Arthrose und Bluthochdruck: Vasopressin beschleunigt Knorpelabbau

Arthrose galt lange als reine Verschleißerkrankung der Gelenke. Eine im Fachjournal Science veröffentlichte Studie eines südkoreanischen Forschungsteams um Prof. Ryu Je-hwang von der Chonnam National University und Prof. Jeon Jang-soo von der Inje University zeigt nun erstmals einen molekularen Mechanismus auf, über den Bluthochdruck den Knorpelabbau beschleunigt. Im Zentrum steht das Hormon Vasopressin, dessen Spiegel bei Hypertonie erhöht ist.

Der AVP-AVPR1A-Signalweg

Laut der in Science veröffentlichten Arbeit (DOI 10.1126/science.aed8207) bindet das bei Bluthochdruck vermehrt ausgeschüttete Hormon Vasopressin (AVP) an den Rezeptor AVPR1A auf Knorpelzellen. Dieser Rezeptor ist in gesundem Knorpel kaum nachweisbar, wird jedoch in gealtertem oder geschädigtem Knorpelgewebe stark hochreguliert.

Die Bindung von AVP an AVPR1A aktiviert nach Angaben der Studie katabole, also abbauende Signalwege im Knorpel und hemmt gleichzeitig anabole Prozesse, die normalerweise den Knorpelerhalt sichern.

Als zentraler Effektor dieses Mechanismus wurde der Transkriptionsfaktor NR4A3 identifiziert. Die Aktivierung des AVP-AVPR1A-Signalwegs erhöht demnach die Produktion der Matrix-Metalloproteinasen MMP3 und MMP13 und verringert gleichzeitig die Synthese von Typ-II-Kollagen und Agrigan – zwei zentralen Bausteinen funktionsfähigen Knorpelgewebes.

Tierversuche bestätigen den Zusammenhang

In zwei hypertensiven Mausmodellen verhinderte die genetische Deletion oder die pharmakologische Blockade von AVPR1A die durch Bluthochdruck ausgelöste Knorpeldegeneration. Auch Veränderungen des subchondralen Knochens, also des knöchernen Gewebes unterhalb des Knorpels, fielen in diesen Fällen geringer aus.

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Bemerkenswert ist dabei ein Detail aus den Mausmodellen: Hypertonie verstärkte den Knorpelverlust nur dann, wenn zusätzlich eine Gelenkverletzung vorlag – bei gesunden, unverletzten Gelenken blieb der Effekt aus.

Ein Wirkstoff namens Relcovaptan, der den AVP-AVPR1A-Signalweg blockiert, verringerte in den Tiermodellen die Gelenkschäden. Die Befunde stammen bislang ausschließlich aus Tier- und Zellversuchen; Humanstudien zu Sicherheit und Wirksamkeit stehen noch aus.

Bestätigung in großer Bevölkerungsstudie

Dass der im Labor gefundene Mechanismus auch beim Menschen relevant sein könnte, stützt eine Analyse der Korea National Health and Nutrition Examination Survey mit 36.820 Personen ab 45 Jahren.

Bei Bluthochdruck-Patienten zeigte sich demnach eine deutlich höhere Arthrose-Wahrscheinlichkeit, wobei der Zusammenhang bei Frauen und bei den schwersten Knieschäden besonders ausgeprägt war. Die Studie fand, dass Hypertonie unabhängig mit dem Auftreten von Arthrose assoziiert war – und dieser Zusammenhang bei fortgeschrittener Gelenkerkrankung noch stärker ausfiel.

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Konsequenzen für die Behandlung

Vasopressin wird im Hypophysenhinterlappen gebildet und reguliert normalerweise Wasserhaushalt und Blutdruck; bei Hypertonie steigt sein Spiegel im Blut an. Prof. Ryu Je-hwang empfiehlt vor diesem Hintergrund, bei Arthrose-Patienten künftig auch systemische Erkrankungen wie Bluthochdruck mitzubehandeln.

Die Studie stütze das Konzept einer „Gehirn-Gelenk-Achse" und stelle die Vorstellung von Arthrose als reiner Gelenkerkrankung infrage. Das Forschungsteam kündigte präklinische Untersuchungen sowie die Entwicklung einer grundlegenden, auf den AVP-Signalweg abzielenden Therapie an.

Das südkoreanische Ministerium für Wissenschaft und IKT meldete die Ergebnisse; Kim Sung-soo, Leiter der Abteilung für Forschungs- und Entwicklungspolitik des Ministeriums, bezeichnete die Grundlagenforschung als Ausgangspunkt für die Entwicklung neuer Therapien.

Einordnung durch unabhängige Fachleute

In einer begleitenden Perspektive in Science (Vol. 394, Issue 6819, S. 30–31, DOI 10.1126/science.ael3784) ordnen Chunyi Wen und Man Ting Au von der Hong Kong Polytechnic University Arthrose als Ganzgelenk-Erkrankung ein, die Knorpelabbau, Knochenveränderungen und eine niedriggradige Synovitis umfasst.

Die Behandlung sei seit den 1990er Jahren im Wesentlichen unverändert geblieben und stütze sich weiterhin auf NSAR sowie Hyaluronsäure- und Kortikosteroid-Injektionen. Die neue Studie beschreibe mit der „Gehirn-Gelenk-Achse" einen Mechanismus, der Arthrose mit Bluthochdruck als Bestandteil des metabolischen Syndroms verknüpft.

Weltweit sind laut der Studie fast 600 Millionen Menschen von Arthrose betroffen. Angesichts dieser Größenordnung könnte ein besseres Verständnis der Verbindung zwischen Blutdruck und Gelenkgesundheit langfristig neue Ansatzpunkte für Behandlungsstrategien eröffnen – auch wenn der Weg von den Tiermodellen bis zu einer zugelassenen Therapie beim Menschen noch weit ist.

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