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 Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn
19.01.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

nachricht Sicher und gesund arbeiten mit Datenbrillen
13.01.2017 | Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin

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: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

21.500 Euro für eine grüne Zukunft – Unserer Umwelt zuliebe

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

innovations-report im Interview mit Rolf-Dieter Lafrenz, Gründer und Geschäftsführer der Hamburger Start ups Cargonexx

20.01.2017 | Unternehmensmeldung

Niederlande: Intelligente Lösungen für Bahn und Stahlindustrie werden gefördert

20.01.2017 | Förderungen Preise