Osteomalazie und Rachitis

Für die Mineralisation der Knochenmatrix ist eine ausreichende Konzentration an Calcium- und Phosphationen im Extrazellulärraum sowie die Ausschaltung von Inhibitoren der Calciumphosphatablagerung erforderlich. Bei der Osteomalazie bzw. Rachitis sind aufgrund unterschiedlicher Ursachen einzelne oder mehrere dieser Bedingungen nicht erfüllt.

Klinisch sinnvoll ist die Einteilung in calcipenische und phosphopenische Formen: 

Calcipenische Formen:

• Definition: Mineralisationsstörung, die primär durch unzureichend verfügbares ionisiertes Calcium an der Mineralisationsfront entsteht
• Ursachen:
  • Calciummangel:
    • Unzureichende Aufnahme (calciumarme Diät)
    • Malabsorption (z.B. Zöliakie, Kurzdarmsyndrom, chronische Pankreatitis)
  • Vitamin-D-Mangel:
    • Verminderte kutane Vitamin-D-Synthese (i.d.R. durch unzureichende Sonnenlichtexposition)
    • Unzureichende Aufnahme (z.B. Vitamin-D-arme Diät, fehlende Prophylaxe)
    • Malabsorption (s.o.)
  • Störungen des Vitamin-D-Stoffwechsels:
    1. Mangelhafte 25-Hydroxylierung von Vitamin D in der Leber bei fortgeschrittenen Lebererkrankungen (selten)
    2. Beschleunigter Abbau von Vitamin D in der Leber durch medikamentöse CYP3A4-Enzym-Induktion (z.B. Carbamazepin, Phenytoin)
    3. Mangelhafte renale 1-Hydroxylierung von 25-(OH)D zu Calcitriol:
       1. Autosomal-rezessiv erblicher 1α-Hydroxylase-Defekt (Vitamin-D-abhängige Rachitis Typ 1)
       2. Erworbenes Defizit bei chronischer Nierenfunktionsstörung
    4. Calcitriol-Resistenz: Unwirksamkeit des Calcitriols infolge unterschiedlicher autosomal-rezessiv erblicher Defekte (Vitamin-D-abhängige
       Rachitis Typ 2)

Phosphopenische Formen:

• Definition: Mineralisationsstörung, die primär durch einen Phosphatmangel an der Mineralisationsfront (überwiegend infolge renaler Phosphatverluste) verursacht wird, wobei die Calciumspiegel meist normal sind
• Ursachen:
  • Renale Phosphatverluste: insb. im Rahmen tubulärer Nierenerkrankungen (z.B. Fanconi-Syndrom, renal tubuläre Azidose, Phosphatdiabetes)
  • Extrarenaler „echter” Phosphatmangel (selten):
    • Reduzierte intestinale Absorption (z.B. durch jahrelange Einnahme phosphatbindender Antazida)
    • Nutritives Phosphatdefizit (sehr selten → z.B. bei Frühgeborenen möglich)

 Merke

Die häufigste Form der Rachitis bzw. Osteomalazie ist die durch einen Vitamin-D-Mangel ausgelöste calcipenische Form.

Calcipenische Rachitis/Osteomalazie - Pathophysiologie: 

Calcipenische Formen sind durch eine unzureichende Bereitstellung von Calcium-Ionen an der Mineralisationsfront gekennzeichnet. In den meisten Fällen liegt die Ursache in einem Mangel oder einem Wirkverlust des Vitamin-D-Metaboliten Calcitriol. In der Folge kommt es zu einer verringerten intestinalen Calciumresorption und somit zu einem Calciummangel.

Die extrazelluläre Calciumkonzentration wird über den calciumsensitiven Rezeptor der Nebenschilddrüse gemessen. Sinkt der Spiegel auch nur geringfügig unter den individuellen Schwellenwert, steigt die PTH-Produktion kompensatorisch an. 

