Bandscheibenbedingte Erkrankungen der Wirbelsäule als Berufskrankheiten gemäß BK-Nr. 2108–2110

Es ist zu hinterfragen, wie einerseits die heutigen wissenschaftlichen Erkenntnisse mit den Vorstellungen zur biomechanischen Genese von Bandscheibenschäden zu vereinbaren sind und andererseits, wie sich dies in der Arbeit der Verwaltungen, der Gutachter und der Gerichte niederschlägt. Unverändert sind diese BKen Gegenstand heftiger Kontroversen, was an der Zahl gerichtlicher Grundsatzentscheidungen und der überdurchschnittlich hohen Zahl von Widersprüchen gegen Verwaltungsentscheide zu erkennen ist.

Von Anfang an bestanden Abgrenzungs-probleme zwischen den degenerativen Volks-krankheiten der Wirbelsäule und den genannten BKn. Daher war, mehr noch als bei den übrigen durch physikalische Einwirkungen bedingten BKen, ein Dosis-Wir-kungs-Modell erforderlich, das ein Übermaß der Belastung bzw. Belastbarkeit der Bandscheibenstrukturen definieren sollte. Neben einer Vielzahl internationaler epidemiologischer Arbeiten sollte die Deutsche Wirbelsäulenstudie (DWS) mit einer beispiellos umfangreichen Erhebung der biomechanischen Einwirkungen in den Be-rufen und Gewerken diese für Kausalitätsbetrachtungen unverzichtbare Lücke ausfüllen.

Der Aufsatz von Grosser in diesem Heft setzt sich detailliert mit der DWS und den nachfolgenden Auswertungen auseinander, der Beitrag von Schröter konzentriert sich auf die gutacherlichen Fragen und Hilfsmittel zur Kausalitätsbeurteilung.

Im Lichte der neueren wissenschaftlichen Erkenntnisse zur Arthrogenese erscheinen einleitend zum vorliegenden Themenheft einige Vorbemerkungen angebracht zu sein.

Biomechanische Theorie

Eine wissenschaftlichen Ansprüchen genügende Definition degenerativer Veränderungen an Gelenken durch biomechanische Einwirkungen findet sich auch in Standardwerken zur Biomechanik und zur Gelenkpathologie nicht (Pauwels 1965; Mohr 2000; Kummer 2005; Klein u. Sommerfeld 2007). Eine biologisch-wissenschaftliche Verknüp-fung von biomechanischen Einwirkungen mit den zellulären und histopathologischen Veränderungen fehlt. Versuchsanordnungen nach der Art technischer Bruchversuche an Leichenbandscheiben und Gelenken bilden noch keine realistischen beruflichen oder sportlichen Einwirkungen ab (Adams et al. 2000).

Der Begriff der Degeneration ist Gegenstand wissenschaftlicher Kontroversen

Veränderungen von Gelenken und gelenksnahen Strukturen wie Verstärkungen von Bändern oder Verdichtungen der knöcher-nen Trabekelstruktur zeugen von der Be-deutung chronisch biomechanischer Einwirkungen im Sinne belastungsadaptiver, physiologischer Veränderungen mit einer großen Bandbreite biologischer Anpassungsreaktionen. Der Begriff der Degeneration selbst ist Gegenstand wissenschaftlicher Kontroversen. Mechanische Schäden durch chronische Einwirkungen stellt man sich als Mikrotraumen vor, die zu strukturellen und funktionellen Schäden an Knochentrabekeln oder Bändern und Sehnen führen sollen. Diesem als RSI (Repetitive Strain Injury) bekannten Konzept fehlt bis-lang jedoch noch die wissenschaftliche Bestätigung.

Die Frage nach einem zu viel an fortgesetzten mechanischen Einwirkungen, das in chronische Degeneration mündet, wurde wissenschaftlich bislang nicht befriedigend beantwortet. Ein auf einer überzeugenden Datenlage beruhendes Dosis-Wirkungs-Modell mit biologisch zuzuordnenden Schadensbildern, das zwischen normal, zu viel oder zu wenig Belastung unterscheidet, liegt unverändert nicht vor. Aus der Sportmedizin ist bekannt, dass auch über viele Jahre hoch belastete Bandscheiben nicht irgendwann degenerativ verändert werden. Im Gegenteil, Sportler bewahren sich überdurchschnittlich belastbare Gelenke bis ins Alter hinein, sofern nach Art und Zeitpunkt klar abgrenzbare Traumen in der Vergangenheit auszuschließen sind. Allgemein kann bei Sportlern auch nicht davon ausgegangen werden, dass es sich um eine genetische Elite handelt, die für biomechanische Einwirkungen besonders unempfindlich ist.

