Thesis - RWTH Aachen University

ausbreiten, verkalken ebenfalls. Sie verdanken dies ihrem Gehalt an ATPase und Pyrophosphatase,
welche eine lokale Phosphatanreicherung bewirken und so den Start zur extrazellulären Verkalkung
freigeben.
Folgende Faktoren können die dystrophische Kalzifikation beeinflussen: (a) Lokale pH-Änderungen
des Hyalins oder nekrotischen Gewebes. (b) Zerfallende Produkte der Zellen und Gewebsbestandtei-
le wirken sich wie Keimzentren aus. Das freigesetzte Phosphat aus den zerfallenen Nukleoproteinen
ist ein denkbares Beispiel. Die starke Verkalkungstendenz des nekrotischen Fettgewebes wurde zu-
nächst durch eine hohe Affinität der Calciumsalze für Fettsäuren erklärt. Dazu müsste jedoch die
Kalzifikation durch eine subkutane Fettsäureinjektion induziert werden können, was nicht der Fall ist.
(c) Lokale enzymatische Veränderungen: Physiologische Kalzifikation eines wachsenden Knochens
findet bei einer hohen Konzentration von alkalischen Phosphat (AP) statt. Im Experiment ist eine
gewisse Korrelation zwischen hohem AP-Spiegel und Calciumsalzablagerung durch eine induzierte
Läsion zu beobachten, sie genügt jedoch nicht, um die dystrophe Kalzifikation beim Menschen zu er-
klären [4].
2.4 Modell einer Kalzifikation
Für die Bildung unlöslicher bzw. geringfügig löslicher Kristalle gilt generell, dass die Ionen oder Io-
nengruppe sowohl genügend Kollisionsenergie erhalten als auch die richtige Orientierung erreichen
müssen, um einen "kritischen Keim" zu bilden. Dieser stellt die kleinste stabile Verbindung von Ionen
mit beständiger Kristallstruktur dar. Liegt einmal der Keim vor, erfordert das Kristallwachstum gene-
rell weniger Energie bei der Addition weiterer Ionen bzw. Ionengruppen. Das Wachstum kann durch
verschiedene Mechanismen erfolgen. Kristallwachstum wird unterstützt, indem sich auf dessen Ober-
fläche weitere kritische Keime bilden (Epitaxie). Unter Epitaxie versteht man, dass sich aus einer me-
tastabilen Lösung eine Kristallschicht auf einer bereits vorhandenen bildet, die zur unteren physika-
lisch ähnlich, aber chemisch verschieden ist. Durch kritische Keime, diesbezüglich ähnliche Materia-
lien (Epitaxie) und bei Existenz mehrerer Keime kann die Proliferation der Kristalle gefördert wer-
den. Kollagen beispielweise hat eine Kristallstruktur mit einer dem Hydroxylapatit ähnlichen Periode
und kann damit eine Epitaxie bewirken [247]. In vitro können Keimbildung und Wachstum durch er-
höhte Ionenaktivität, verstärkte Flüssigkeitsbewegung und Diffusionsraten und/oder durch Entfer-
nung von Inhibitoren begünstigt werden. Inhibitoren sind Substanzen, die den Keimbildungs- und
-wachstumsprozess durch Bindung kritischer Keime, Konkurrenz mit Ionen um die Bindungsstelle
u.a. regulieren [35].
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