Die "Physiologische Inkongruenz" des oberen Sprunggelenkes - Ein optimiertes biologisches Bauprinzip auch in nicht-sphärischen Gelenken?

Im menschlichen Körper gibt es sphärische und nicht-sphärische Gelenke. Das Hüftgelenk, ein sphärisches Gelenk, weist bei jungen Menschen eine Inkongruenz der Gelenkflächen auf. Das bedeutet, dass die Kontaktzonen der beiden Gelenkkörper im vorderen und hinteren Pfannenbereich liegen. Ab einer bestimmten Größe der einwirkenden Gelenkkraft kommt es zu einem vollständigen Kontaktschluss mit nachfolgend größerer Kontaktfläche und kleinerer Druckspannung. Mit zunehmendem Alter geht diese Inkongruenz verloren und es verschlechtert sich damit die Gelenksituation. Es gibt Hinweise, dass auch in nicht-sphärischen Gelenken dieses Prinzip der „Physiologischen Inkongruenz“ besteht. Daher wurden in dieser Arbeit obere Sprunggelenke hinsichtlich subchondraler Mineralisierungsmuster, Gelenkgeometrie und Lokalisation von degenerativen Veränderungen untersucht. Aus der Anatomischen Anstalt München standen uns insgesamt 34 in Formalin fixierte Präparate, 33 rechte und 1 linker Fuß, zur Verfügung. Diese Sprunggelenke waren von 24 Frauen und 10 Männern im Alter von 59 bis 95 Jahren, mit einem Durchschnittsalter von 80,6 Jahren. Eine CT-Osteoabsorptiometrische Auswertung lag von 34 Präparaten vor, 18 rechte und 16 linke obere Sprunggelenke. Die Verteilungsmuster der subchondralen Mineralisierung der jeweiligen Präparate lassen sich in zwei unterschiedliche Typen einteilen. Zum einen ein bizentrisches Verteilungsmuster (Typ I) mit Maxima im Bereich der ventromedialen und ventrolateralen Trochlea tali. Die größte Dichte befand sich entlang der medialen Talusrolle, wobei die Facies articularis medialis häufig mit eingeschlossen war. Die zentrale Region war wenig mineralisiert. Ein weiteres Maximum befand sich in der Mitte der lateralen Facies malleolaris lateralis. Die korrespondierenden Gelenkflächen der Malleolengabel zeigten spiegelbildliche Verteilungsmuster. Die höchste Mineralisierungsdichte befand sich in der Übergangszone zwischen der Facies articularis inferior tibiae und der Facies articularis malleoli medialis. Üblicherweise bestand noch ein weiteres Maximum ventrolateral, welches weniger mineralisiert war. Zum anderen präsentierte sich Typ II mit nur einem Maximum, welches im ventromedialen und medialen Bereich lokalisiert war. Die Gelenkfläche der Malleolengabel zeigte dazu ausgeprägte Maxima im ventromedialen Bereich, die sich oft nach medial und dorsal ausbreiteten. Die subchondralen Dichteverteilungsmuster korrelieren mit der Geometrie der Talusrolle. Eine flache Talusrolle zeigte vorwiegend monozentrische Muster (Typ II), während bei tiefen Talusrollen bizentrische Verteilungsmuster (Typ I) vorlagen. Möglicherweise werden initial sowohl bei flachen als auch bei tiefen Talusrollen zuerst die medialen und lateralen Rollhügel belastet und anschließend folgt die Druckverteilung auf die gesamte Fläche. Dies würde bedeuten, dass auch im oberen Sprunggelenk das Prinzip der „Physiologischen Inkongruenz“ zu finden ist. Bei einer physiologischen Bewegungsabfolge des oberen Sprunggelenkes führt dies zu einer intermittierenden Beanspruchung der Gelenkflächen und gewährleistet somit einen effizienten Mechanismus der Lastübertragung, verbunden mit einer optimalen Schmier- und Ernährungsfunktion des Knorpels. Die Arthroseverteilungskarten waren sowohl bei monozentrischen, als auch bei bizentrischen Verteilungsmustern der subchondralen Mineralisierung sehr ähnlich. Arthrotische Veränderungen zeigten sich vor allem auf der medialen und lateralen Rollkante, sowie im ventralen und dorsalen Bereich der Gelenkfläche des Talus bzw. der Malleolengabel. Der zentrale Bereich wies nur selten Veränderungen auf. Demzufolge besteht kein Zusammenhang zwischen der Lokalisation von degenerativen Veränderungen und der Lokalisation der Maxima der subchondralen Mineralisierung. Da die höchsten Arthrosegrade auf den Rollhügeln zu finden waren, lässt sich vermuten, dass der Knorpel anfälliger für Spitzenbelastungen ist und darauf mit Knorpelveränderungen reagiert. Die Belastungen, die jedoch über einen längeren Zeitraum auf den unter den Knorpel liegenden subchondralen Knochen in immer gleicher Form einwirken, spiegeln sich in der Dichte der subchondralen Mineralisierung wider (Langzeitbelastung)