Im Lichte vordergründig plausibler, wissenschaftlich aber nicht begründeter An-nahmen zur Schadenswirkung biophysikalischer Expositionen finden sich in der Fachliteratur kritisch distanzierte Wortmel-dungen: „Biomechanik versteht sich zwar als wissenschaftliche Disziplin, wandelt aber immer dann, wenn funktionelle Inter-pretationen empirischer Ergebnisse versucht werden, an der Grenze zum Spekulativen“ (Klein u. Sommerfeld 2007). Deutlicher noch wird Bullough (2004) in seinen kritischen Anmerkungen zum Konzept des RSI. „Die Wear-and-Tear-Theorie zur Schadensursache, der sich der Autor nicht anschließt, hatte einen geistig lähmenden Effekt auf die medizinische Meinungsbildung bezüglich Prävention und Behandlung der Erkrankung. Es ist hilfreicher, die Arthritis klinisch als die Folge des Zusammenbruchs der normalen physiologischen Pfade anzusehen. … sie ist keine unvermeidliche Erkrankung, die aus dem Aufbrauch des Gelenkes durch lange Belastungen resultiert“. Zum Zusammenhang von Bandscheibendegeneration und beruflichen Belastungen schreibt Waddell (2004): „Der Mangel an einer klaren Dosis-Wirkungs-Beziehung lässt Zweifel an einer starken kausalen Beziehung aufkommen. Entgegen der populären Ansicht dürften berufliche Belastungen keine dominierende Rolle bei der Bandscheibendegeneration haben … Zusammenfassend ist RSI eher ein gutachterliches und verwaltungstechnisches Konzept (medicolegal concept) als eine klinische oder pathologische Realität“.

Das Wesen der Degeneration

Auch in Standardwerken der Biomechanik finden sich keine Ausführungen, die den Begriff der Gelenksdegeneration grundlegend hinterfragen (Kummer 2005; Waddell 2004), gelegentlich werden degenerative und Alterungsprozesse sogar gleich gesetzt (Hempfling et al. 2011). In der Pathologie finden sich klare Ausführungen, die den Alterungsprozess als Involution kennzeichnen, d. h. als Funktionsminderung der Organe ohne grundsätzlich strukturelle Veränderungen. Degeneration dagegen ist ein irreversibler Funktions- und Strukturverlust eines Organs oder Organsystems ohne erkennbare Altersabhängigkeit (Böcker et al. 1997). Pragmatisch ist die Definition des Oxford Dictionary zur Degeneration als krankhafte Strukturveränderung in Form einer Desintegration von Gewebe oder Ersatz eines höherwertigen durch ein geringerwertiges Strukturgewebe (zit. nach Waddell 2004). So wird im Zuge degenerativer Veränderungen beispielsweise Bandscheibengewebe durch Narbengewebe oder Muskulatur durch Fettgewebe ersetzt.

Weit verbreitet ist die Ansicht, dass auch die Alterung von Natur aus in eine Degeneration mündet, wenn das Individuum nur alt genug werden würde, die sog „Linksverschiebung“ der Gelenksdegeneration (Junghanns 1968). Krankhaft wäre dann alleine der altersvorauseilende Funktions- und Strukturverlust. Beispielhaft sei auf die Untersuchungen zur „Häufigkeit der Spondylosis deformans bei Männern und Frauen in den verschiedenen Lebensaltern“ von Schmorl und Junghanns verwiesen (Junghanns 1968). Hier kann jedoch weder ein linearer, noch einen monophasischer Verlauf dargestellt werden.