Dieser bei Calciummangel eintretende sekundäre Hyperparathyreoidismus hält den Serum-Calcium-Wert durch Steigerung der osteoklastischen Knochenresorption und Stimulation der Calcitriolproduktion über längere Zeit im Normbereich. Gleichzeitig kommt es jedoch auch zu einer gesteigerten renalen Phosphatexkretion. Der daraus resultierende Phosphatmangel senkt das Ca×P-Produkt und führt zur Hypomineralisation.

 Merke

Aktivierung des Calcitriolrezeptors↓ → Calciumresorption↓ → Hypokalzämie → Sekundärer Hyperparathyreoidismus → Knochenresorption↑ (Osteopenie) → Serum-Calcium↑, renale Phosphatverluste → Hypophosphatämie → Hypomineralisation

Osteomalazie

• Leitsymptom: generalisierte Skelettschmerzen
• Ggf. Skelettveränderungen (in schweren Fällen):
  • Deformitäten der Beinachsen: O-Beine (Genu varum) oder X-Beine (Genu valgum)
  • Coxa vara: Varisierung des Oberschenkelhalses
  • Kartenherzbecken: Abflachung des Beckens
• Proximale Muskelschwäche: pathologisches Gangbild (Watschelgang), Schwierigkeiten beim Aufstehen und Treppensteigen

Rachitis

Typische Skelettveränderungen:

• Schädel:
  • Kraniotabes: Erweichung des Hinterhaupts → Nachgeben der Schädelknochen bei Fingerdruck
  • Caput quadratum: unproportional großer Schädel mit plattem Hinterkopf (okzipitale Abflachung)
  • Verzögerter Fontanellenschluss
• Thorax:
  • Deformitäten des Brustkorbs:
    • Glockenthorax
    • Trichter- oder Kielbrust
    • Kyphose, Skoliose
  • Rachitis-Rosenkranz: Auftreibung der Knorpel-Knochen-Übergänge an den Rippen
  • Harrison-Furche: Einziehung der unteren Thoraxapertur
• Extremitäten/Gelenke:
  • Deformitäten der Beinachsen: O-Beine (Genu varum) oder X-Beine (Genu valgum)
  • Marfan-Zeichen: äußerlich sichtbare Auftreibung der Knorpel-Knochen-Grenzen an den Gelenken
• Klump-/Plattfußneigung

Weitere Symptome:

• Adynamie: Allgemeine Schwäche und Antriebslosigkeit
• Neuromuskuläre Störungen:
  • Motorische Entwicklungsverzögerung, Gehstörungen
  • Muskuläre Hypotonie: „Froschbauch“ (durch Hypotonie der Bauchmuskulatur)
  • Bei ausgeprägter Hypokalzämie: Herzrhythmusstörungen, hypokalzämische Tetanie, Krampfanfälle
• Erhöhte Infektanfälligkeit
• Unruhe, Reizbarkeit
• Verzögerte Dentition und Zahnschmelzdefekte, Gingivahyperplasie

Anamnese

• Leitsymptome: z.B. generalisierte Knochenschmerzen, Skelettveränderungen
• Erhebung von Risikofaktoren für eine Rachitis bzw. Osteomalazie:
  • Ernährungsgewohnheiten (z.B. Verzicht auf Milchprodukte)?
  • Unzureichende Sonnenlichtexposition (z.B. Bewohner im Altersheim, Verschleierung, Winterzeit)?
  • Phase mit erhöhtem Nährstoffbedarf (z.B. Säuglinge, Schwangerschaft)?
  • Vorliegen einer Malabsorptionsstörung (z.B. bei Zöliakie, Morbus Crohn, nach operativen Eingriffen etc.), einer Leber- oder Gallenwegserkrankung oder einer Nierenfunktionsstörung?
  • Einnahme von Medikamenten (z.B. Anfallssuppressiva)?
• Familienanamnese: Personen mit Rachitis oder Osteomalazie in der Familie (innerhalb einer Familie oft identische Risikofaktoren)?

