Thesis - RWTH Aachen University

kation der Herzklappenbioprothese betreffen Kinder und Adoleszenz besonders schwer [203]. Aus
der Untersuchung verschiedener Verkalkungsphasen und dem Verhältnis von Phosphoprotein zu
Calcium oder Gla zu Calcium wurde geschlossen, dass die Phosphatgruppe (z.B. O-Phosphoserin) in
der initialen Kalkbildungsphase wichtig ist, während das Gla und Osteocalcin anscheinend erst nach
der Kalkbildungphase eine Rolle spielt.
Alkalische Phosphatase
In Rinderperikard wurde nach Behandlung mit Glutaraldehyd noch ein beachtliche Enzymaktivität
(10-75%) der alkalischen Phosphatase beobachtet. Das Enzymreaktionsprodukt ist lichtmikrosko-
pisch in der histochemischen Untersuchung besonders ausgeprägt an der zur Serosaoberfläche nahen
Endothelzellmembran und in den Bindegewebszellen in der Fibrosa. Dabei ergab sich ein starke Kor-
relation zwischen der Verteilung der AP-Aktivität und dem Beginn der Kalzifizierung bzw. den am
meisten kalzifizierten Bereichen. Dies wurde an Herzklappenbioprothesen aus klinischen Explantaten
und bei Gewebe aus Tierexperimenten beobachtet. Durch diesen Befund wurde die These der Ver-
gleichbarkeit von Kalzifikationsmechanismen in bioprothetischem und anderem kardiovaskulären
Gewebe sowie non-kardiovaskulärem Gewebe verstärkt. Matrix-Vesikel im epiphysialen Knorpel
enthalten reichlich AP, ebenso in kalzifiziertem arteriosklerotischem Plaque [215].
Proteoglykane
Proteoglykan, ein sehr großes Polyanion, ist durch seinen hohen Gehalt an negativ geladenen Sulfat-
und Carboxylgruppen gekennzeichnet, was auch sein Wasserbindungsvermögen erklärt. Seine kalzi-
fikationshemmende Wirkung entsteht durch die Ladungsdichte mit entsprechender hydrodynamische
Größe, die die Diffusionsrate der Calcium- und Phosphationen herabsetzt. Hinzu kommt, dass mögli-
cherweise die negativ geladene reaktive Gruppe (Sulfat) sich aktiv an die wachsenden Stellen der HA
binden und die Apatitproliferation verhindert. Die Bedeutung der geladenen Gruppe, die dem Prote-
oglykan den inhibitorischen Einfluß auf die Kalzifizierung verleiht, wurde in einer Untersuchung zur
Wirkung von Molekülen mit und ohne Sulfatgruppe auf HA-Wachstum nachgewiesen [65].
Da mehrere Makromoleküle im Kalzifizierungssitus mitwirken, scheint der Kalzifikationsprozeß im
allgemeinen und speziell die HA-Bildung durch die Wechselwirkung von mehreren Faktoren eingelei-
tet zu werden, welche die Kristallkeimbildung bzw. das Kristallwachstum begünstigen oder inhibito-
rische sowie regulierende Funktionen aufweisen. Diesbezüglich zeigt sich beim Mineralisierungspro-
zeß im Knochen, dass diese Faktoren sich über die gesamte Matrix erstrecken, wodurch die Wech-
selwirkung ermöglicht wird. Boskey hat darauf hingewiesen, dass bei der Regulation initialer Apatit-
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