title: Wirkung von Metoprolol auf Osteoklasten
Creators: name: Lang, Katja
Publisher: name: Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Year: 2024
Subjects: subject: Metoprolol, Osteoklasten, Adrenorezeptoren

description: Hintergrund und Ziele Unter Osteoporose versteht man eine Störung des Knochenstoffwechsels, bei der die Aktivität knochenresorbierender Osteoklasten höher ist als die knochenaufbauender Osteoblasten. Aufgrund fehlender Knochenmasse kommt es bei der Osteoporose zu einer gesteigerten Anfälligkeit gegenüber Frakturen. Metoprolol ist ein Betablocker, welcher vorwiegend an ADRB1 (β1-Rezeptor) bindet und für die Behandlung von Herz Kreislauf Erkrankungen eingesetzt wird. Außerdem ist Metoprolol ein Antagonist gegenüber Adrenalin und Noradrenalin. Metoprolol verhindert demzufolge, dass die Hormone Adrenalin und Noradrenalin am Rezeptor binden können. In Studien wiesen Männer, welche Metoprolol einnahmen eine höhere Knochendichte auf als Männer, welche kein Metoprolol einnahmen. In dieser Arbeit wird untersucht, ob Metoprolol die Entwicklung und Aktivität von Osteoklasten hemmt und somit Metoprolol eventuell in Zukunft bei Patienten mit Knochenstoffwechsel-Störungen bevorzugt eingesetzt werden könnte. Methoden Humane Osteoklasten wurden aus Monozyten aus peripherem humanem Blut, mit oder ohne Metoprolol, Adrenalin oder Noradrenalin differenziert. Die Blutspender konnten sowohl weiblich als auch männlich sein und nahmen kein Metoprolol ein. Zusätzlich wurde die Expression von ADRB1 zu verschiedenen Zeitpunkten der Osteoklastendifferenzierung auf mRNA und Protein Ebene untersucht. Neben den humanen Osteoklastenassays wurden murine Osteoklasten aus ADRB1- beziehungsweise ADRB2 (β2-Rezeptor)-defizienten Knochenmarkzellen differenziert und Metoprolol zu verschiedenen Zeitpunkten dazugegeben. Weiterhin wurde in vivo die Auswirkung von Metoprolol auf murine Knochen untersucht. Ergebnisse und Beobachtungen Die Zugabe von Metoprolol von Anfang an reduzierte konzentrationsabhängig die Zahl und Aktivität der Osteoklasten. Bei Zugabe von Adrenalin von Anfang an kam es zu einer signifikanten Reduktion der großen Osteoklasten. Im Gegensatz dazu erhöhte sich die Zahl der kleinen Osteoklasten bei Zugabe ab dem 3. Tag. Bei Noradrenalin war kein Effekt zu sehen. Sowohl in der RT-PCR als auch im Western Blot wurde gezeigt, dass ADRB1- und ADRB2-Rezeptoren auf Osteoklasten exprimiert werden. Jedoch kam es zu einer gegensätzlichen Aussage bei den beiden Versuchen. In der RT-PCR kam es zur Reduktion der Expression von ADRB1 und ADRB2 im Verlauf der Osteoklastendifferenzierung, wohingegen es zum Anstieg der Proteine für ADRB1 beim Western Blot kam. Bei Betrachtung der Wildtyp- und ADRB1-defizienten Zellen gab es keine Unterschiede hinsichtlich der Osteoklastenzahl. Deshalb liegt es nahe, dass Metoprolol nicht ausschließlich über ADRB1 mit den Osteoklasten interagiert. Diese Beobachtung traf auch bei Betrachtung der Wildtyp- und ADRB2-defizienten Zellen zu. Die in vivo Versuche zeigten eine signifikante Zunahme des trabekulären Knochens durch Fütterung der Mäuse mit Metoprolol. Dieser Effekt konnte beim kortikalen Knochen nicht beobachtet werden. Schlussfolgerungen Es wurde gezeigt, dass Metoprolol die Osteoklastendifferenzierung und die Resorptionsaktivität hemmt. Weiterhin gibt es Anhaltspunkte dafür, dass Metoprolol nicht ausschließlich über ADRB1 wirkt. Dies lässt die Vermutung zu, dass es noch einen anderen Mechanismus (zum Beispiel Rezeptor) geben muss, der für die Wirkung von Metoprolol benötigt wird.