Verbindungen zwischen Körpergeweben Hallo Knochen? Hier spricht Muskel!

Forscher haben eine überraschende Entdeckung gemacht: Knochen und Muskeln sind nicht nur über Sehnen fest miteinander verbunden - die beiden Gewebetypen tauschen sich sogar aus. Durch die Ausschüttung von Signalstoffen beeinflussen sie gegenseitig ihre Entwicklung.
Menschliches Skelett: Knochen- und Muskelsystem kommunizieren über Botenstoffe

Menschliches Skelett: Knochen- und Muskelsystem kommunizieren über Botenstoffe

Foto: DDP

Zwischen dem Knochen- und dem Muskelsystem eines Menschen gibt es mehr Verquickungen als bisher angenommen. Marco Brotto von der University of Missouri-Kansas City und seine Kollegen präsentierten auf dem "Experimental Biology Meeting" in Anaheim (24. bis 28. April) eine Studie in der sie nachweisen konnten: Gendefekte, die Muskelbeeinträchtigungen zur Folge haben, können auch die Knochen schädigen - und umgekehrt. In weiteren Untersuchungen konnten die Wissenschaftler zudem beobachten, wie Knochen und Muskeln über verschiedene Botenstoffe miteinander kommunizieren. Die Forscher erhoffen sich von den Resultaten neue Ansätze zur Behandlung zahlreicher Erkrankungen des Muskel- oder Knochenapparats.

Osteoporose - Knochenschwund - ist die häufigste Knochenerkrankung bei älteren Leuten. Die Dichte und damit die Stabilität der Knochen nimmt ab, sie werden anfälliger für Brüche. Im Alter wird zunehmend auch Muskelmasse abgebaut, wodurch die Körperkraft abnimmt. Bis jetzt nahmen Wissenschaftler an, dass derartige Phänomene unabhängig voneinander entstehen und sich nicht gegenseitig beeinflussen. Das Team von Brotto identifizierte jedoch verschiedene Signalsysteme zwischen Muskeln und Knochen.

Erste Hinweise darauf lieferte ein Gen, das die Muskelfunktion entscheidend beeinflusst: War dieses mutiert oder beschädigt, beeinträchtigte das nicht nur wie erwartet die Muskelfunktion, sondern veränderte auch die Knochenstruktur. Und eine weitere Entdeckung machten die Forscher: Knochen können wie Drüsen agieren und bestimmte Hormone wie etwa Prostaglandin abgeben. Dieses Gewebshormon spielt eine Rolle bei der Schmerzentstehung, der Blutgerinnung und bei Entzündungen. Doch auch die Muskeln reagieren auf die Hormone aus den Knochen, das Muskelwachstum wird dadurch beeinflusst. Und auch umgekehrt schütten die Muskeln Botenstoffe aus, worauf die Knochen beispielsweise mit einem Abbau reagieren.

Weibliche Mäuse entwickelten sogar Osteoporose

Brotto und seine Kollegen untersuchten auch den Kalziumstoffwechsel: Das Element ist einerseits wichtig für die Bildung dichter und stabiler Knochen. Es wird aber auch bei der Muskelkontraktion benötigt. Der Kalziumspiegel im Körper wird unter anderem durch ein bestimmtes muskelspezifisches Enzym namens MIP gesteuert, dessen Konzentration im Alter abnimmt. Die Forscher schalteten bei Mäusen das Gen aus, das dieses Enzym codiert. Das Resultat: Die Mäuse hatten nicht nur schwache Muskeln, sondern auch eine reduzierte Knochendichte.

Besonders ausgeprägt war dieser Effekt bei weiblichen Mäusen, die sogar Osteoporose entwickelten, während die Knochenveränderungen bei den Männchen nicht ganz so weit fortschritten. Dies zeigt auch, dass der Kalziumstoffwechsel geschlechtsspezifisch funktioniert - weshalb wahrscheinlich mehr Frauen als Männer an Osteoporose leiden. Nach Einschätzung der Forscher ist ein genaueres Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Knochen und Muskeln die Voraussetzung für neue Therapien für Patienten mit Knochen- und Muskelkrankheiten.

lub/ddp
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