Eigenschaften
Die Hyaluronsäure (HS) ist ein natürlicher Bestandteil des Bindegewebes bei Mensch und Tieren und ist bei allen Spezies chemisch identisch. Die höchsten Konzentrationen kommen in der Synovia, im Gelenksknorpel, dem Glaskörper und im Nabelstrang vor (Ungemach 2003a). In der Synovia ist HS das grösste Makromolekül (Tulamo 1996a). Die Oberflächen von Gelenksknorpel sind mit einer dünnen Schicht eines Hyaluronsäure-Proteinkomplexes überzogen. HS dient im Gelenk zur Pufferung, Schmierung der Gelenksflächen, sowie der Reduktion des Influxes von Proteinen und Zellen ins Gelenk (Auer 1980a). Substanzen wie HS, Chondroitinsulfat, sulfatierte Glycosaminoglycane und Knorpelextrakte werden summarisch Chondroprotektiva genannt (Ungemach 2003a).Pharmakologie der Hyaluronsäure
Es gibt Hinweise darauf, dass intraartikulär applizierte, viscoelastische HS die folgenden pharmakologischen Effekte induziert:| - | verbesserte Gleitfähigkeit der synovialen Strukturen (Evanich 2001a) |
| - | Verbesserung der Qualität und Schutz der Proteoglykanmatrix des Knorpels (Evanich 2001a), u.a. durch: |
| - | Reduktion von schädlichen Metalloproteasen (Homandberg 1997a; Larsen 1992b) |
| - | Reduktion der Chemotaxis und Proliferation von Entzündungszellen (Tamoto 1993a; Forrester 1981a; Larsen 1992b; Ghosh 1994a; Anastassiades 1984a) |
| - | reduzierte Freisetzung von Entzündungsmediatioren, wie z.B. Prostaglandin E2, Leukotriene, Interleukin-1β, tumor necrosis factor α (TNF-α) sowie Stickstoffmonoxid (NO) durch Entzündungszellen (Kawcak 1997a; Takahashi 2001a; Comer 1996a; Hirota 1998a; Akatsuka 1993a; Yasui 1992a) |
| - | Abfangen von freien Radikalen (z.B. Sauerstoffradikale) (Ghosh 1994a; Larsen 1992b; Sato 1988a; Presti 1994a) |
| - | reduzierte Glycosaminoglycan-Freisetzung aus der Knorpelmatrix (Abatangelo 1989a) |
| - | Die Administration von Hyaluronsäure in-vitro führte zur vermehrten Syntese von Proteoglykanen in Knorpelzellen von Pferden (Frean 1999a) und Kaninchen (Hulmes 2004a; Kawasaki 1999a). |
| - | Reduktion neuronaler Impulse durch elastovisköse Effekte auf die Schmerzrezeptoren im Gelenk (Pozo 1997a) |
| - | vermehrte HS-Freisetzung aus Synoviozyten (Smith 1987c) |
| - | Verbesserung der Struktur des Gelenksknorpels bezüglich Kompaktheit und Dicke der Knorpelschicht (Guidolin 2001a) |
| - | verminderte Anzahl von Makrophagen, Lymphozyten und Mastzellen sowie eine Vermehrung der Synoviozyten und Fibroblasten in der Synovialmembran (Pasquali Ronchetti 2001a) |
Wirkungsmechanismus nach intraartikulärer Injektion
Es wurde beobachtet, dass in der Synovialflüssigkeit von Menschen, die an Osteoarthritis leiden, die Konzentration hochmolekularer Hyaluronsäure (HS) vermindert ist (Evanich 2001a; Castor 1966a; Balazs 1967a). Es stellte sich heraus, dass dieser Sachverhalt auch für Rennpferde mit traumatischer Arthritis gilt (Hilbert 1984a). Die beobachtete Reduktion der Viskosität wurde mit der Depolymerisation von Hyaluronsäuremolekülen und dem Verdünnungseffekt des entzündungsbedingten Gelenkergusses assoziiert (Dahl 1985a; Balazs 1967a; Lindholm 1996a). Es wurde darauf die Hypothese formuliert, dass intraartikuläre Injektionen von Hyaluronsäure die Funktion derart veränderter Gelenke verbessern würde. In zahlreichen klinischen Versuchen wurde aufgezeigt, dass HS ein positiver Effekt auf die Strukturen im Gelenk aufweist und zu einer klinischen Verbesserung der Symptome einer Arthritis führen kann (Hulmes 2004a; Guidolin 2001a; Asheim 1976a; Rose 1979b; Auer 1980a; Forrester 1981a; Tamoto 1993a).HS reduziert die Freisetzung von lysosomalen Enzymen, Zytokinen und Proteoglykanen in die Synovia (Takahashi 2001a; Comer 1996a; Hirota 1998a; Akatsuka 1993a; Yasui 1992a). Es konnte zudem gezeigt werden, dass HS die Mobilität von Lymphozyten (Darzynkiewicz 1971a) und polymorphkernigen Leukozyen (Partsch 1989a) reduziert. Es wird postuliert, dass dieser in-vitro beobachtete Effekt zu einer verminderten Auswanderung der Entzündungszellen aus den Kapillaren in das Gelenk führt (Yarbrough 2003a). Der durch die intraartikuläre Entzündung entstehende und für den Gelenksknorpel folgenschwere degenerative Prozess wird somit vermindert.
