H. Ritzel

The thickness of human vertebral cortical bone and its changes in aging and osteoporosis : A histomorphometric analysis of the complete spinal column from thirty-seven autopsy specimens

The object of this study was to analyze the cortical thickness (Ct.Th) of the ventral and dorsal shell of the vertebral bodies throughout the human spine in aging and in osteoporosis. Therefore, the complete front column of the spine of 26 autopsy cases (aged 17–90, mean 42 years) without diseases affecting the skeleton and of 11 cases (aged 58–92, mean 77 years) with proven osteoporosis were removed. A sagittal segment prepared through the center of all vertebral bodies was undecalcified, embedded in plastic, ground to a 1 mm thick block, and stained using a modification of the von Kossa method. The analysis included the measurement of the mean cortical thickness of both the ventral and dorsal shell, respectively (from the third cervical to the fifth lumbar vertebral body). The qualitative investigation of the structure of the cortical ring completed the analysis. The presented data revealed a biphasic curve for both the ventral and dorsal shell, skeletally intact with high values of the cortical thickness in the cervical spine (285 μm), and a decrease in the thoracic (244 μm) and an increase in the lumbar spine (290 μm). The mean thickness of the ventral shell is in general greater than the thickness of the dorsal shell in both skeletally normal and osteoporotic cases. The cortical thickness of the spine showed no gender‐specific differences (p = NS). There was a slight decrease of the cortical thickness with aging; however, this decrease and the correlation of cortical thickness to age was only significant below vertebral body T8 (r = 0.225–0.574; pr < 0.05–0.005). Most interestingly, however, osteoporosis presents itself with a highly significant loss of cortical thickness throughout the whole spine. This decrease of cortical thickness was more marked in the dorsal shell (p < 0.05) than in the ventral shell (ventral from C3 to T6 [p < 0.05] below T6 [p = NS]). We therefore conclude that in osteoporosis the loss of spinal bone mass is not only a loss of trabecular structure but also a loss of cortical thickness. Furthermore, these results may explain the development of regions of least resistance within the spine in aging and the clustering of osteoporotic fractures in the lower thoracic and lumbar spine.

Architecture and distribution of cancellous bone yield vertebral fracture clues

The objective of this study was to analyze the structure of cancellous bone and its significance for vertebral fractures. Therefore, the complete spinal column from 40 autopsy cases (18 without diseases affecting the skeleton and 12 osteoporotic) was removed and sectioned in the sagittal plane to a thickness of 1 mm. A surface-stained block grinding technique allowed combined two- and three-dimensional histomorphometric analysis, which included an evaluation of the trabecular bone volume (BV/TV in %) and the trabecular interconnection (TBPf, in mm). In addition, qualitative investigation of the structure of trabecular bone was done. The distribution of trabecular bone volume within the spinal column of a normal skeleton shows a curve, with the highest values in the cervical spine and a decline in the thoracic and lumbar spine. Osteoporosis presents itself with a pathologically diminished trabecular bone volume, whereas the distribution within the spine is comparable to that of the controls. Osteoporotic patients show an apparently reduced trabecular interconnection. It is important that the measured values for TBPf are not only in general higher, but also more widely dispersed. The age-related decrease of trabecular bone mass is due to the transformation from plates to rods. This is quantitatively indicated by the close correlation of BV/TV and TBPf (P < 0.001, r = 0.85). The bone loss in osteoporosis is a loss of structure and a loss of whole trabeculae, which is caused by perforations. It involves a gradual change from normal bone. However, the polyostic heterogenity in osteoporosis is immense. These structural differences demonstrate the development of regions of least resistance within the spine, serving as an explanation of osteoporotic fractures. Due to the polyostotic heterogeneity it is impossible to define a threshold mineral content for crash fractures by diagnostic measurements at any reference site.

