Gesundheit
Knochenmodellierung: Fehlende Bewegung führt zu Knochenabbau

«Use it or lose it:» Zürcher Forscher konnten erstmals aufzeigen, wie das Knochengewebe auf mechanische Belastung mit Knochenaufbau reagiert. Die Studie betone, wie wichtig es ist, die Knochen durch Bewegung zu stimulieren.

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Regelmässiges Joggen oder Walken fördert die Knochenbildung.

Regelmässiges Joggen oder Walken fördert die Knochenbildung.

Keystone

Regelmässiges Joggen oder Walken fördert die Knochenbildung über die Knochen auf- und abbauende Zellen. Umgekehrt führt fehlende Bewegung zum Knochenabbau. Mediziner nennen dies «Knochenmodellierung», schrieb die ETH am Montag in einer Mitteilung. Die genauen Mechanismen dahinter waren bisher jedoch schlecht verstanden.

Nun haben Forscher der ETH Zürich herausgefunden, dass sowohl der Auf- wie der Abbau der Knochen zu 80 Prozent durch mechanische Reize gesteuert werden, berichten sie im Fachblatt «PLOS ONE». Für ihr Experiment übten sie an bestimmten Stellen von Schwänzen lebender Mäuse Druck aus und erstellten mittels Mikrotomographie 3D-Bilder.

Abgeleitet von diesen Bildern setzten sie die Schwanzwirbel in Computermodellen virtuellen Krafteinwirkungen aus. Dazu nahmen sie den neuen Supercomputer «Monte Rosa» am Swiss Center for Scientific Computing in Lugano zu Hilfe.

Die Ergebnisse zeigten ganz klar, dass sowohl die Aktivität der knochenbildenden wie auch der knochenabbauenden Zellen durch mechanische Beanspruchung gesteuert werden, erklärte Studienleiter Ralph Müller von der ETH in der Mitteilung. Knochensubstanz werde dort gebildet, wo sie benötigt wird und wieder rückgebildet, wo sie nicht gebraucht wird.

Knochenabbau bei Östrogenmangel

Ein weiteres Experiment bestätigte zudem die Rolle des Hormons Östrogen beim Knochenabbau. Mäuse, denen vor dem Experiment die Eierstöcke entfernt worden waren, zeigten ohne mechanische Belastung einen noch stärkeren Knochenabbau. Das heisst, dass auch an Stellen Knochensubstanz abgebaut wird, wo sie eigentlich benötigt wird.

Dies untermauere die Vermutung, dass Östrogenmangel eine der Ursachen ist, weshalb rund 30 Prozent der Frauen nach der Menopause an Osteoporose erkranken, schrieb die ETH. Die Resultate passten früheren Studien, die darauf hinwiesen, dass Andockstellen auf den Zellen für Östrogen in die Knochenzellen-Antwort auf mechanische Reize involviert sind.

Ihre Erkenntnisse seien für ein besseres Verständnis von Knochenerkrankungen und für die Medikamentenentwicklung essenziell, schreiben die Autoren der Studie.