Von Osteoklasten und Osteoblasten

Der » Knochenumbau (engl. bone remodeling) ist ein kontinuierlich und ununterbrochen ablaufender Prozess, in dessen Verlauf altes Knochengewebe von Osteoklasten (den Knochen-Abbau-Zellen) abgetragen wird und parallel dazu Knochensubstanz von Osteoblasten (den Aufbau-Zellen) neu gebildet wird. Vereinfacht: aus alt mach' neu.

Zwei Zelltypen spielen dabei die Hauptrolle:

  • Osteoblasten → Aufbau-Zellen
  • Osteoklasten → Abbau-Zellen

Knochen sind, obwohl sie so starr und statisch erscheinen, keine leblose Substanz, sie sind aktiv lebendes Gewebe. Und sie passen sich permanent an Veränderungen der äußeren Bedingungen an. Dieses Anpassen an die 'Veränderungen der äußeren Bedingungen' klingt weniger abstrakt, wenn wir uns den Knochen, wie auch unseren gesamten Körper, als sehr ökonomisch arbeitendes System vorstellen. Die äußeren Bedingungen sind dabei Aufgaben, die der Körper zu erledigen hat - im Fall der Knochen ist dies die Bereitstellung einer gewissen Stabilität. Quasi, was wir von den Knochen an Halt und Stabilität abverlangen, wenn wir arbeiten oder wenn wir uns bewegen.

Wird der Knochen belastet, baut er sich auf -
wird er nicht belastet, baut er sich ab.

Immer wieder wird betont wie wichtig Bewegung ist. Aber eben nicht nur bei Osteoporose, sondern grundsätzlich. Während die Bewegung eher auf eine Vitalität der Muskulatur abzielt, ist es beim Knochen die Belastung - die Kraft, die auf den Knochen aufgreift. Knochen müssen belastet werden (» Wolff'sches Gesetz und Belastung stärkt). Werden sie nicht belastet, wird der Knochen im Rahmen des Knochenumbaus abgebaut. Was nicht gebraucht wird, wird abgebaut. Und dieser Umbau ist beachtlich.

Knochenumbau und Reparaturmechanismus

Der Knochenumbau ist ein kontinuierlich stattfindender Vorgang. Und auch ein Prozess, der letztendlich noch nicht genau bis ins letzte Detail geklärt ist. Der Knochenumbau wird durch ein komplexes Zusammenspiel von Hormonen, Vitaminen und Mineralstoffen in Verbindung mit Bewegung und körperlicher Aktivität gesteuert. Wenn es an belastenden und kräftigenden Impulsen durch Bewegung oder gesunder Ernährung mangelt, leidet die Entwicklung der Knochenstruktur.

Die Medizin geht davon aus, dass pro Jahr beispielsweise vom kortikalen Knochen etwa 3 % und vom trabekulären Knochen etwa ein Viertel umgebaut werden. Da die Vorgänge ineinander verwoben sind, kann man schätzen, dass ein kompletter Umbau der gesamten menschlichen Knochensubstanz etwa zehn Jahre umfasst.

Warum spricht man dabei auch von Reparaturmechanismus? Wie anderes Gewebe auch, wie z.B. auch unsere Haut, die sich ständig erneuert, bedarf der Knochen neuer Substanz. Dieser Umbau meint den Tausch alt gegen neu - das gilt auch für den Knochen, auch bei Osteoporose. Im Verlauf wird aber auch gleichzeitig darauf geachtet, dass nicht nur umgebaut sondern auch repariert wird. Es werden Defekte beseitigt.

Die » Mikrofrakturen der Trabekel innerhalb der » Knochenstruktur werden repariert und der Neuaufbau erfolgt entsprechend der Anforderungen an den Knochen. Diese Anforderungen werden u.a. auch vorgegeben durch die auf den Knochen aufgreifenden Kräfte - bei höherer Belastung verstärkt sich der Knochen, bei geringerer Belastung passt er sich an, wird schwächer und stellt weniger Stabilität zur Verfügung. Dieser Prozess läuft sehr langsam, aber er funktioniert - er dauert Monate und Jahre. Nichtsdestoweniger baut der Knochen (auch im Alter und auch bei Osteoporose) Substanz auf, wenn er belastet wird.

Ein Bild vom Knochenumbau

Knochenumbau - bone remodeling Knochenumbau - bone remodeling - Osteoklasten beim Knochenabbau

Die Knochenzellen

Die Silbe 'osteo' stammt aus dem Griechischen und steht für Knochen, daher auch der Begriff der Osteoporose für den Knochenschwund. Aber auch die Bezeichnung der Auf- und Abbau-Zellen unserer Knochen bedient sich des griechisch-sprachlichen Ursprungs:

  • Osteoblasten, so werden die Knochen-Aufbau-Zellen genannt
  • Osteoklasten, ihre Gegenspieler, sind die Abbau-Zellen

Die Osteoblasten produzieren die Knochenmatrix, das Knochengewebe. Die Osteoklasten sind spezialisiert auf den Abbau der Knochensubstanz. Nun gibt es dabei nicht gut und schlecht, denn beide, Osteoblasten und Osteoklasten, gehören zusammen und arbeiten gemeinsam am Knochen. Osteoblasten werden vorzugsweise nur da etwas Neues aufbauen, wo vorher die Osteoklasten nicht mehr benötigtes Gewebe entfernt haben.

Hinzu kommt noch ein dritter Zelltyp, die Osteozyten. Vermutlich steuern Osteozyten die Umformung des Knochens entsprechend der äußeren Druckbelastung - sie dienen gewissermaßen auch als Wegweiser beim Knochenumbau, indem sie bei mechanischer Belastung (siehe oben 'äußere Bedingungen') Informationen in biochemische Signale umwandeln. Man kann auch sagen: Osteozyten geben unter anderem auch die Richtung vor.

bone remodeling - Osteoklasten beim Knochenabbau

Zusammenfassung:
Knochenumbau - bone remodeling

Knochenumbau und Reparaturmechanismen werden bestimmt durch:

  • Austausch der Knochensubstanz - alte gegen neu
  • Anpassung an einwirkende Kräfte und Ausbildung von Knochenbälkchen, die den Hauptrichtungen der auftretenden » Belastungen folgen
  • Reparatur von schadhaften Stellen und Mikrofrakturen

Und bei Osteoporose?

  • Der Knochen ist geschwächt, eine reduzierte Knochendichte ist die Ursache
  • Die Reparaturmechanismen funktionieren nicht mehr so gut

Der Knochenumbau (bone remodeling) ist ein kontinuierlich ablaufender Prozess: Knochengewebe wird abgebaut (Osteoklasten - Knochenabbau) und neu gebildet (Osteoblasten - Knochenaufbau). Dieser Umbau sorgt für die Vitalität des Gewebes und Stabilität der Knochen.

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