Bestimmte Kanäle auf der Oberfläche von Knochenzellen, den so genannten Osteozyten, tragen dazu bei, stärkere Knochen aufzubauen, wenn es zu einer mechanischen Belastung kommt.
- Dies zeigt eine in eLife veröffentlichte Studie.
Diese neue Entdeckung könnte helfen, neue Behandlungen für Osteoporose und andere Krankheiten zu entwickeln, die zum Schwund von Knochen führen.
Mechanische Belastungen von Knochen regen ihr Wachstum an. Osteozyten, die 90-95 Prozent aller Knochenzellen ausmachen, erkennen mechanische Belastungen und regulieren dann den Abbau von geschwächtem Knochen durch Zellen (Osteoklasten) und den Aufbau von neuem Knochen durch Zellen.
Das Forscherteam der University of Texas Health Science Center at San Antonio arbeitete in der Studie mit verschiedenen Mausmodellen. Sie fanden heraus, dass ein chemischer Stoff namens Prostaglandin (PGE2) sowohl bei den normalen Mäusen als auch bei Mäusen mit Knochenschwund wichtig ist, um bei mechanischen Belastungen Knochen wieder wachsen zu lassen.
Um zu bestätigen, dass dabei die sogenannten Cx43-Hemikanäle für die Stärkung der Knochen unerlässlich sind, verabreichte das Forscherteam den Mäusen einen Antikörper, der die Aktivität der Cx43-Hemikanäle blockiert.
Sie stellten fest, dass dies auch die Freisetzung von PGE2 bei den Tieren stoppte und die Stärkung der Knochen als Reaktion auf mechanische Belastung verringerte. Die Behandlung derselben Mäuse mit PGE2 stellte jedoch die knochenstärkende Wirkung der mechanischen Belastung wieder her.
Gegenwärtig bestehende Behandlungen von Osteoporose zielen im Allgemeinen auf Osteoklasten ab, die geschwächte Knochen abbauen, und wirken durch eine Verringerung des Knochenumsatzes. Dies kann im Laufe der Zeit unbeabsichtigt zu brüchigeren Knochen führen und wurde mit einigen seltenen, aber ernsthaften Nebenwirkungen in Verbindung gebracht.
Die Studienergebnisse legen nahe, dass die gezielte Beeinflussung der Cx43-Hemikanäle auf den Osteozyten eine alternative Behandlungsmöglichkeit darstellen könnte, die die körpereigene Reaktion auf mechanische Belastung nutzt.
Noch sind weitere Studien erforderlich, um diese Ergebnisse zu verifizieren und das Potenzial von Medikamenten zu erforschen, die auf diese Kanäle abzielen. Sie könnten besonders für ältere Patientinnen und Patienten hilfreich sein, die auf die knochenstärkende Wirkung von Bewegung weniger gut ansprechen, sind die Forscher überzeugt.
Quellen
- University of Texas Health Science Center at San Antonio
- Dezhi Zhao, Manuel A Riquelme, et al., Connexin hemichannels with prostaglandin release in anabolic function of bone to mechanical loading eLife 11:e74365. https://doi.org/10.7554/eLife.74365
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