Der Knochen befindet sich in einem ständigen Auf-, Ab- und Umbauprozess, so dass jeder Mensch nahezu alle 7 Jahre ein völlig neues Skelett erhält. Ein Mensch, der 84 Jahre alt ist, hat dementsprechend 12 Mal sein Skelett „gewechselt“.
Der menschliche Knochen ist deshalb so dynamisch, weil sich das Skelett ständig neuen Bedingungen anpassen muss. Ein gutes Beispiel dafür sind die Zahnspangen, die durch Druck der Zahnwurzeln auf die Kieferknochen eine Neustellung der Zähne ermöglichen. Durch Sport, Bewegung und Gewicht beanspruchte Knochen werden dicker und kräftiger. Knochen, denen Bewegung und Belastung fehlen, werden dünner und schwächer.
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Wie aber bewerkstelligt der Knochen solche Umbaumaßnahmen? Die Knochensubstanz selbst besteht aus zwei Materialien: Aus dem Bindegewebe, welches für die Biegsamkeit des Knochens verantwortlich ist, und aus dem mineralischen Anteil, der die typische Festigkeit des Knochens gewährleistet.
Im normalen Knochenstoffwechsel besteht ein stetiges Gleichgewicht zwischen Knochenabbau und Knochenaufbau
Zwei Arten von Zellen spielen die Hauptrolle im Knochenstoffwechsel
- Osteoblasten sind Zellen, die Knochen aufbauen.
- Damit der Knochen nicht unentwegt weiterwächst gibt es Zellen, die den Abbau der Knochensubstanz bewirken. Dabei handelt es sich um die Osteoklasten.
Folgendes Beispiel aus dem Straßenbau hilft, die Funktion der knochenabbauenden und -aufbauenden Zellen (Osteoklasten und Osteoblasten) besser zu begreifen: Jeder weiß, dass es nach einem strengen Winter zu einer erheblichen Häufung von Schlaglöchern im Asphalt der Straßen kommen kann. Um diesen Zustand zu beheben, wird idealerweise im Frühjahr zunächst der defekte Anteil der Fahrbahn abgetragen und danach in einem zweiten Arbeitsgang mit frischem Asphalt aufgefüllt.
So ähnlich arbeitet der Knochen auch, denn es gibt nicht nur natürliche Umbauvorgänge, sondern auch Defekte, die durch Überlastung, Unfälle und falsche Bewegungen entstehen können. Diese Mikrobrüche (Mikrofrakturen), die nicht mit den typischen Knochenbrüchen verwechselt werden dürfen, lösen im Knochen Reparaturprozesse aus: Die Osteoklasten bauen im Bereich der Mikrofrakturen den defekten Knochen ab und die Osteoblasten den neuen, stabilen Knochen auf. Die Zusammenarbeit der Knochenzellen ist perfekt aufeinander abgestimmt.
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Eigene Sprache der Osteoklasten und Osteoblasten untereinander
Osteoblasten spielen im Knochenstoffwechsel eine wichtige Rolle. Sie produzieren Substanzen, mit denen sie die Aktivität der Osteoklasten steigern oder bremsen können. Die Schlüsselsubstanz heißt RANK-Ligand oder RANKL (der Name ist ein Kürzel aus der Zellbiologie), ein Molekül, das in das RANK-„Schloss“ auf der Oberfläche des Osteoklasten passt. Durch die Ausschüttung von RANKL können Osteoblasten Osteoklasten aktivieren.
Aber damit die ganzen Knochenprozesse nicht aus dem Gleichgewicht geraten, produziert der Osteoblast noch ein weiteres Signalmolekül, das Osteoprotegerin (OPG) genannt wird. OPG kann den RANKL abfangen und seine Wirkung damit stoppen. Durch diesen Vorgang werden die knochenabbauenden Zellen, die Osteoklasten, in ihrer Aktivität gebremst.
Wird die fein regulierte Zusammenarbeit von Osteoklasten und -blasten durch Krankheiten gestört, wird auch die Knochengesundheit in Mitleidenschaft gezogen. Ein bekanntes Beispiel dafür ist die Osteoporose. Bei dieser arbeiten die Osteoklasten weitaus schneller, als es die Osteoblasten vermögen. Das Resultat ist der im Alter (meist bei Frauen nach der Menopause) häufige Knochenschwund (Osteoporose, Osteopenie), der bei erheblichem Masseverlust zu Knochenbrüchen und Invalidität führen kann.
