Übergewicht ist ein bekannter Risikofaktor für Arthrose, und es wird angenommen, dass die damit verbundene Insulinresistenz eine entscheidende Rolle bei der Krankheitsentstehung spielt. Der Goldstandard zur Messung der Insulinresistenz ist der hyperinsulinämisch-euglykämische Clamp, bei dem Insulin und parallel nach Bedarf Glukose infundiert wird. Aus der Höhe des Glukosebedarfs kann berechnet werden, wie gut die Insulinsensitivität ist.
Da dieser Test aufwendig, teuer und invasiv ist, werden in der Forschung zunehmend alternative Messparameter zur Bestimmung einer Insulinresistenz genutzt. So haben bisherige Studien gezeigt, dass der Triglycerid-Glukose-Index (TyG) ein nützlicher Marker für Insulinresistenz ist.
Insulinresistenz-Surrogatparameter als Prädiktor für Arthrose?
Neuere Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass die Kombination des TyG-Index mit anderen Übergewichtsindikatoren eine noch genauere Vorhersage des Risikos für Stoffwechselerkrankungen ermöglicht. Die wichtigsten dieser Insulinresistenz-Surrogatparameter werden wie folgt berechnet:
- TyG: Ln (Nüchtern-Serumglukose x Nüchtern-Serumtriglyceride / 2)
- TyG-Taillenumfang (TyG-WC): TyG x Taillenumfang
- TyG-Body-Mass-Index (TyG-BMI): TyG x BMI
- TyG-Taillenumfang-Körpergröße-Verhältnis (TyG-WHtR): TyG x (Taillenumfang / Körpergröße)
- Viszeraler-Adipositas-Index (VAI): komplexe Formel aus Taillenumfang, BMI, Triglyceriden und High-Densitiy-Lipoprotein (HDL)-Cholesterin im Serum
- Lipidakkumulationsprodukt (LAP): geschlechtskorrigierter Taillenumfang x Triglyceride
Eine neue Querschnittsstudie untersuchte nun, welche prädiktive Aussagekraft diese Insulinresistenz-Surrogatparameter für das Auftreten von Arthrose haben. Dazu wurden Daten aus sieben Zyklen der National Health and Nutrition Examination Survey (NHANES) von 2003 bis 2016 analysiert.
Repräsentative Stichprobe aus den USA
Insgesamt 71.058 Teilnehmende nahmen an umfangreichen Bevölkerungsbefragungen, Laboruntersuchungen und Gesundheitsfragebögen teil. Nach Ausschluss von Personen unter 20 Jahren und solchen mit fehlenden Daten zu Arthrose, körperlichen Messwerten oder Parametern der Insulinresistenz, verblieb eine repräsentative Stichprobe von 14.715 erwachsenen US-Amerikanern.
Zur Berechnung der Insulinresistenz-Surrogatparameter wurden bei den Teilnehmern Nüchternblutzucker, glykiertes Hämoglobin (HbA1c) und Triglyceriden im Serum sowie Körpergewicht, Körpergröße und Taillenumfang gemessen. Woher die Daten des für die Berechnung des VAI notwendigen HDL-Cholesterins bezogen wurden, bleibt in der Studie offen. Anhand jedes Surrogatparameters wurden die Teilnehmenden in vier Quartile eingeteilt, wobei Quartil 1 als Referenzgruppe diente.
Die Diagnose der Arthrose basierte auf der Selbstauskunft der Teilnehmenden. Personen, die angaben, dass ein Arzt oder eine Ärztin bei ihnen jemals Arthrose diagnostiziert hatte, wurden als Arthrose-Fälle eingestuft. Zusätzlich wurden mehrere Kovariablen wie Alter, Geschlecht und Komorbiditäten erfasst, um für Confounder kontrollieren zu können.
Um den Zusammenhang zwischen den Insulinresistenz-Indizes und Arthrose zu untersuchen, wurden logistische Regressionsmodelle verwendet. Dabei wurden drei Modelle berechnet: Modell 1 ohne Anpassung für Kovariablen, Modell 2 mit Adjustierung für Alter und Geschlecht sowie Modell 3 mit zusätzlicher Anpassung für weitere Kovariablen.
