Biochemische Marker des Knochenumbaus und von Knochenerkrankungen

Autor: Otari Nergadze | Aktualisiert: Januar 2026

Ein kurzer Leitfaden für Patienten: Knochenumbaumarker verstehen

  • Das "Aktivitätsniveau" Ihrer Knochen: Stellen Sie sich vor, Ihre Knochen haben einen "Bautrupp" (Osteoblasten), der neuen Knochen aufbaut, und einen "Abriss-Trupp" (Osteoklasten), der alten Knochen entfernt. Knochenumbaumarker sind Blut- oder Urintests, die messen, wie aktiv diese beiden Trupps sind.
  • Warum werden sie getestet? Der Hauptgrund ist, um zu sehen, wie gut Osteoporose-Medikamente wirken. Diese Tests können ein Ansprechen auf die Behandlung viel schneller (innerhalb von 3-6 Monaten) anzeigen als eine Knochendichtemessung (die 1-2 Jahre dauern kann).
  • Risikovorhersage: Hohe Werte von "Abbau"-Markern können manchmal auf ein höheres Frakturrisiko in naher Zukunft hinweisen und Ihrem Arzt bei der Entscheidung helfen, ob eine Behandlung erforderlich ist.
  • Nicht zur Diagnose: Diese Tests werden nicht zur Diagnose von Osteoporose verwendet. Eine Knochendichtemessung (BMD oder DXA) ist dafür der Goldstandard. Knochenumbaumarker liefern ergänzende Informationen über die aktuelle Stoffwechselaktivität Ihrer Knochen.

Übersicht über Knochenumbaumarker

Biochemische Marker des Knochenumbaus (auch Knochenremodellierungsmarker genannt) sind Substanzen, die während des Prozesses des Knochenaufbaus (durch Osteoblasten) und des Knochenabbaus (durch Osteoklasten) ins Blut abgegeben oder im Urin ausgeschieden werden. Knochen ist ein dynamisches Gewebe, das ständig diesen Umbauzyklus durchläuft, um die Skelettintegrität und die Mineralhomöostase aufrechtzuerhalten.

Die Messung dieser Marker liefert eine Momentaufnahme der aktuellen Rate des Knochenumbaus im gesamten Skelett. Diese Informationen ergänzen die Messungen der Knochenmineraldichte (BMD), indem sie die dynamische Aktivität der Knochenzellen widerspiegeln. Dies kann nützlich sein, um die Pathogenese von Skeletterkrankungen zu verstehen, das Frakturrisiko zu beurteilen und das Ansprechen auf eine Therapie zu überwachen, insbesondere bei Erkrankungen wie Osteoporose und Morbus Paget.

Diese Marker werden grob in Marker unterteilt, die den Knochenaufbau (Osteoblastenaktivität) widerspiegeln, und Marker, die den Knochenabbau (Osteoklastenaktivität) widerspiegeln.

Osteoporose ist besonders bei älteren Frauen häufig. Zu den wichtigsten Risikofaktoren gehören: niedriges Körpergewicht, Osteoporose in der Familienanamnese, Einnahme bestimmter Medikamente, weiße oder asiatische Abstammung und eine geringe Knochendichte.

Der Knochenumbauprozess (Remodelling)

Der Knochenumbau ist ein kontinuierlicher Zyklus, der die Entfernung von altem oder beschädigtem Knochen durch Osteoklasten und die anschließende Bildung von neuem Knochen durch Osteoblasten an derselben Stelle umfasst. Dieser Prozess repariert Mikroschäden, passt die Knochenstruktur an mechanische Belastungen an und reguliert die Calciumhomöostase. Der Zyklus umfasst die Aktivierung von Umbaustellen, die Resorption von Knochen durch Osteoklasten, eine Umkehrphase, die Bildung neuer Knochenmatrix (Osteoid) durch Osteoblasten und schließlich die Mineralisierung des Osteoids.