Histologische Charakteristika und Häufigkeit der sekundären Osteoporose bei systemischer Mastozytose Eine retrospektive Analyse an 158 Fällen

ZusammenfassungBei der systemischen Mastozytose besteht eine abnorme Mastzellproliferation in der Haut und/oder im Knochenmark. Durch bislang nicht geklärte Mechanismen kommt es dabei zu Knochenveränderungen, die in der Mehrzahl der Fälle zu einer Osteopenie führen. Um die histopathologischen Veränderungen zu charakterisieren, wurden die Beckenkammbiopsien von 158 Patienten aus unterschiedlichen Kliniken der Bundesrepublik von 1971–1996 mit systemischer Mastozytose (82 Männer, 76 Frauen, Durchschnittsalter 55,7±12 Jahre, 27–82 Jahre) retrospektiv analysiert. Die Prävalenz der Mastozytose beträgt 1,25% aller Fälle mit Osteoporose aus der Abteilung Osteopathologie der Universität Hamburg (158 von 12.689 Biopsien), bei den unter 45-Jährigen beträgt sie 2,25%. Als eindeutiges diagnostisches Kriterium ist die konzentrische Vermehrung von Mastzellen perivaskulär zu fordern. In den 158 Fällen eigener Beobachtung besteht außerdem in 85% eine peritrabekuläre Infiltration. Zusätzliche histopathologische Charakteristika waren: Mastzellgranulome in 56% (89 von 158) und außerdem eine diffuse Mastzellvermehrung in 44% (69 von 158) mit lang gestreckten bzw. spindelzelligen Mastzellen. Das Verhältnis Männer zu Frauen liegt bei 1:1, während dieses bei der primären Osteoporose 1:2 beträgt. Zum Zeitpunkt der Knochenbiopsie haben 64% der Patienten mit systemischer Mastozytose eine Osteopenie, dagegen 33% eine altersentsprechende Trabekelstruktur und 3% eine Osteosklerose. Die histomorphometrische Analyse an 57 Fällen ergab neben dem verminderten trabekulären Knochenvolumen eine reduzierte intertrabekuläre Vernetzung. Der zelluläre Mechanismus, der zur Entwicklung einer Osteopenie führen kann, ist in erster Linie eine erhöhte Perforationsfrequenz. Dies ist besonders aufgrund der reduzierten intertrabekulären Vernetzung die wahrscheinlichste Erklärung. Bei den derzeit zur Verfügung stehenden antiresorptiven Pharmaka (Bisphosphonate) würde die frühzeitige histologische Diagnosestellung anhand einer Beckenkammbiopsie eine prophylaktische therapeutische Konsequenz für 2,25% der jüngeren Patienten mit Osteoporose bedeuten. Der histologischen Untersuchung des Knochengewebes anhand einer Beckenkammbiopsie mit einer im Einzelfall sehr umfangreichen Aufarbeitung anhand von Stufen- und Serienschnitten, ggf. in Kombination mit dem spezifischen immunhistologischen Nachweis der Mastzellen, kommt somit eine Schlüsselstellung zu.AbstractMastocytosis is characterized by abnormal proliferation of mast cells especially within the skin and bone marrow and is often associated with osteoporosis. Mast cells can synthesize a variety of cytokines that are known to affect the skeletal system, but the cellular and pathophysiological mechanisms leading to osteoporosis in systemic mastocytosis remain poorly understood. To further characterize mastocytosis-associated osteoporosis we compared bone histomorphometric findings in iliac crest biopsy specimens from 158 untreated patients with mastocytosis. The overall prevalence of mastocytosis in the specimens diagnosed with osteoporosis was 1.25%, but that in patients younger than 45 years was 2.25%. The male-to-female ratio was 1:1, in contrast to 1:2 in osteoporosis. Osteopenia was present in 64% of the patients with mastocytosis, while osteosclerosis was rare (3%). Histological criteria are the concentric increase in mast cells in the perivascular tissue and the increase in elongated mast cells within the marrow space. Histomorphometry showed mastocytosis to be associated with moderate hyperosteoidosis and increased perforating bone resorption, indicated by a significant decrease in bone volume, trabecular thickness, and trabecular number as compared to controls. Osteoclast number was not altered, pointing to a functional effect of mast cells and/or its product on osteoclasts, rather than an effect on osteoclast differentiation. We conclude that although the prevalence of mastocytosis seems to be low, its correct and early diagnosis is crucial for at least 2.25% of younger patients with osteoporosis.