Labor

• Wichtige laborchemische Biomarker:
  • Alkalische Phosphatase (AP)
  • Serum-Calcium
  • Serum-Phosphat
  • Parathormon (PTH):
    • Calcipenische Formen: PTH↑ (sekundärer Hyperparathyreoidismus)
    • Phosphopenische Formen: PTH i.d.R. normal
  • Vitamin-D-Metabolite:
    • Bei Vitamin-D-Mangel: 25-OH-Vitamin D↓
    • Vitamin-D-abhängige Rachitis Typ 1: 1,25-(OH)₂-D↓
    • Vitamin-D-abhängige Rachitis Typ 2: 1,25-(OH)₂-D↑

 Merke

• Bei allen Rachitisformen ist eine erhöhte Aktivität der alkalischen Phosphatase nachweisbar (Ausnahme: Hypophosphatasie → Serum-AP-Konzentration↓)
• Serumkonzentrationen von Phosphat und AP sollten anhand altersspezifischer Referenzwerte interpretiert werden
• Bei normwertiger PTH-Konzentration ist das Vorliegen einer calcipenischen Rachitis ausgeschlossen

 Info

Die Serum-Calcium-Konzentration unterliegt einer strengen homöostatischen Regulation. Bei calcipenischen Formen kompensiert ein sekundärer Hyperparathyreoidismus den Mangel lange Zeit, sodass die Calciumkonzentration sekundär durchaus wieder normal sein kann. Aus diesem Grund eignet sich die Bestimmung weder zur Diagnosestellung noch zur Einschätzung des Schweregrads calcipenischer Formen. 

Bildgebende Diagnostik

Konventionelles Röntgen:

• Erhöhte Strahlentransparenz aufgrund verminderter Knochendichte (Osteopenie)
• Verschmälerung der Kortikalis
• Unscharfe und/oder lückenhafte Knochengrenzen
• Looser-Umbauzonen (Pseudofrakturen): bandförmige Aufhellungen mit sklerotischen Rändern höherer Dichte; verlaufen meist senkrecht zur Kortikalis
• Knochendeformitäten und Beinachsenfehlstellungen
• Zusätzliche Röntgenzeichen bei Rachitis:
  • Verbreiterte Wachstumsfugen
  • Aufgetriebene, becherförmig verbreiterte und unscharf begrenzte Metaphysen

 Merke

Die Diagnose Rachitis kann anhand der charakteristischen radiologischen Veränderungen gestellt werden. Im Gegensatz dazu ist für die sichere Diagnosestellung der Osteomalazie eine Knochenbiopsie erforderlich. Die laborchemischen Veränderungen sind jedoch in beiden Fällen identisch.

• Tumorrachitis
• Crus varum congenitum (angeborene Unterschenkelpseudarthrose)
• Metaphysäre Chondrodysplasien
• Osteoporose

Vitamin-D-abhängige Rachitis und Osteomalazie:

• Hochdosierte Substitution von Vitamin D₃ und Calcium über mind. 12 Wochen:
  • Altersabhängige Dosierung
  • Laborkontrolle ca. 3-4 Wochen nach Behandlungsbeginn, um ggf. eine Dosisanpassung vorzunehmen, oder bei einem ausbleibenden Abfall von PTH die Behandlungsdiagnose zu überprüfen
• Bei hypokalzämischen Krämpfen bzw. Tetanie: intravenöse Verabreichung von Calciumgluconat
• Ggf. Behandlung der Grunderkrankung (z.B. bei Störungen des Vitamin-D-Stoffwechsels)
• Ggf. orthopädische Versorgung schwerer Skelettveränderungen 

 Info

Die Therapie anderer Formen von Rachitis bzw. Osteomalazie richtet sich immer nach der jeweiligen Ursache.

• Rachitisprophylaxe: Vitamin-D-Supplementation während des 1. Lebensjahres (Dosierung: mindestens 500 IE/Tag)
• Risikogruppen: bei Risikogruppen (chronische Erkrankungen, Personen mit dunklem Hautkolorit etc.) ist eine tägliche Vitamin-D-Supplementation von 1000 IE/Tag generell zu empfehlen