Insulinresistenz-Surrogatparameter mit Arthrose assoziiert
Die Studie umfasste 14.715 Teilnehmende mit einem Durchschnittsalter von 45,9 Jahren, wovon 49 % Männer und 51 % Frauen waren. Insgesamt litten 11 % der Teilnehmenden an Arthrose.
Bereits in der unadjustierten Analyse (Modell 1) zeigte sich ein positiver Zusammenhang zwischen allen untersuchten Insulinresistenz-Indizes und dem Vorhandensein von Arthrose. Dieser Zusammenhang blieb auch nach Anpassung an Alter und Geschlecht (Modell 2) sowie alle erhobenen Kovariablen (Modell 3) bestehen.
Die Trendanalysen bestätigten diese Ergebnisse, da für alle genannten Surrogatparameter ein signifikanter Trend zu einem höheren Risiko für das Vorhandensein von Arthrose mit steigendem Quartil beobachtet wurde. Personen im höchsten Quartil dieser Indizes hatten etwa 2- bis 2,5-fach häufiger Arthrose als Personen im niedrigsten Quartil. Von allen untersuchten Indizes erwies sich TyG-WHtR als derjenige mit der höchsten diagnostischen Aussagekraft.
Die Robustheit der Ergebnisse wurde zudem durch Sensitivitätsanalysen bestätigt. Sie zeigten, dass der Ausschluss von Personen unter lipidsenkender Therapie, mit Krebserkrankungen oder Schwangerschaften den beobachteten Zusammenhang nicht wesentlich veränderte.
TyG-WHtR als potenzieller Biomarker für Arthrose?
Die Ergebnisse dieser großen Querschnittsstudie bestätigen frühere Studien, die auf einen Zusammenhang zwischen Insulinresistenz, Übergewicht und Arthrose hingewiesen haben. Dabei sind kombinierte Surrogatparameter einfachen Parametern überlegen. Die Studie zeigt deutlich, dass erhöhte Werte von Insulinresistenz-Surrogatparametern, insbesondere des TyG-WHtR, mit einem signifikant erhöhten Arthrose-Risiko assoziiert sind.
Die Studie liefert zwar keine Hinweise für die ursächlichen Mechanismen, die diesem Zusammenhang zugrunde liegen, aber es gibt plausible Erklärungen. Insulinresistenz und Übergewicht sind eng miteinander verbunden und fördern chronische Entzündungen im Körper. Diese Entzündungen können Knorpelgewebe schädigen und den Abbau von Knorpel beschleunigen.
Übergewicht führt zudem zu einer erhöhten mechanischen Belastung der Gelenke, was den Verschleiß des Knorpels weiter begünstigen kann. Darüber hinaus können Insulinresistenz und Übergewicht den Stoffwechsel von Knorpelzellen direkt beeinträchtigen. Zusätzlich scheinen das metabolische Syndrom und Übergewicht den Phänotyp von Makrophagen in eine proinflammatorische Richtung zu beeinflussen, sodass vermehrt Entzündungsmediatoren ausgeschüttet werden.
Grundlage für prospektive Studien
Eine Stärke der Studie ist die große und repräsentative Stichprobe der US-amerikanischen Bevölkerung sowie die Berücksichtigung zahlreicher möglicher Störfaktoren. Die Ergebnisse sind über verschiedene Analysemethoden hinweg konsistent und werden durch Sensitivitätsanalysen gestützt.
Allerdings weist die Studie auch Limitationen auf. Als Querschnittsstudie kann sie keine Kausalität nachweisen. Es ist also nicht abschließend geklärt, ob die Insulinresistenz und das Übergewicht tatsächlich die Arthrose verursachen oder ob sie nur Begleiterscheinungen sind. Um diese Frage zu klären, bieten sich Längsschnittstudien an. Zudem basierte die Arthrose-Diagnose auf Selbstauskünften der Teilnehmenden, was zu Ungenauigkeiten führen kann, auch wenn diese Methode in epidemiologischen Studien üblich ist und eine gute Übereinstimmung mit klinischen Diagnosen aufweist.