Zellproliferation bei Knochentumoren Immunhistologische Untersuchung zur Ki-67-Proteinexpression*

ZusammenfassungKnochentumoren stellen eine Gruppe von Tumoren mit unterschiedlicher Dignität dar. Trotzdem besteht zwischen den einzelnen Tumorentitäten z. T. eine starke morphologische Ähnlichkeit, die im Einzelfall zu erheblichen differentialdiagnostischen Schwierigkeiten führen kann. Da das biologische Verhalten eines Tumors wesentlich durch seine Wachstumsgeschwindigkeit bestimmt wird, wurde die Proliferation an 64 Knochentumoren (30 hochmaligne zentrale Osteosarkome, 6 niedrig maligne Osteosarkome, 8 Riesenzelltumoren, 8 aneurysmatische Knochenzysten, 5 Osteoid-Osteome/Osteoblastome, 7 fibröse Dysplasien) und an 5 Fällen einer Myositis ossificans immunhistologisch durch den monoklonalen Antikörper MIB-1 an Paraffinmaterial untersucht. MIB-1 erkennt das Ki-67-Protein, das in den aktiven Phasen des Zellzyklus exprimiert wird, in ruhenden Zellen aber nicht nachweisbar ist. Bei den hochmalignen zentralen Osteosarkomen fand sich eine hohe Proliferationsrate von durchschnittlich annähernd 30 %, die signifikant höher war als die der niedrigmalignen Osteosarkome und der übrigen benignen intraossären Knochentumoren. Eine Abgrenzung zwischen den niedrigmalignen Osteosarkomen und den benignen Knochentumoren war durch die Bestimmung der Proliferationsrate allerdings nicht möglich. Die Ermittlung der Proliferationsrate mit dem Antikörper MIB-1 ist hilfreich zur Abgrenzung hochmaligner Osteosarkome von niedrig malignen Osteosarkomen und benignen knochenbildenden intraossären Tumoren, innerhalb dieser Tumoren ist aber eine weitere Differenzierung mit Hilfe der Proliferationsrate nicht möglich. Eine Ausnahme bildet die Myositis ossificans, die zeigt, daß auch rein reaktive Läsionen eine Proliferationsrate besitzen können, die die Werte hochmaligner Tumore erreicht.SummaryBone tumors represent a group of tumors of various dignity. In spite of this single tumor entities may display strong morphological resemblance to each other which can in turn result in profound difficulties in differential diagnosis. The biological behaviour of a tumor is mainly determined by its rate of proliferation. In this study the rate of proliferation of 64 bone tumors (30 high-grade central osteosarcomas, 6 low-grade osteosarcomas, 8 giant cell tumors, 8 aneurysmatic bone cysts, 5 osteoidosteomas/osteoblastomas, 7 fibrous dysplasias and 5 cases of a myositis ossificans) were analysed. Immunohistochemistry was performed on paraffin-embedded tissue sections using the MIB-1 monoclonal antibody. MIB-1 recognizes the proliferation-associated Ki-67 protein which is expressed during the active phases of the cell cycle but cannot be detected in senescent cells. Among high-grade central osteosarcomas a significantly higher rate of proliferation (average value 30 %) was found in comparison with low-grade osteosarcomas and other benign intraosseous bone tumors. This approach proved to be very useful in the distinction between high-grade and low-grade osteosarcomas as well as bone-forming intraosseous tumors. However distinguishing low-grade osteosarcomas from benign bone tumors by determining only the rate of proliferation was not possible, although interestingly, the proliferative rate of myositis ossificans, a purely reactive lesion, was in the range of the values determined for high-grade osteosarcoma.

Solitäre Knochenzysten Morphologische Variationsbreite, Lokalisation, Häufigkeit und Differentialdiagnose

ZusammenfassungAnhand von 402 solitären Knochenzysten wird die große morphologische Variationsbreite dieser zystischen Läsionen in Histologie und Radiologie dargestellt. Neben der metaphysären Lage in Femur (33 %) und Humerus (23 %), stellen Kalkaneus (11 %), Tibia (11 %) und Becken (10 %) weitere häufige Lokalisationen solitärer Knochenzysten dar. Betroffen sind überwiegend Jugendliche in der 2. Lebensdekade. Die Abgrenzung dieser benignen Läsion gegenüber malignen Knochentumoren ist im klinischen Alltag besonders wichtig. Durch die radiologische Polymorphie der solitären Knochenzyste und ihre Sonderformen, wie die kalzifizierende solitäre Knochenzyste, ist die korrekte Diagnose allein klinisch nicht eindeutig zu stellen. Der exakten histologischen Diagnostik kommt damit besondere Bedeutung zu.SummaryAnalysis of 402 solitary bone cysts demonstrates the wide morphological variation of this cystic lesion with regard to histology and radiology. Aside from metaphyseal location in femur (33 %) and humerus (23 %), solitary bone cysts are also often located in calcaneus (11 %), tibia (11 %) and pelvis (10 %). Most patients are in the second decade of life. Differentiation between this benign lesion and malignant bone tumors is very important in daily clinical routine. The diagnosis cannot be based solely on radiological findings because of the variation of solitary bone cysts and the special forms, such as calcifying solitary bone cyst. Therefore, exact histological diagnosis is of particular importance.