Klinische Anwendungen von Knochenumbaumarkern

Knochenumbaumarker (BTMs) haben mehrere klinische Anwendungen:

  • Überwachung der Osteoporose-Behandlung: BTMs verändern sich als Reaktion auf eine Therapie viel schneller als die BMD. Ein signifikanter Rückgang der Resorptionsmarker (z. B. CTX, NTX) innerhalb von 3-6 Monaten bestätigt die Einhaltung und Wirksamkeit von antiresorptiven Medikamenten (wie Bisphosphonaten). Ein Anstieg der Aufbaumarker (z. B. PINP) zeigt das Ansprechen auf anabole Medikamente (wie Teriparatid).
  • Beurteilung des Frakturrisikos: Hohe Werte von Resorptionsmarkern können auf ein erhöhtes Frakturrisiko hinweisen, manchmal unabhängig von der BMD, und helfen bei der Steuerung von Behandlungsentscheidungen.
  • Diagnose und Überwachung von Morbus Paget: Deutlich erhöhte Aufbau- (BSAP) und Abbau-Marker (NTX/CTX) spiegeln den für diese Krankheit charakteristischen hohen Umsatz wider und werden zur Überwachung des Ansprechens auf die Behandlung verwendet.
  • Beurteilung anderer metabolischer Knochenerkrankungen: Können Einblicke in Erkrankungen wie Hyperparathyreoidismus, Osteomalazie, renale Osteodystrophie und Knochenmetastasen geben.
  • Forschung: Untersuchung der Knochenphysiologie und der Wirkungen neuer Medikamente.

BTMs werden im Allgemeinen nicht für die Erstdiagnose von Osteoporose verwendet.

Spezifische Knochenumbaumarker

Knochenaufbaumarker

Diese spiegeln die Osteoblastenaktivität wider.

Knochenaufbaumarker
Marker
Quelle & Spezifität
Metabolismus/Ausscheidung
Knochenspezifische alkalische Phosphatase (BSAP / B-ALP) Isoenzym, das von Osteoblasten produziert wird; an der Mineralisierung beteiligt. Die Werte korrelieren mit der Knochenaufbaurate. Hochgradig knochenspezifisch. Wird über die Leber abgebaut.
Osteocalcin (OC)
(Knochen-Gla-Protein - BGP)		 Vitamin-K-abhängiges Protein, das von Osteoblasten gebildet wird; wird in die Matrix eingebaut, ein Teil gelangt ins Blut. Spiegelt die spätere Osteoblastenaktivität wider. Knochenspezifisch. Wird über die Nieren ausgeschieden; die Werte werden durch die Nierenfunktion beeinflusst. Zirkuliert in intakter und fragmentierter Form.
Prokollagen-Typ-I-Propeptide
(PINP & PICP)		 N-terminale (PINP) und C-terminale (PICP) Peptide, die während der Typ-I-Kollagensynthese (Hauptknochenprotein) vom Prokollagen abgespalten werden. Spiegeln die Kollagenproduktionsrate wider. PINP gilt als knochenspezifischer. Wird hauptsächlich über die Leber abgebaut. PINP wird weniger von der Nierenfunktion beeinflusst als OC.

Klinische Bedeutung (Aufbaumarker):

  • BSAP: Erhöht während des Wachstums, der Frakturheilung, bei Morbus Paget, Hyperparathyreoidismus, Osteomalazie, einigen Knochentumoren/-metastasen, Rachitis. Muss von der Leber-ALP unterschieden werden.
  • Osteocalcin (OC): Erhöht bei Zuständen mit hohem Umsatz (Morbus Paget, Hyperthyreose, chronische Niereninsuffizienz aufgrund verringerter Clearance). Verringert bei Glukokortikoiden, Hypothyreose, Hypoparathyreoidismus. Die Werte werden durch Alter, Nierenfunktion und zirkadianen Rhythmus beeinflusst.
    • Faktoren, die den Osteocalcin-Spiegel beeinflussen
    Erhöhen OC
    Senken OC
    • Alter (Postmenopausale Frauen 50-60 Jahre)
    • Pubertät / Wachstumsschub
    • Menstruationszyklus (Lutealphase)
    • Stillzeit
    • Nachts
    • Morbus Paget
    • Hyperthyreose (Schilddrüsenüberfunktion)
    • Chronisches Nierenversagen (chronische Niereninsuffizienz)
    • Osteomalazie
    • Knochenmetastasen (einige Arten)
    • Antikonvulsiva
    • Erhöhte Wachstumshormonspiegel (Akromegalie)
    • Alter (Generell niedriger vor der Pubertät/bei jungen Erwachsenen)
    • Schwangerschaft
    • Früher Morgen
    • Sommerzeit (kann mit Vit D zusammenhängen)
    • Wachstumshormonmangel
    • Hypothyreose (Schilddrüsenunterfunktion)
    • Hypoparathyreoidismus
    • Östrogentherapie
    • Glukokortikoidtherapie
    • Calcitonintherapie
    • Immobilisation