Ein belastungskonformes Schadens- bild lässt sich durch biomechanische Einwirkungen an den Bandscheiben nicht begründen

Mit der Schaffung der bandscheibenbedingten BKen der Wirbelsäule ergab sich die Notwendigkeit, einen „normalen und einen pathologischen Altersgang der Degeneration“ quantitativ zu definieren, als unverzichtbares Ab-grenzungskriterium für eine berufsbe-dingte Kausalwirkung. Dies war umso mehr erforderlich, als sich ein sog. belastungskonformes Schadensbild durch biomechanische Einwirkungen an den Bandscheiben nicht begründen ließ. Die Abgrenzungskriterien wurden in einem Konsensusprozess unter Experten formuliert (Bolm-Audorff et al. 2005), wobei gesicherte wissenschaftliche Erkenntnisse als Grundlage rationaler Bewertungen allenfalls rudimentär vorlagen. Dies schlägt sich ebenfalls in den teilweise kontroversen Voten in den publizierten Konsenskriterien nieder (s. hierzu die Ausführungen von Grosser).

Aus pathologischer Sicht können unterschiedliche Einwirkungen und Noxen zur Degeneration führen (Hitze, Kälte, Vibra-tion, Gifte etc.), deren gemeinsame biologische Endstrecke die akute oder chronische Minderung des zellulär verfügbaren Sauerstoffs ist. Im Kern ist Degeneration somit eine Erstickungsreaktion der Zellen im Gewebsverband und der Ersatz differenzierten und stoffwechselaktiven Gewebes durch weniger anspruchsvolles Bindegewebe ohne die ursprüngliche Organfunktion. Die mit Abstand häufigste Ursache der zellulären Hypoxie ist die Funktions- und Strukturänderung des Zwischengewebes, das mit dem Kapillargeflecht der Organe interagiert. Sämtliche Organsysteme weisen eine spezifische Kapillararchitektur auf, die für gefäßdegenerative Einwirkungen unterschiedlich empfindlich ist. So ist der Knochen infolge seiner starren Struktur für eine ossäre Hypertonie prädestiniert, verstärkt noch durch das völlige Fehlen einer lymphatischen Klärfunktion. Die hypertensive Fehlfunktion der ossären Kapillaren findet ihren Niederschlag im Knochenmarksödem, das den Zusammenbruch der regulären Diffusion der Knorpelzellen markiert. Die Verfettung der Rückenmuskulatur in Höhe degenerativ veränderter Bewegungssegmente ist Ausdruck der vom Knochen über die Venendrainage einwirkenden Kapillarde-generation der Muskulatur (Frank 2013).

Kennzeichnend für die Degeneration ist daher nicht eine qualitative Funktionsminderung bei erhaltener Organfunktion (Alter, Involution), sondern ein irreversibler funktioneller und struktureller Wandel. Unzutreffend ist daher auch die Sichtweise einer mit dem Alter unvermeidlichen Degeneration der Organsysteme. Umfangreiche histologische Untersuchungen an Geweben der Bewegungssegmente widersprechen ausdrücklich einer reinen Alterungstheorie. Boos et al. (2002) führen dazu aus: „Die Einteilung von Bandscheibenmaterial nach Alter oder makroskopischen Veränderungen ist wegen substanzieller individueller und regionaler Variationen ungenügend … Die Studie bietet eine klare histologische Evidenz zum schädigenden Effekt einer verminderten Blutversorgung der Bandscheiben, die offenbar den Gewebszusammenbruch einleiten, der bereits in der ersten Hälfte der zweiten Lebensdekade (!) beginnt“. Ähnlich äußern sich auch Haefeli et al. (2006).

Die Deutsche Wirbelsäulenstudie

Die Deutsche Wirbelsäulenstudie wurde auf Betreiben der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung, (DGUV, damals noch Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften, HVBG) im Jahre 2002 initiiert und mit beispiellosem Aufwand als Multi-Center-Studie an mehr als 1800 Probanden durchgeführt. Alleine der überaus differenzierte Fragebogenanhang der Studie umfasst mehr als 150 Seiten im Original-bericht (DWS 2007).