Morphologische Charakteristika des Chondroblastoms Eine retrospektive Untersuchung an 56 Fällen des Hamburger Knochentumorregisters

Zusammenfassung56 Chondroblastome, die im Hamburger Knochentumorregister im Zeitraum von 1972 bis 1995 archiviert wurden, wurden retrospektiv histologisch untersucht, unter Berücksichtigung des radiologischen Befunds sowie der klinischen Angaben. Zusätzlich wurden immunhistologische Färbungen für S 100, PGM 1, LCA und den Proliferationsmarker MIB 1 durchgeführt. Das Durchschnittsalter der Patienten betrug 20,4 Jahre unter Bevorzugung männlicher Patienten mit einem Geschlechtsverhältnis von 2,7 : 1. Bevorzugter Lokalisationsort waren die Epiphysen der langen Röhrenknochen. Radiologisch stellt sich typischerweise eine umschriebene Lyse mit umgebendem Randsaum dar. Charakteristisch ist histologisch eine polygonale Zellkomponente mit einer netzartigen chondroiden Matrix. In 5 Fällen lag eine deutliche Kernpolymorphie vor, die eine Abgrenzung zum Osteosarkom schwierig machte. Immunhistologisch waren mit Ausnahme eines Falle alle Tumoren positiv für S 100. Allen Chondroblastomen war eine niedrige Proliferationsrate gemeinsam, die diese deutlich von hochmalignen Knochentumoren unterschied. Chrondroblastome besitzen üblicherweise ein gutartiges biologisches Verhalten. Zwei Fälle dieser Studie zeigten einen davon abweichenden Verlauf. Bei einem Rezidivtumor im Becken zeigte sich ein lokal aggressives Wachstum, in einem anderen Fall im Humerus war es zu einer malignen Transformation gekommen.SummaryRepresenting only about 1 % of all primary bone tumors, chondroblastoma constitutes a very rare bone tumor entity. 56 cases of chondroblastoma, that had been collected by the Hamburg Bone Tumor Registry from 1972 to 1995, were examined histologically together with the radiological and clinical findings. In addition immunohistochemistry with antibodies against S 100, PGM1, LCA and the proliferationmarker MIB 1 was performed. The mean age was 20.4 years and male patients being the majority with a gender ratio of 2.7 : 1. Predominant localisation was the epiphyses of the long bones, although almost 40 % of the tumors were located at untypical sites. Usually a well-circumscribed lysis could be seen on plain X-Ray examination, however partial cortical destruction could be observed in one third of the cases. Histologically characteristic was a polygonal cell component with a weblike chonroid matrix, sometimes with a plane-like appearance. 5 cases showed a distinct nuclear polymorphism making a distinction from osteosarcoma difficult. Using immunohistochemistry all tumors except for one showed positive reaction for S 100 protein. Although the histogenesis of chondroblastoma is not completely understood, morphological findings as well as the observed reactivity with the S 100 protein indicate the chondroid origin. No reactivity for PGM 1 (CD 68) or LCA could be detected. All chondroblastoma showed a low rate of proliferation, thereby being distinguishable from high malignant bone tumors. In general chondroblastoma show a benign biological behavior. Different behavior was observed in 2 cases. One relapse located in the pelvis revealed local aggressive growth while in another case in the humerus a malignant transformation had taken place.

[Spongiosa structure and polyostotic heterogeneity in osteoporosis. Mechanism of bone transformation, morphology, clinical significance].