  • PINP: Empfohlener Referenzmarker für den Knochenaufbau. Spiegelt die Kollagensynthese wider. Erhöht bei Zuständen mit hohem Umsatz. Weniger beeinflusst durch Nierenfunktion oder Tageszeit als OC.

Knochenabbaumarker

Diese spiegeln die Osteoklastenaktivität und den Abbau der Knochenmatrix wider.

Knochenabbaumarker
Marker
Quelle & Spezifität
Metabolismus/Ausscheidung
Pyridinium-Crosslinks
(Pyridinolin - PYD, Desoxypyridinolin - DPD)		 Reife Kollagen-Crosslinks, die beim Matrixabbau freigesetzt werden. DPD ist knochenspezifischer als PYD (das auch im Knorpel vorkommt). Werden unverändert im Urin ausgeschieden. Gemessen im Urin.
Kollagen-Typ-I-Telopeptide
(CTX & NTX)		 Fragmente vom C-Terminus (CTX) oder N-Terminus (NTX) von Typ-I-Kollagen, die von Osteoklasten freigesetzt werden. Gelten als spezifisch für die Knochenresorption. Werden primär über die Nieren ausgeschieden; die Werte werden durch die Nierenfunktion beeinflusst. Gemessen im Serum (CTX bevorzugt) oder Urin (NTX häufig).
Tartratresistente saure Phosphatase (TRACP 5b) Isoform 5b, die spezifisch von aktiven Osteoklasten (auch einigen Makrophagen) sezerniert wird. Direkter Marker für Osteoklastenaktivität/-anzahl. Wird aus dem Kreislauf entfernt. Gemessen im Serum. Weniger abhängig von der Nierenfunktion.
Hydroxyprolin (OHP) Aminosäure, die reichlich in Kollagen (allen Typen) vorkommt. Wird sowohl beim Aufbau (Prokollagenabbau) als auch beim Abbau freigesetzt. Nicht knochenspezifisch. Hoher Einfluss durch die Ernährung. Wird hauptsächlich über die Leber metabolisiert; ein kleiner Teil wird im Urin ausgeschieden. Gemessen im Urin.

Klinische Bedeutung (Abbaumarker):

  • PYD & DPD: Erhöht nach der Menopause, bei Morbus Paget, Hyperthyreose, Hyperparathyreoidismus, Osteoporose. DPD wird wegen der Knochenspezifität bevorzugt. Urinmessung heute seltener.
  • CTX & NTX: Empfohlene Referenzmarker für die Resorption (Serum-CTX bevorzugt). Steigen nach der Menopause und bei Zuständen mit hohem Umsatz an. Sinken schnell unter antiresorptiver Therapie (innerhalb von Monaten). Beeinflusst durch Nahrungsaufnahme (insbesondere CTX) und zirkadianen Rhythmus (am höchsten am frühen Morgen) - nüchterne Morgenprobe für Serum-CTX erforderlich. Beeinflusst durch die Nierenfunktion. Hohe Werte sind mit einem erhöhten Frakturrisiko verbunden.
  • TRACP 5b: Spiegelt die Osteoklastenaktivität wider. Weniger beeinflusst durch Nierenfunktion/zirkadianen Rhythmus. Nützlich bei Morbus Paget, Knochenmetastasen, Myelom, High-Turnover-Osteoporose. Die Aktivität steigt bei den zuvor genannten Erkrankungen.
  • OHP: Weitgehend obsolet aufgrund mangelnder Spezifität und diätetischer Einflüsse (erfordert spezielle Diät). Spiegelt den gesamten Kollagenumsatz wider.