Um höchste Qualität in der Fragebogen-erhebung zu gewährleisten, wurden „intensive Experteninterviews“ eigens geschulter Interviewer des technischen Aufsichtsdienstes (TAD) der Berufsgenossenschaf-ten durchgeführt, die die erinnerten Selbstangaben der Probanden auf Plausibilität und Vollständigkeit überprüfen sollten. Zur Prüfung der Interviewdaten auf Reliabilität, d. h. Verlässlichkeit der Angaben bei wiederholter Befragung der Probanden mit demselben Instrument, wurde eine Intra-Rater- und eine Inter-Rater-Analyse an n = 40 bzw. n = 39 Probanden vorgenommen. Die Intra-Rater-Interviews beinhalteten Befragungen desselben Probanden durch denselben Interviewer im Abstand weniger Wochen; die Inter-Rater-Interviews dagegen Befragungen derselben Probanden durch verschiedene Interviewer ohne Kenntnis der Erstdaten, ebenfalls im Abstand weniger Wochen.

Die als Maß der Übereinstimmung berechneten Kappa-Werte der beiden Stichproben unterscheiden sich erheblich und sind im Falle der Intra-Rater-Ergebnisse (derselbe Interviewer) überaus homogen, im Falle der Inter-Rater-Ergebnisse (unterschiedliche Interviewer) dagegen jedoch erheblich unterschiedlich. Die berechneten Kappa-Werte als Maß der Übereinstimmung der beiden Stichproben unterscheiden sich in der Differenz fast um den Faktor 10! (Tabelle 6 im Teil der DWS: Erhebung zur beruflichen Wirbelsäulenexposition durch die Technischen Aufsichtsdienste …).

Die Autoren folgern, dass die Intra-Rater-Analyse eine akzeptable bis gute Übereinstimmung ergebe, die Inter-Rater-Analyse dagegen für die beiden berechneten Dosismodelle zu unzureichenden Übereinstimmungen führe. Es wird auf die „Grenzen retrospektiver Expositionsermittlung“ und ein bei den Berufsgenossenschaften im Aufbau befindliches befragungsunabhängiges Kataster beruflicher Einwirkungen und Belastungen verwiesen.

Aus methodenkritischer Sicht muss ge-folgert werden, dass die Interviewergebnisse der Deutschen Wirbelsäulenstudie einem doppelten systematischen Bias unterliegen: seitens der Probanden durch Erinnerungslücken und zweckgerichteten Überschätzung der früheren Exposition und seitens der Interviewer durch Glättung der Interviewergebnisse als mutmaßliches „Qualitätskriterium“ der eigenen Erhebung. Dieser Mechanismus ist aus Schulzeiten als Abschreiben bekannt. Mit einer solchen Bürde behaftete Daten sind überaus heterogen und einer rationalen Analyse und Interpretation praktisch nicht zugänglich, zumal die Störeinflüsse nicht eingegrenzt werden können. Die Reliabilität der Inter-Rater-Analyse mit Kappa-Werten zwischen 0,12 und 0,68 lässt eine sinnvolle Interpretation der Ergebnisse nicht zu. Vielmehr muss auch an der konstruktiven Validität der Daten erheblich gezweifelt werden. Die Validität als grundlegendes Qualitätsmaß einer Studie erlaubt eine Abschätzung dahingehend, ob das verwendete Instrument für den Zweck der Untersuchung überhaupt geeignet ist. Diese Eignung ist bei der DWS begründet in Zweifel zu ziehen.