ZusammenfassungOsteoporose ist die häufigste generalisierte Knochenerkrankung, deren klinische Erscheinung bei Postmenopausenosteoporose durch Spontanfrakturen der Wirbelkörper und damit verbundenen Komplikationen gekennzeichnet ist. Dabei ist die Struktur des trabekulären Knochens besonders betroffen. Daher kommt den komplexen Umstrukturierungen der trabekulären Mikroarchitektur bei Patienten mit Osteoporose eine klinische Bedeutung auch bzgl. der bekannten Komplikationen zu. Die zugrundeliegenden strukturellen Umbaumechanismen und die morphologischen Veränderungen wurden an den kompletten Wirbelsäulen und transiliakalen Beckenkammbiopsien von 11 Autopsiefällen mit Postmenopausenosteoporose, sowie 26 skelettgesunden Kontrollfällen untersucht. Die kombinierte 2- und 3-dimensionale Analyse erfolgt an oberflächengefärbten Blockpräparaten. Der Knochenmassenverlust im Rahmen der Osteoporose ist Ausdruck eines Strukturverlustes. Der Übergang vom Normalen zur Osteoporose ist fließend. Perforationen führen zur Transformation von Platten zu Stäben und zum Verlust ganzer Trabekel. Mit der Entwicklung der Osteoporose tritt eine deutliche polyostotische Heterogenität auf. Benachbarte Wirbelkörper weisen Knochenmasse- und Strukturunterschiede von bis zu 130 % auf. Der Nachweis dieser polyostotischen Heterogenität verdeutlicht die Problematik der an umschriebene Meßorte gebundenen densitometrischen Verfahren. Die Bestimmung der sog. Frakturschwelle ist daher nur innerhalb eines gewissen Schwankungsbereichs möglich.SummaryOsteoporosis is the most frequent generalized bone disease. The clinical expression of postmenopausal osteoporosis is characterized by spontaneous fractures of the vertebral bodies which affect mainly the trabecular bone structure. Thus the morphological bone transformation in osteoporosis is of clinical relevance. The object of this study was to analyze quantitatively and qualitatively the distribution of three-dimensional structure of cancellous bone in the human spine in osteoporosis. Therefore the complete anterior column of the spine and bone biopsies of the iliac crest of 11 autopsy cases with proven osteoporosis and 26 autopsy cases without primary or secondary bone disease were removed. A 1-mm-thick prepared sagittal section through the center of all vertebral bodies was embedded undecalcified in plastic and stained on the surface using a modification of the von Kossa method. This technique allowed combined two- and three-dimensional measurements simultaneously; these included evaluation of trabecular bone volume, trabecular interconnection, trabecular thickness, and trabecular number. The quantitative spine deformity index and qualitative analysis of the trabecular bone structure completed the investigation. The bone loss in osteoporosis is a loss of structure and the loss of whole trabeculae caused by perforations. The age-related decrease of trabecular bone mass is due to the transformation from plates to rods. Patient with osteoporosis show pathologically diminished trabecular bone volume and apparently reduced trabecular interconnection, while trabecular thickness and trabecular number show age-dependent change. The polyostotic heterogeneity in osteoporosis is immense. Neighboring vertebral bodies show differences of up to 100 % in bone volume and bone structure. Due to this fact it is impossible to define a threshold for osteoporotic fractures. At the moment the transformation and loss of trabecular bone structure in osteoporosis is assumed to be irreversible; therefore, early prophylaxis is necessary to prevent clinical manifestations of these changes of bone.