Durch Substitution von HS wird zusätzlich versucht, die Gleitfähigkeit bzw. den "Schmiereffekt" der Gelenkflächen zu verbessern und damit die Regeneration der geschädigten Knorpeloberfläche zu unterstützen (Auer 1980a; Yarbrough 2003a).
In stark entzündeten Gelenken ist die Konzentration und das Molekulargewicht der HS reduziert (Evanich 2001a). Zudem wird intraartikulär applizierte, hochmolekulare Hyaluronsäure (höheres Molekulargewicht) schnell in die niedermolekulare Form gespalten. Die niedermolekulare Form der HS kann jedoch eine Entzündung induzieren, in dem sie die Neubildung von Gefässen und den Influx von Leukozyten ins Gelenk stimuliert, und dadurch die Bildung von Metalloproteasen fördert. Somit wird der Einsatz von HS in stark entzündeten Gelenken von Yarbrough nur in Kombination mit Glukokortikoiden oder nichtsteroidalen Entzündungshemmern empfohlen (Yarbrough 2003a).
Wirkungsmechanismus nach intravenöser Injektion
Der exakte Wirkungsmechanismus nach der intravenösen Applikation von HS ist nicht genau bekannt. Die parenterale Verabreichung von Hyaluronsäure wird an einer Stelle als pharmakologisch wenig sinnvoll deklariert (Ungemach 2003a).Die i.v. Applikation von HS an Pferde mit osteochondralen Fragmenten (Chips) im Karpalgelenk führte laut einer Studie zu signifikant tieferen Protein- und Prostaglandin E2-Konzentrationen in der Synovia. Die Pferde waren subjektiv weniger lahm und die histologische Untersuchung der Synovialmebran ergab eine signifikant reduzierte Anzahl von Entzündungszellen sowie eine reduzierte Vaskularisation. Aufgrund dieser Resultate wurde vorgeschlagen, dass HS nach der i.v. Applikation auf der Ebene der sehr gut durchbluteten Synovialmembran wirkt, da hier nach der Behandlung die deutlichsten Veränderungen zu beobachten waren (Kawcak 1997a).
Die i.v. Behandlung von Windhunden (Greyhounds) mit Hyaluronat aufgrund von Synovitis oder Osteoarthritis führte laut Gannon zu guten klinischen Resultaten. Der exakte Wirkungsmechanismus wurde nicht erläutert (Gannon 1998a).
Klinische Relevanz der Hyaluronsäure
Der klinische Erfolg einer intraartikulären Behndlung mit HS ist schwer abzuschätzen. Eine Verbesserung der klinischen Symptome kann z.B. auch auf die Entnahme der vermehrten Synovia im entzündeten Gelenk und im Fall von Pferden auf die Boxenruhe während der Therapie zurückgeführt werden (Gaustad 1995a). Aufgrund der Gefahr einer septischen Arthritis nach der intraartikulären Injektion wird an einer Stelle von einem für diese Therapieform negativen Nutzen-Risiko-Verhältnis gesprochen (Ungemach 2003a).Aus humanmedizinischen Studien ist jedoch zu entnehmen, dass es nach wiederholten intraartikulären HS Injektionen durchaus zu einer Verbesserung der klinischen Symptome der Osteoarthritis kommen kann (Altman 1998a; Guidolin 2001a; Pasquali Ronchetti 2001a; Tasciotaoglu 2003a; Huskisson 1999a; Roman 2000a; Evanich 2001a; Dougados 1993a; Goorman 2000a). Zudem wird beschrieben, dass die Therapie mit HS bei Hunden und Pferden zu reduziertem Gelenkserguss und klinischer Verbesserung der Lahmheit führt (Hellstrom 2003a; Gannon 1998a; Gaustad 1995a; Yarbrough 2003a). Somit liegen zahlreiche Berichte vor, die, unter der Voraussetzung einer nach lege artis durchgeführten intraartikulären Injektion, einen positiven therapeutischen Nutzen dieser Behandlung postulieren (Moreland 2003a).
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