Klinische Erkrankungen, die mit Veränderungen der Serum-TRACP-5b-Aktivität einhergehen
Erkrankung
Typische Veränderung (+++=Deutlicher Anstieg, ++=Moderat, +=Leicht, -=Rückgang)
Anstieg
- Knochenmetastasen / Multiples Myelom+++ / +
- Osteomalazie+++
- Morbus Paget++
- Primärer Hyperparathyreoidismus++
- Osteoporose (High-Turnover)+
- Hyperthyreose+
- Morbus Cushing/Cushing-Syndrom++
- Haarzellleukämie / Morbus Gaucher++
Rückgang
- Hypothyreose-
- Hypoparathyreoidismus-
- Antiresorptive Therapie (Bisphosphonate, Denosumab)--

Interpretation & prognostische Bedeutung

Wichtige Punkte zur Interpretation von BTMs:

  1. Referenzpopulation: Die Ergebnisse werden oft mit Referenzbereichen von gesunden, prämenopausalen Frauen (ca. 30-45 Jahre) verglichen. Alters- und geschlechtsspezifische Bereiche sollten verwendet werden, wenn verfügbar.
  2. Frakturrisiko: Erhöhte Werte von Knochenabbaumarkern (z. B. CTX oder NTX > 1-2 Standardabweichungen über dem Mittelwert für prämenopausale Frauen) weisen auf einen erhöhten Knochenumsatz hin und sind mit einem höheren Risiko für osteoporotische Frakturen verbunden, was zusätzliche Informationen über die BMD hinaus liefert.
  3. Überwachung der Therapie: Die Hauptanwendung ist die Überwachung des Ansprechens. Die erwartete Veränderung hängt vom Medikamententyp ab (Rückgang bei Antiresorptiva, Anstieg bei Anabolika). Das Ausmaß der Veränderung, das als signifikant angesehen wird (Least Significant Change, LSC), variiert je nach Marker und Labor, liegt aber im Allgemeinen bei etwa 25-30 %. Die Überwachung hilft bei der Beurteilung von Therapietreue und Wirksamkeit.
  4. Differentialdiagnose: Sehr hohe BTM-Werte (>3-fache der oberen Normgrenze) bei Verdacht auf Osteoporose sollten eine Untersuchung auf andere Grunderkrankungen wie Morbus Paget, Hyperparathyreoidismus oder bösartige Erkrankungen mit Knochenbeteiligung veranlassen.

Die Beurteilung der Beziehung zwischen Aufbau- und Abbaumarkern hilft, das allgemeine Gleichgewicht des Knochenumbaus zu verstehen.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Meine Knochendichtemessung (DXA) ist stabil, aber mein Arzt hat einen Knochenumbaumarker-Test angeordnet. Warum?

Stellen Sie sich einen DXA-Scan wie ein Foto der Struktur Ihres Knochens vor – er zeigt das Ergebnis der Knochenaktivität über Jahre hinweg. Ein Knochenumbaumarker-Test ist eher wie ein Video – er zeigt die *aktuelle* Aktivität Ihrer knochenaufbauenden und knochenabbauenden Zellen. Wenn die 'Abbau'-Marker hoch sind, könnte dies eine Frühwarnung sein, dass Sie einem Risiko für zukünftigen Knochenverlust ausgesetzt sind, selbst wenn Ihre DXA derzeit stabil ist. Es hilft Ihrem Arzt, den dynamischen Prozess zu verstehen, der gerade in Ihren Knochen abläuft.

Ich habe gerade ein neues Osteoporose-Medikament begonnen. Wie schnell kann ein Knochenmarker-Test zeigen, ob es wirkt?

Dies ist der Hauptvorteil dieser Tests. Wenn Sie mit einem antiresorptiven Medikament (wie einem Bisphosphonat) begonnen haben, sollte ein Knochenabbaumarker wie CTX innerhalb von 3 bis 6 Monaten einen signifikanten Rückgang zeigen. Wenn Sie mit einem anabolen (knochenaufbauenden) Medikament begonnen haben, sollte ein Aufbaumarker wie PINP im gleichen Zeitraum ansteigen. Dies ist viel schneller, als 1 bis 2 Jahre auf einen Follow-up-DXA-Scan zu warten, um eine Veränderung zu sehen.

Warum muss mir für diesen Test morgens nüchtern Blut abgenommen werden?