P-Glykoproteinexpression beim Osteosarkom

ZusammenfassungDie Expression des mdr1-Genproduktes, das P-Glykoprotein, ist einer der Mechanismen der „multidrug resistance“. In 63 Osteosarkomen von 54 Patienten wurde die P-Glykoproteinexpression immunhistologisch mit Hilfe des monoklonalen Antikörpers JSB-1 untersucht. Bei den Patienten handelte es sich überwiegend um Kinder oder Jugendliche, die im Rahmen der kooperativen Osteosarkomstudie therapiert worden waren. Zusätzlich wurde die P-Glykoproteinexpression an 5 Wachstumsfugen untersucht.Für P-Glykoprotein positiv waren 68,5 % aller Osteosarkomfälle. Dabei waren Osteosarkome nach Chemotherapie mit 80,9 % häufiger positiv als Osteosarkome, bei denen keine Chemotherapie erfolgt war (66,6 %). Die untersuchten Metastasen zeigten alle eine positive Pgp-Expression. Die Pgp-Expression an der Biopsie ließ allerdings keine Rückschlüsse auf das spätere Ansprechen auf Chemotherapie zu, da die überwiegende Mehrheit P-Glykoprotein-positiver Osteosarkombiopsien am späteren Resektat ein gutes Ansprechen (Responder) auf die Chemotherapie zeigten. Darüber hinaus waren 42,9 % der P-Glykoprotein-negativen Biopsien später der Nonrespondergruppe zuzuordnen.Neben einer Pgp-Expression an Osteosarkomen konnte auch eine positive Reaktion mit dem JSB-1-Antikörper an Osteoblasten, Osteozyten, Osteoklasten sowie an einem Teil der Chondroblasten gefunden werden.Die Ergebnisse zeigen, daß eine P-Glykoproteinexpression beim Osteosarkom auch vor der Chemotherapie nachweisbar ist und den Phänotyp regelhaften Knochengewebes widerspiegelt.Das Ansprechen auf die Chemotherapie kann jedoch mit Hilfe einer immunhistologischen Bestimmung der P-Glykoproteinexpression an der Biopsie nicht vorausgesagt werden.SummaryOne of the mechanisms by which multidrug resistance is mediated, is the mdr1 gene product, P-glycooprotein. Immunohistochemistry was performed for 63 osteosarcomas of 54 patients to investigate P-glycoprotein expression using the monoclonal antibody JSB-1. Most of the patients were children or adolescents who had received treatment under the framework of the Cooperative Osteosarcoma Study Group. In addition P-glycoprotein expression was assayed in five growth plates. Of all cases 68.5 % stained positive for P-glycoprotein. Cases that had received chemotherapy showed a higher incidence (80.9 %) of positive P-glycoprotein immunostaining than cases that had not received chemotherapy (66.6 %). No relation could be established between P-glycoprotein expression and the response to chemotherapy, since the majority of P-glycoprotein positive biopsies showed a good response in the surgical specimen after chemotherapy. Furthermore, 42.9 % of P-glycoprotein negative biopsies were classified as non-responders in the later surgical specimen.In addition to P-glycoprotein expression in osteosarcomas positive immunostaining was also detected in osteoblasts, osteocytes, osteoclasts as well as in some chondroblasts.The results indicate that P-glycoprotein expression in osteosarcomas also exists prior to chemotherapy and resembles the phenotype of normal bone tissue.However, the determination of P-glycoprotein by using immunohistochemistry in biopsies of osteosarcomas cannot predict the response to chemotherapy.

