Arthroseentwicklung in der modernen Welt
Knieschmerzen

Arthroseentwicklung in der modernen Welt

Review

In unserer modernen Welt steigt die Prävalenz der Arthrose weiter an, und dies aus Gründen, die bisher nicht vollständig geklärt sind. Im vorliegenden Übersichtsbeitrag versuchen die Autoren, die Arthrose als eine – unter evolutionären Aspekten – sog. Mismatch-Krankheit (Erkrankung aufgrund einer „Fehlanpassung“) zu interpretieren. Mismatch-Krankheiten sind solche Krankheiten, die heute viel häufiger auftreten als in der Vergangenheit. Gründe dafür sind Gene, die von frühen bzw. frühgeschichtlichen Generationen an uns weitergegeben wurden und die nur unzureichend oder unzulänglich an die modernen Umweltbedingungen angepasst wurden.

Hierbei treten vier wichtige Umweltfaktoren in der Arthrosepathogenese in den Vordergrund, die sich in den vergangenen 50 Jahren manifestiert haben: 1. Adipositas, 2. metabolisches Syndrom, 3. Veränderungen im Ernährungsverhalten und 4. mangelnde körperliche Aktivität. Da es noch keine Heilung der Arthrose gibt, sind Präventionsstrategien erforderlich, welche sich auf die modifizierbaren Umweltfaktoren richten, um einen weiteren Anstieg in der Arthroseprävalenz einzudämmen.

Modifiziert nach Berenbaum F, et al. 2018.

Ergebnisse

Während die Menschen über 200.000 Jahre lang Jäger und Sammler waren, hat sich ein großer Teil der menschlichen Bevölkerung in den letzten 12.000 Jahren von dieser Gruppe mit großer körperlicher Aktivität, die hauptsächlich wild wachsende Pflanzen und Tiere verzehrte, zu sesshaften Bauern entwickelt, die sich von Getreide aus der neu aufkommenden Landwirtschaft und Haustieren ernährten.

Folgen dieser Umstellung waren:

- geringere körperliche Aktivität und Aufnahme stärker verarbeiteter Lebensmittel,
- dauerhafte positive Energiebilanz mit daraus folgender Adipositas und chronischer geringgradiger Entzündung, was wiederum zur Insulinresistenz führte.

Speziell im Hinblick auf die Arthrose, die gleichfalls von den Autoren des Beitrags als „Mismatch-Krankheit“ identifiziert wurde (s. Schema oben) ergeben sich zwei wesentliche begünstigende Faktoren für die Pathogenese der Arthrose: die Mechaflammation (hoher mechanischer Stress) und die Metaflammation (metabolischer Stress aufgrund der positiven Energiebilanz).

Prozess der Mechaflammation: Als primäre Folge einer Überbelastung des Knorpels ergeben sich Schäden vor allem an der Knorpelmatrix (Kollagenfasern und Proteoglykane). Der Knorpelabbau führt ebenfalls zur Stimulation von Abbauenzymen, sog. Metalloproteinasen, die von den Knorpelzellen gebildet werden. Danach kommt es zu innerzellulären Signalwegen, welche sich proinflammatorisch und katabol auswirken. Matrixfragmente, die in die Gelenkhöhle gelangen, rufen Reaktionen der Synoviozyten und Makrophagen hervor, wodurch – wie in einem typischen Circulus vitiosus – weitere Entzündungsmediatoren freigesetzt werden.

Prozess der Metaflammation: Mechanische Faktoren sind nicht die einzigen begünstigenden Faktoren für die Arthrose bei Adipositas, vielmehr kommt es zur Beteiligung komplexer Wechselwirkungen zwischen mechanischen und systemischen Faktoren. Vom Fettgewebe werden Zytokine (auch sog. Adipokine) gebildet und in den Kreislauf abgegeben, welche eine chronische geringgradige Entzündung, die sog. Metaflammation, hervorrufen. An diese Entzündung ist der Körper nicht gut angepasst.

Hintergrund

Das Konzept der sog. Mismatch-Krankheiten, die aufgrund einer evolutionären „Fehlanpassung“ auftreten, basiert auf zwei Grundprinzipen: der Theorie der Anpassung und der Tatsache, dass sich die Wechselwirkung zwischen Erbgut und Umwelt in einem konstanten Fluss befinden.

Prinzipiell sind alle Organismen an die Umwelt ihrer Vorfahren angepasst, bestimmt durch die frühgeschichtliche Ernährung und besondere Form (Intensität) der körperlichen Aktivität. Bei Umweltveränderungen passen frühe Gene, die sich einmal durch natürliche Selektion als optimal herausgebildet haben, nicht mehr zu den Merkmalen der geänderten Umwelt. Schließlich entwickeln Menschen aufgrund solcher Fehlanpassung eine erhöhte Anfälligkeit gegenüber Krankheiten, die in früheren Generationen selten oder gänzlich unbekannt waren.

 

Quelle
Berenbaum F, Wallace IJ, Lieberman DE, et al. Modern-day environmental factors in the pathogenesis of osteoarthritis. Nat Rev Rheumatol 2018;14(11):674–81.

Bild: © motortion – Fotolia.com

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