontium-Ranelat, ein Osteoporose-Medikament, in einer kontrollierten Studie eine positive Wirkung bei der Arthrose nachgewiesen werden 25. Auch für Bisphosphonate wurde dies gezeigt 26. Der Grund, weshalb Osteoporosemittel bei der Arthrose wirken, liegt wahrscheinlich darin, dass knochenabbauende Osteoklasten auch bei der Arthrose aktiv sind und dass Bisphosphonate durch eine Hemmungvon Makrophagen die Entzündung hemmen können.
Fazit
Die Arthrose ist eine multifacettäre Erkrankung des ganzen Gelenks. Die Behandlung muss im interdisziplinären Team unter aktiver Einbeziehung des Patienten und so früh wie möglich erfolgen. Gerade bei gewichtstragenden Gelenken wie dem Knie sind biomechanische Faktoren sehr wichtig und müssen bei der Therapie immer berücksichtigt werden. Die Entzündung bei der Arthrose spielt auf biologischer Seite eine große Rolle und kann hoffentlich bald noch gezielter für die Therapie der Arthrose genutzt werden. Substanzen mit Wirkung auf den Knochenstoffwechsel werden aber derzeit die höchsten Chancen zugeschrieben, den Verlauf der Arthrose nachhaltig positiv zu beeinflussen.
Der Autor:
PD Dr. med. Dr. phil. Thomas Hügle
Osteoarthritis Research Center Basel
Orthopädische Universitätsklinik Basel
Universitätsspital Basel
Spitalstrasse 21
CH – 4031 Basel
thomas.huegle@usb.ch
Begutachteter Beitrag/Reviewed paper
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