Quantitative morphology of the vertebral body cortex

SummaryThe vertebral bodies consist of two main structures, trabecular and cortical bone. The histological changes within the spine, especially in cortical bone, leading to osteoporotic fractures remain, however, poorly understood. Therefore, the complete front column of the spine was removed in 26 autopsy cases without skeletal diseases and in 11 cases with proven osteoporosis. A sagittal segment prepared through the center of all vertebral bodies was undecalcified embedded in plastic, ground to a 1-mm-thick block and stained using a modification of the von Kossa method. The analysis included measurement of the mean cortical thickness of both ventral and dorsal shell (from C3 to L5). The qualitative investigation of the structure of the cortical ring completed the analysis. The skeletally intact specimens had high cortical thickness values in the cervical spine (285 ± 22 μm), a decrease in the thoracic spine (244 ± 14 μm) and an increase in the lumbar spine (290 ± 15 μm). The mean thickness of the ventral shell is in general higher than the thickness of the dorsal shell. The cortical thickness of the spine showed no gender-specific differences (P = n.s.). There was a slight decrease in cortical thickness with age; however, this decrease and the correlation of cortical thickness to age was only significant below vertebral body T8 (r = 0.225 to 0.574; Pr < 0.05 to Pr < 0.005). Most interestingly, osteoporosis is characterized by a significant decrease in cortical thickness throughout the whole spine. This decrease in cortical thickness was more marked in the dorsal shell (P < 0.05) than in the ventral shell (ventral from C3 to T6 (P < 0.05) below T6 (P = n.s.). We therefore conclude that in osteoporosis, biomechanical competence is affected by both trabecular bone loss and decrease of cortical thickness. This suggests that, in addition to trabecular bone measurements, the cortical thickness is of special interest for diagnostic radiological examinations (CT) to yield clues about the risk of vertebral fractures.Zielsetzung: Wirbelkörper bestehen aus den beiden Hauptkomponenten Spongiosa und Kortikalis. Trotz kontroverser Meinungen zur biomechanischen Bedeutung dieser Strukturen für die Stabilität der Knochen liegen über die Dicke der Kortikalis in der Literatur allerdings nur wenige Angaben vor. Material und Methode: Die Studie untersuchte die Kortikalisdicke der Wirbelkörper der kompletten Wirbelsäule von 26 Autopsiefällen ohne Skeletterkrankung und 11 Fällen mit Osteoporose. An 1 mm dicken und speziell präparierten oberflächengefärbten Blockpräparaten wurde die mittlere ventrale und dorsale Kortikalisdicke (Ct. Th.) von C3 bis L5 durch eine direkte Messung in der Sagittalebene bestimmt. Ergebnisse: Die Dicke der Kortikalis beträgt in der Halswirbelsäule 285 ± 22 μm, in der Brustwirbelsäule 244 ± 14 μm und in der Lendenwirbelsäule 290 ± 15 μm, bei insgesamt niedrigeren Werten der dorsalen Kortikalis. Sowohl für die ventrale als auch für die dorsale Kortikalis fanden sich keine signifikanten Geschlechtsunterschiede. Es war eine geringe Abnahme der Kortikalis über das Alter zu verzeichnen, diese Veränderungen zeigten jedoch nur unterhalb des Wirbelkörpers T8 eine signifikante Korrelation (r = 0,225 bis 0,574, pr < 0,05). Auffällig war eine deutliche Reduktion der Kortikalisdicke bei den Fällen mit Osteoporose. Diese war im Bereich der dorsalen Kortikalis stärker ausgeprägt (p < 0,05) als im Bereich der ventralen (C3 bis T6 p < 0,05 unterhalb von T6 p = n.s.). Diskussion: Bei Osteoporose kommt es neben dem Verlust an Spongiosa auch zu einer Reduktion der Kortikalisdicke, wobei die biomechanische Bedeutung dieser beiden Strukturen kontrovers diskutiert wird. Es wäre deswegen zu prüfen, inwieweit der radiologischen Messung der Kortikalisdicke (z. B. mittels CT) neben der Bestimmung der spongiösen Knochenmasse eine zusätzliche Bedeutung zur Erfassung der Frakturschwelle von Wirbelkörpern bei Osteoporose zukommt.

Vertebral body cortex in aging and osteoporosis

The most evident clinical signs of aging at skeletal level include loss of height and kyphosis, due to progressive wedging of vertebral bodies. On the other hand it is largely documented that BMD decreases with age. A i m of this study is to investigate the correlation between BMD and the loss of height evaluated by means of the sum of vertebral body heights from ["4 to L5.Methods : in 163 women (age range 39-74 years), 76 premenopausal (age range 39-54 years) and 87 postmenopausal (age range 46-74 years) were taken lateral radiographs of the thoracic and lumbar spine at a tube-film distance of 115cm, centered on T7 and L3. Vertebral morphometry was performed using a computer ized image analysis system (N1M, Verona, Italy) which al lows to calculate the vertebral heights , their ratios and the sum of the respective 14 vertebral bodies heights (T4-L5) nan*ely the anterior, middle and posterior spine deformity indexes (AHs, MHs and PHs). BMD of the lumbar spine was measured by dual-energy x-ray absorpt iometry (DXA) using a QDR-2000 (Hologic, lnc, Waltham; MA, USA). Resul t s : the AHs, MHs and PHs s ignif icant ly correlate with BMD ; the correlation is stronger between BMD and AHs (r=0.8, p<0.0001) respect BMD vs MHs (r=0.75, p<0.0001) and BMD vs PHs (r=0.76, p<0.0001). The correlation between BMD and AHs is stronger in postmenopausal compared to premenopausa l women (r=0.87vs r=0,54,p<0.0001) . A significant inverse correlation of both BMD and AHs with age is observed( r=-0 ,78 and r=-0 .47 ,p<0.0001, respect ive ly) . A s t ronger correlation for AHs compared to BMD has been found with years since menoupaose (r=-0.47,p<0.001 vs r=-0.27,p<0.05), whi le a weak corre la t ion of AHs and BMD was bound with body stature ( r=0.2 ,p<0.05) . .C,..onclusions: the data reported lead to conclude that AHs could usefully integrate BMD evaluation in the cl inical and epidemiological investigation of osteoporosis.