Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Androgene aktivieren Knochenzellen

20.11.2002


Körperliche Belastung in periodischen Abständen stimuliert Osteoblasten


Knochenzellen werden durch körperliche Belastung und Hormone zum Wachstum angeregt.
Wer wie Astronautinnen in der Schwerelosigkeit arbeitet und zudem noch wenig männliche Geschlechtshormone (Androgene) hat, ist am stärksten gefährdet. Wissenschaftler des Universitätsklinikums Heidelberg haben herausgefunden, warum die Kombination aus körperlicher Belastung und hohem Androgenspiegel vor Knochenschwund schützt: Beide Faktoren stimulieren die Aktivität von Knochenzellen und sorgen dafür, dass diese stärker im Knochengewebe verankert werden und das Knochengerüst verfestigen. Die Ergebnisse sind in der renommierten amerikanischen Fachzeitschrift "Journal of Experimental Medicine" veröffentlicht worden.

In Deutschland leiden derzeit ca. 6 Millionen Menschen an Knochenschwund (Osteoporose), vor allem Frauen über 60 Jahren. Die fortgeschrittene Erkrankung führt häufig zu Knochenbrüchen und macht die Betroffenen pflegebedürftig. Genetische Veranlagung und die Ernährung schon ab dem Kinderalter sind weitere wichtige Faktoren für die Entstehung der Osteoporose.

Der Einfluss von Geschlechtshormonen auf den Knochenstoffwechsel ist bekannt: Männer erkranken sehr viel seltener als Frauen an Knochenschwund, etwa im Verhältnis 5:1. Langstreckenläuferinnen, die wenig Geschlechtshormone und somit keine Regelblutung haben, zeigen eine geringere Knochendichte als Sportlerinnen mit einem intakten weiblichen Zyklus. Nicht nur die weiblichen, sondern auch die männlichen Geschlechtshormone spielen bei Frauen eine Rolle - wenn auch in niedriger Konzentration. Dennoch sind sie für die ständige Regeneration des Knochens von großer Bedeutung.

Knochenaufbau durch Belastung stimuliert. Stärkere Verankerung der Knochenzellen.

Menschliches Knochengewebe wird ständig auf- und abgebaut. Für den Aufbau sind bestimmte Knochenzellen, die Osteoblasten, zuständig, während ihre Schwesterzellen, die Osteoklasten, den Knochen abbauen, um Platz für neue Knochensubstanz zu schaffen. Die Zellen sind von der Knochenmatrix umgeben, einer "Knochenkittsubstanz", in der verschiedene Mineralstoffe wie Calcium- und Magnesiumsalze, aber auch flexible "Mukopolysaccharide" eingelagert sind. Die Arbeitsgruppe von Privatdozent Dr. Dr. Christian Kasperk, dem Leiter der Sektion Osteologie der Medizinischen Universitätsklinik Heidelberg (Ärztlicher Direktor: Prof. Dr. Peter Nawroth) untersuchte Knochenzellen von gesunden Männern und Frauen in einem speziellen Zellsystem, das die natürliche körperliche Belastung an entnommenen Knochenzellen nachahmt.

"Belastung in periodischen Abständen aktiviert die Knochenzellen", erklärt Dr. Kasperk. Diese strecken quasi ihre Fühler in die umgebende Knochenmatrix aus, und heften sich an der Kittsubstanz fest. Die Verankerungen sind gleichzeitig sensible Messfühler: Sie registrieren Verformungen der Knochenmatrix, die durch Belastung ausgelöst werden. Dadurch wird der Zellstoffwechsel angeregt, neue Knochensubstanz wird gebildet und der Knochen somit stabiler. Messen konnten die Heidelberger Wissenschaftler dies an einer Zunahme des Erbmaterials DNS von Osteoblasten sowie bestimmter Wachstumsfaktoren.

Die molekulare Struktur der Zellverankerung ist weitgehend geklärt: An den Zellfortsätzen befinden sich Rezeptoren, spezielle Eiweiße, die für eine Verankerung der Zellen in der Knochenmatrix sorgen. Durch die Gabe des männlichen Geschlechtshormons Dihydrotestosteron (DHT) wird das per Belastung bereits stimulierte Zellsystem zu noch größerer Aktivität angeregt: Die männlichen und weiblichen Knochenzellen strecken verstärkt ihre Fortsätze aus und verkitten die Matrix zu einem stabilen Gerüst. Durch weibliche Geschlechtshormone wird dieser Mechanismus dagegen nicht aktiviert.

Niedriger Androgenspiegel ist ein Risikofaktor für die Osteoporose.

Welche Konsequenzen haben diese neuen Erkenntnisse für die Prävention und Behandlung der Osteoporose? "Unsere wissenschaftliche Arbeit erklärt, warum körperliche Betätigung so entscheidend für die Vorbeugung und Behandlung ist", sagt Dr. Kasperk. Medikamente allein nützen kaum. Auch die Art der Bewegung ist von Bedeutung. Ausdauertraining, wie es Astronauten, die in der Schwerelosigkeit rapide Knochensubstanz verlieren, ursprünglich praktiziert haben, ist wenig effektiv, weil der Knochen offensichtlich immer wieder neue Impulse und Stoßbelastungen benötigt, um sich zu regenerieren.

Sind Androgene ein neue Perspektive für die Behandlung der Osteoporose? "Ältere Männer mit Testosteronmangel, aber auch Frauen im höheren Lebensalter werden bereits damit behandelt", sagt Dr. Kasperk. In einer klinischen Studie möchte er nun untersuchen, welchen Vorteil Androgene bei beiden Geschlechtern in Verbindung mit körperlicher Betätigung bringen können, insbesondere wenn niedrige Testosteronspiegel gemessen wurden.

Dr. Annette Tuffs | idw
Weitere Informationen:
http://www.jem.org/cgi/reprint/196/10/1387?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&author1=Kasperk&searchid=1037691164488_4104&

Weitere Berichte zu: Androgene Geschlechtshormon Knochenmatrix Knochenzelle Osteoporose

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Wachablösung im Immunsystem: wie Dendritische Zellen ihre Bewaffnung an Mastzellen übergeben
16.11.2017 | Universitätsklinikum Magdeburg

nachricht Wie Lungenkrebs zur Entstehung von Lungenhochdruck führt
16.11.2017 | Justus-Liebig-Universität Gießen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Tagung widmet sich dem Thema Autonomes Fahren

21.11.2017 | Veranstaltungen

Neues Elektro-Forschungsfahrzeug am Institut für Mikroelektronische Systeme

21.11.2017 | Veranstaltungen

Raumfahrtkolloquium: Technologien für die Raumfahrt von morgen

21.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Gene für das Risiko von allergischen Erkrankungen entdeckt

21.11.2017 | Studien Analysen

Wafer zu Chip: Röntgenblick für weniger Ausschuss

21.11.2017 | Informationstechnologie

Nanopartikel helfen bei Malariadiagnose – neuer Schnelltest in der Entwicklung

21.11.2017 | Biowissenschaften Chemie