Auch die histologische Aufarbeitung von 120 Bandscheibenproben von operierten Probanden im Rahmen der DWS ergab für keinen der gewählten Parameter (Chondrozytenkluster, kumulative und Einzelbelastung, Narbengewebe) einen Zusammenhang zu beruflichen Einwirkungen, weder im Sinne chronischer Einwirkungen noch als umschriebene Einzelüberlastungen. „Arbeitsbelastungen … führen zu keinen spezifischen Schäden an Bandscheiben und stellen damit keine wesentliche Ursache für die Auslösung von Bandscheibenvorfällen dar“ (Hoell 2005, S. 21). Nach der biomechanischen Theorie wäre einleuchtend, dass „eine hohe mechanische Belastung zu einer Degradation und Desintegration der Bandscheibenmatrix führen sollte. Dem ist aber nicht so“ (Höll 2005; S. 61). Diese zur DWS begleitend gewonnenen Daten, die einzigen im biologischen Material gewonnenen Ergebnisse, fanden unverständlicherweise keinen Eingang in die Gesamtdokumenta-tion der Studie. Somit muss gefolgert werden, dass sowohl die Datenerhebungsstrategie wie auch das verwendete Fragebogeninstru-ment fundamentale methodische Anforderungen nicht erfüllen. In der Tat ließ sich eine konsistente und biomechanisch plausible Interpretation für keines der zahlreichen berechneten Dosis-Wirkungs-Modelle aufzeigen. Im Kontext der beschriebenen problematischen Abschätzung der kumulativen beruflichen Belastungen der Wirbelsäule ließen sich ferner keine Beziehungen zu chronisch degenerativen Veränderungen des Bandscheibengewebes aufzeigen. Im Kreis der medizinischen Experten und vor den Gerichten findet deshalb die Deutsche Wirbelsäulenstudie derzeit keine ausreichende Akzeptanz.

Wohin geht die Reise?

Wesentliche Quellen zum Erkenntnisfortschritt der Arthroseforschung kommen aus den Grundlagenfächern der Medizin wie Histologie, Pathologie, Pathophysiologie. Er-gänzt werden sie durch eine rasch wachsende Zahl von Publikationen, die klare statistische Assoziationen der Risikofaktoren des Metabolischen Syndroms zu allgemeinen degenerativen Veränderungen des Bewegungsapparates aufzeigen. Neuerdings wird auch gefordert, die Arthrose in die definitorischen Kriterien des Metabolischen Syndroms zu implementieren (Zhuo et al. 2012).

Auffallend ist, dass die pathologischen Veränderungen der Gefäße im Knochen in der Literatur bisher wenig Beachtung gefunden haben und systematische Unter-suchungen hierzu im angiologischen und orthopädischen Fachgebiet weitgehend feh-len. Dies verwundert, da nach den Ergebnissen der Pathologie und der Pathophysio-logie die Organdegeneration praktisch regelhaft mit Gefäßdegeneration im Kapillar-bett einhergeht (s. dazu auch den Artikel von Frank und Kentner zu Morbus Scheuer-mann in diesem Heft). Epidemiologische Studien zur Arthroseprävalenz auf der Grundlage der Befragung Erkrankter sind anfällig für Bias und lassen belastbare Schlussfolgerungen nicht zu. Die DWS ist in diesem Sinne der umfassendste Versuch einer epidemiologischen Erhebung zur Verursachung von Bandscheibenschäden durch biomechanische Belastungen und zugleich der deutlichste Beleg der fehlenden Verlässlichkeit und Brauchbarkeit solcher Daten. Weitere Auswertungen des Datenmaterials der DWS werden den Makel der fehlenden Reliabilität der Belastungsermittlung nicht beheben können, d. h. auch die Sekundäranalyse dürfte keine wissenschaftlich gesicherten Erkenntnisse hinsichtlich der Dosis-Wirkungs-Beziehungen und eines belastungskonformen Schadensbildes hervorbringen. 

Literatur

Adams MA, Freeman BJ, Morrison HP et al.: Mechani-cal initiation of intervertebral disc degeneration. Spine 2000; 25: 1625–1636.

Böcker W, Denk H, Heitz PU: Pathologie. München: Urban & Schwarzenberg, 1997.

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Boos N, Weissbach S, Rohrbach H et al.: Classification of age related changes in lumbar intervertebral discs. 2002 Volvo Award in Basic Science. Spine 2002; 27: 2631–2644.

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Frank K: Gefäßschäden im Stütz- und Bewegungsapparat – Ursachen und Folgen der Arteriosklerose am Beispiel der Wirbelsäulendegeneration. In: Ludolph E, Lehmann R, Schürmann J (Hrsg.): Kursbuch der ärztlichen Begutachtung. Landshut: Ecomed Medizin, Loseblattsammlung 12/2013.

Haefeli M, Kalberer F, Saegesser D et al.: The course of macroscopic degeneration in the human lumbar intervertebral Disc. Spine 2006; 31: 1522–1531.

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Waddell G: The Back Pain Revolution. 2nd edn. Edinburgh: Churchill Livingstone, 2004.

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