Arginine en Stikstof (NO) metabolisme tijdens fractuurgenezing en non-union ontwikkeling- vroege prognostische markers

Non-union, ofwel een uitblijvende fractuurgenezing, waarbij een zodanige
stoornis is opgetreden dat spontane consolidatie niet meer verwacht kan worden,
is een ernstig, invaliderend probleem voor de patiënt met een botbreuk.
Veelvuldig zijn meervoudige operaties nodig, waarbij een optimale
functionaliteit/botgenezing niet altijd mogelijk is. Een adequate
fractuurgenezing en dus botmetabolisme is met name afhankelijk van de
beweeglijkheid van de fractuurdelen na de operatie en de bloedtoevoer. In het
algemeen treedt een non-union bij 5-10% van de fracturen op, waarbij deze
frequentie aanzienlijk hoger kan zijn bij ernstig extremiteitenletsel bij hoog
risico patiënten.
Stikstofmonoxide (NO) is een stof die wordt gevormd uit het aminozuur
(=bouwstof van eiwit) L-arginine door het enzym NOS. cNOS is een type enzym dat
continu aanwezig is in onder andere de vaatwand. Daarnaast wordt NO gevormd
door iNOS, een enzym waarvan de productie wordt gestimuleerd door stoffen die
vrijkomen bij een ontsteking. Uit recent onderzoek is gebleken dat bij het
botmetabolisme en bloedtoevoer arginine en NO een belangrijke rol spelen.
Sommige studies suggereren dat NO een bifasisch effect heeft op botgenezing.
Hoge concentraties NO inhiberen de botresorptie door onderdrukking osteoclast
vorming en onderdrukking van het resorberende vermogen van osteoclasten, waar
lage concentraties van cytokinen-geïnduceerde NO de botresorptie versterken. In
lijn hiermee is de inhibitie van de groei en differentiatie van osteoblasten
door hoge concentraties NO, waar lage concentraties de normale groei en functie
van osteoblasten reguleren. Suppletie van arginine verbeterde de botgenezing
bij normale fracturen. Mogelijk zou suppletie van arginine de genezingskans van
een non-union kunnen verbeteren. Dit laatste is afhankelijk van de mate waarin
het arginine-NO metabolisme verstoord is bij mensen met een non-union.
Uit recente analyses van het botgruis en de plasma concentraties van arginine
van non-union patienten blijkt dat er inderdaad sprake is van afwijkende
arginine en metabolieten concentraties in vergelijking met controle patienten.
Echter de bloedafname vind plaats rond de operatie en geeft geen indicatie van
eerdere concentraties, hetgeen alleen een momentopname betreft.
Aangezien de ontwikkeling van een no-union vaak multiple operaties met zich
meebrengt en dus een extra belasting voor de patient en het zorgstelsel, is
vroege diagnostiek een pre.

Primaire doel van het onderzoek:
Het arginine-NO metabolisme tijdens normale en disfunctionele fractuurgenezing
te onderzoeken.

Secondary doel:
onderzoeken of verschillen of afgenomen arginine en NO concentraties tijdens
botgenezing als prognostische marker gebruikt kunnen worden voor het
ontwikkelen van een non-union.

Onderzoeksvraagstellingen
1. Wat zijn de vernaderingen in het arginine en NO metabolisme in het begin van
de fractuurgenezing in de mens?
2. kunnen verstoringen in de arginine en NO concentraties gebruikt worden als
prognostische markers voor het ontwikkelen van een non-union of voor een
normaal genezingsproces aan te tonen?
3. Zijn er schommelingen aanwezig in het arginine-No metabolisme tijdens
fractuurgenezing, die mogelijk gebruikt kunnen wordern als therapeutische
interventiepunten in de toekomst?

Hypothese
Vroege detectie van verstoringen in het arginine en stikstof metabolisme
tijdens fractuur genezing zijn een goede prognostische marker voor het
ontwikkelen van een non-union

Prospectief observationele studie met een duur van 2 jaar.

Gaarne willen wij gedurende een periode van 1 jaar alle fractuurpatienten met
een fractuur van het femur of de tibia op de SEH includeren voor follow up. Een
buisje bloed van 5 ml zal na informed consent op de SEH afgenomen worden en
daarna bij de controle afspraak op de poli. De arginine en metaboliet niveaus
zullen hierin bepaald worden. de patient zal gedurende de daarop volgende
periode gevolg worden tot en met de fractuur genezing of een non-union
ontwikkeling. Indien de patient een extra operaties moet ondergaan, zal
nogmaals 1 buisje bloed afgenomen worden en een beetje botgruis voor aminozuur
bepalingen.
In totaal zullen er maximaal 7 buisjes bloed afgenomen worden gedurende een
periode van 1 jaar.

The onderzoeksopzet ziet er als volgt uit
1. Na inclusie, worden de baseline demografische details geregistreerd,
inclusief de Injury Severity Score.
2. Tijdens de operatie zal het botgruis dat via intramedullary reaming
verkregen wordt, verzameld worden in in vloeibare stifstof bewaard worden. het
reamen en het oogsten van botgruis behoord tot de normale operatieprocedures.
3. In patienten met een bovenbeensfractuur zal een klein stukje van de
spier afgenomen worden ter hoogte van de fractuur delen.
4. Bij 8 Patienten met een bovenbeensfractuur zal met behulp van infusie
van stabiele isotopentracer de botturnover gemeten worden.
5. Een bloed samples (5 mL veneus bloed) zal afgenomen worden voor het bepalen
van de aminozuurconcentraties in het plamsa tijdens de eerste operatie, waarna
dit na de operatie iedere dag herhaald wordt, totdat de patient ontslagen wordt
uit het ziekenhuis. ( 5mL veneus bloed per dag).
6. Alle patienten zullen volgens standaard protocol opgevolgd / gecontroleerd
worden . het ontwikkelen van een vertraagde geezing f een non-union of een
herfractuur zal genoteerd worden.
7. Bloed samples zullen tijdens de standaard policontroles afgenomen wordern op
enkele tijdspunten, nl:
- 4 weken na de eerste operatie
- 3maanden na de eerste operatie
- 6 maanden na de eerste operatie
8. Tijdens een tweede operatie zal ook nog 1 buisje bloed en bot afgenomen
worden:
A. Patienten met een non-union voor het ondergaan van een heroperatie, of
B. Patienten die na een normale genezing het verwijderen van het osteosynthese
materiaal ondergaan

Aangezien de proefpersonen alleen een venapunctie zullen ondergaan, worden er
geen extra risico*s of overmatige belasting, verwacht door deelname aan dit
onderzoek. Patienten met een bovenbeensbreuk ondergaan tevens een spierbiopt,
waarbij een klein risico op hematoomvorming en nabloeding.