Der Knochenumbau hat einen natürlichen Tagesrhythmus (zirkadianer Rhythmus) und wird auch durch das Essen beeinflusst. Die Aktivität Ihrer 'Abbau'-Zellen (Osteoklasten) ist über Nacht und am frühen Morgen am höchsten. Um ein konsistentes und zuverlässiges Ergebnis zu erhalten, das im Laufe der Zeit verglichen werden kann, ist es wichtig, die Entnahme zu standardisieren. Eine nüchterne Morgenprobe stellt sicher, dass die Messung auf dem Höhepunkt durchgeführt wird und nicht durch eine kürzliche Mahlzeit beeinflusst wird.

Testverfahren

  • Probenart: Serum oder Plasma für die meisten Marker (BSAP, OC, PINP, CTX, TRACP 5b); Urin (zweiter Morgenurin bevorzugt oder seltener 24-Stunden-Sammelurin) für Crosslinks (PYD, DPD), NTX, OHP.
  • Patientenvorbereitung:
    • Fasten/Zeitpunkt: Entscheidend für die Serum-Resorptionsmarker CTX und NTX aufgrund des signifikanten zirkadianen Rhythmus und der Nahrungseffekte - Entnahme einer nüchternen Probe (über Nacht gefastet) am Morgen (z. B. vor 10 Uhr). Nüchterne Morgenproben werden oft auch für PINP und OC bevorzugt, um die Variabilität zu minimieren. BSAP und TRACP 5b werden weniger durch Fasten/Tageszeit beeinflusst.
    • Ernährung: Spezielle kollagenarme Diät nur für Hydroxyprolin im Urin erforderlich.
    • Sonstiges: Vermeiden Sie vor dem Test anstrengende körperliche Betätigung. Achten Sie auf einheitliche Zeitpunkte für serielle Proben.
  • Entnahme & Handhabung: Standard-Venenpunktion für Blut. Befolgen Sie die Laboranweisungen für die Urinsammlung und -konservierung. Einige Marker erfordern eine spezielle Handhabung (z. B. sofortige Trennung, Einfrieren).
  • Analyse: Primär automatisierte Immunoassays (ELISA, CLIA, ECLIA).

Einschränkungen

  • Variabilität: Signifikante intraindividuelle (zirkadianer Rhythmus, Ernährung, Bewegung, Jahreszeit, Menstruationszyklus) und interindividuelle Variabilität. Es besteht eine analytische Variabilität zwischen Assays/Laboren.
  • Mangelnde Standardisierung: Obwohl sie sich verbessert, bleibt die Standardisierung über verschiedene Assays hinweg für einige Marker eine Herausforderung.
  • Einfluss von Komorbiditäten: Die Nierenfunktion beeinflusst die Spiegel der renal ausgeschiedenen Marker (OC, CTX, NTX, Crosslinks) erheblich. Die Leberfunktion beeinflusst BSAP und PINP. Der Schilddrüsen- und Nebenschilddrüsenstatus beeinflusst die meisten Marker.
  • Kürzliche Frakturen: Erhöhen die BTM-Werte für mehrere Monate.
  • Überschneidung: Signifikante Überschneidung der Werte zwischen gesunden Personen und solchen mit Osteoporose.
  • Nicht allein zur Diagnose: BTMs ergänzen, ersetzen aber nicht die BMD-Messung und die klinische Beurteilung zur Osteoporose-Diagnose.

Fachärztliche Beratung ist unerlässlich

Diese Informationen dienen zu Bildungszwecken. Knochenumbaumarker sind spezielle Tests, die von einem medizinischen Fachpersonal, das mit metabolischen Knochenerkrankungen vertraut ist, im Kontext Ihrer allgemeinen Gesundheit und anderer diagnostischer Tests wie einer Knochendichtemessung interpretiert werden müssen.

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Referenzen

  1. International Osteoporosis Foundation (IOF) and International Federation of Clinical Chemistry and Laboratory Medicine (IFCC) Working Group on Bone Marker Standards. (2017). Recommendations for the measurement of bone turnover markers. Retrieved from https://www.osteoporosis.foundation/educational-hub/topic/bone-turnover-markers
  2. Eastell, R., & Szulc, P. (2017). Use of bone turnover markers in postmenopausal osteoporosis. *The Lancet Diabetes & Endocrinology*, 5(11), 908–923. https://doi.org/10.1016/S2213-8587(17)30184-5
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