Für Millionen von Menschen, die an Osteoporose leiden – einer Erkrankung, bei der die Knochen gefährlich schwach werden – könnte ein großer Durchbruch im Verständnis, wie Bewegung die Knochen stärkt, den Weg für neue Behandlungen ebnen. Forscher haben ein Schlüsselprotein identifiziert, das im Knochenmark als „Trainingssensor“ fungiert und ein molekulares Ziel bietet, um die Vorteile körperlicher Aktivität auch ohne Bewegung nachzuahmen. Dies ist von Bedeutung, da zwar bereits bekannt ist, dass Bewegung die Knochengesundheit verbessert, die genauen Mechanismen jedoch bisher unklar waren.
Die Rolle von Piezo1: Der Bewegungsdetektor des Körpers
Die von der Universität Hongkong geleitete Studie konzentriert sich auf ein Protein namens Piezo1. Dieses Protein reagiert auf physikalische Kräfte wie Druck und Belastung und löst biologische Signale aus, die das Knochenwachstum fördern und die Fettansammlung im Knochenmark unterdrücken. Wenn Piezo1 fehlt, werden die Knochen schwächer und Fettzellen vermehren sich, wie in Experimenten mit Mäusen gezeigt wurde. Durch die Entfernung von Piezo1 wurde die Knochendichte direkt reduziert und die knochenstärkende Wirkung von Bewegung bei den Tieren eliminiert.
Die Forscher fanden heraus, dass Piezo1 entscheidende Signalwege steuert. Sein Fehlen führt zu Entzündungen und Fettwachstum im Knochenmark. Diese Effekte können jedoch durch die Aktivierung des Proteins oder die Wiederherstellung seiner nachgeschalteten Signale umgekehrt werden. Diese Umkehrung ist von entscheidender Bedeutung, da sie ein Potenzial für eine therapeutische Intervention nahelegt.
Vom Labor zu möglichen Behandlungen: Nachahmung von Übungen auf molekularer Ebene
„Wir haben im Wesentlichen entschlüsselt, wie der Körper Bewegungen in stärkere Knochen umwandelt“, sagt Xu Aimin, ein biomedizinischer Wissenschaftler an der Universität Hongkong. Die Implikation ist, dass zukünftige Medikamente den Piezo1-Signalweg aktivieren und den Körper im Wesentlichen dazu verleiten könnten, so zu reagieren, als würde er trainieren – auch wenn dies nicht der Fall ist. Dies ist besonders wichtig für Bevölkerungsgruppen, in denen Bewegung schwierig oder unmöglich ist, wie etwa ältere Menschen oder Menschen mit schwerer Gebrechlichkeit.
Osteoporose tritt mit zunehmendem Alter häufiger auf und aktuelle Behandlungen basieren häufig auf Änderungen des Lebensstils oder Medikamenten mit begrenzter Wirksamkeit. Ein Medikament, das die biologischen Vorteile von Bewegung nachahmen könnte, stellt einen erheblichen Fortschritt dar.
Vorbehalte und zukünftige Richtungen
Obwohl die Forschung vielversprechend ist, befindet sie sich noch in einem frühen Stadium. Die Studie wurde an Mäusen durchgeführt und die Übertragung dieser Ergebnisse auf den Menschen erfordert Vorsicht. Piezo1 spielt im Körper mehrere Rollen und es wird eine Herausforderung sein, es ohne unbeabsichtigte Folgen zu manipulieren. Dennoch verbessert diese Studie unser Verständnis der Osteoporoseentwicklung erheblich. Da die Weltbevölkerung immer älter wird, wird es immer dringlicher, Wege zu finden, die Knochengesundheit länger aufrechtzuerhalten.
„Dies bietet eine vielversprechende Strategie über die traditionelle Physiotherapie hinaus“, sagt Mechanobiologe Eric Honoré. „In Zukunft könnten wir möglicherweise die biologischen Vorteile von Bewegung durch gezielte Behandlungen nutzen, den Knochenschwund in gefährdeten Gruppen verlangsamen und ihr Risiko für Frakturen erheblich verringern.“
Letztlich liefert diese Forschung ein klares Ziel für Interventionen. Durch die Aktivierung des Piezo1-Signalwegs können Wissenschaftler möglicherweise die Vorteile von Bewegung nachahmen und so einen neuen Ansatz zur Bekämpfung von Osteoporose bieten und das Leben von Millionen Menschen verbessern.
