Was ist Knochendichte?

Wenn von Knochendichte die Rede ist, dann oft im Zusammenhang mit Osteoporose oder Knochenschwund. Beim Krankheitsbild Osteoporose spielt die Knochendichte eine besondere Rolle, weil Knochendichte oft als Ausdruck für die Stabilität der Knochen gesehen wird. Die Frage nach der Knochendichte wird demzufolge auch vorrangig gestellt und mittels einer » Knochendichtemessung beantwortet. Knochendichte ist aber nur 'eine' Variable für die Stabilität der Knochen. Warum? Weil die Dichte der Knochen - physikalisch das Verhältnis von Masse zu Volumen - eben nicht der einzige Maßstab ist. Es kommt bei der Stabilität auch auf die » Knochenstruktur an, d.h. wie sich die Knochenmasse architektonisch im zur Verfügung stehenden Raum verteilt und vernetzt bzw. wie die Knochen aufgebaut sind.

Hinzu kommt: die Knochendichte ist nicht konstant, sie verändert sich. Skelett und Knochen stellt man sich gerne als starres, lebloses Gewebe vor. Aber unsere Knochen sind lebendiges und sehr aktives Gewebe. Knochenmasse und Knochendichte verändern sich im Lauf des Lebens und, was sehr entscheidend ist, Knochenmasse und Knochendichte passen sich an die Anforderungen (Belastungen) an.

Knochendichte leicht erklärt

Wenn wir von Knochendichte sprechen, müssen immer mehrere Aspekte gedanklich mit einbezogen werden:

  • Dichte als physikalischer Begriff
  • Knochenmasse und Volumen
  • Struktur und Vernetzung
  • Veränderung im Lauf des Lebens (Alter)
  • Anpassung an Anforderungen (Belastung)
Eiffelturm und Knochendichte
Eiffelturm und Knochendichte

In der Physik ist Dichte definiert als das Verhältnis von Masse zu Volumen. Im allgemeinen Sprachgebrauch entspricht dabei die Masse dem Gewicht. Etwas anschaulicher gesagt, besagt die Dichte, ob ein Körper für seine Größe leicht wie eine Feder oder schwer wie ein Stück Eisen ist.

Auf den Knochen bezogen ist dies nicht mehr ganz so einfach, denn Knochen, z.B. große Röhrenknochen wie der Oberschenkel-Knochen oder die Wirbelkörper, bauen sich aus verschiedenen Gewebeteilen mit unterschiedlicher Dichte auf.

Vergleichen Sie es bildlich mit dem Eiffelturm: er besteht hauptsächlich aus einem Stahlgerüst und dazwischen ist Luft (also fast nichts). Wenn man jetzt die Dichte bestimmen will, also Verhältnis von Gewicht zu Volumen, dann kommt immer ein Mischwert heraus - ein Teil Stahl, ein Teil Luft. Und vergleichbar ist es bei der Knochendichte: ein Teil dichteres Knochengewebe mit hoher Knochendichte, ein Teil weniger dichtes Gewebe.

Was dem Eiffelturm aber Halt gibt und ihm die Stabilität verleiht, ist nicht nur die Dichte der einzelnen Teile (Stahlträger), mitbestimmend ist auch, wie die einzelnen Träger miteinander vernetzt sind. Wie dies im Inneren eines Knochen aussieht, lesen Sie im Kapitel » Knochenstruktur.

Definition Knochendichte

Der Begriff Knochendichte beschreibt das Verhältnis der mineralisierten Knochenmasse zu einem definierten Knochenvolumen, also das Verhältnis von Knochensubstanz pro Rauminhalt. Dieses Verhältnis verändert sich im Lauf des Lebens. Einer hohen Knochendichte werden Festigkeit und Stabilität zugeordnet, einer niedrigen Knochendichte geringere Festigkeit und Stabilität des Knochens bzw. Skeletts. Je niedriger die Knochendichte, desto größer die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs. Der Begriff Knochendichte wird in der Medizin oft durch den englischen Ausdruck BMD ersetzt, BMD steht für Bone Mineral Density.

 

Knochenmasse BMD (bone mineral density)

Skelett und Knochen: eine Lebensaufgabe

Wenn wir das Knochenwachstum betrachten - wie sich unsere Knochen entwickeln - dann spielen zwei Aspekte eine herausragende Rolle: Bewegung (genauer Belastung) und Calcium. Ohne die Mineralstoffe und ohne die belastenden Impulse, die der Knochen braucht, ist kein gesundes Wachstum und keine Stabilität denkbar. Oder umgekehrt: Wenn es an Kraftimpulsen durch Belastung oder an Mineralstoffen, wie z.B. Calcium mangelt, leidet die Knochenstruktur und die Entwicklung von Knochenschwund wird begünstigt. Daher spielen auch gezielte Belastung und Calcium im Rahmen der Osteoporose-Therapie eine so entscheidende Rolle. Und: Skelett und Knochen verändern sich ein Leben lang...

Die Knochendichte verändert sich:
der Knochen ist lebendiges Gewebe

Die Knochendichte ist nicht konstant. Die Knochendichte verändert sich. Skelett und Knochen stellt man sich gerne als starres, gewissermaßen lebloses Gewebe vor. Doch das Gegenteil ist der Fall. Man denke nur einmal an das rege Wachstum im Kindesalter oder die Tatsache, dass (normale) Brüche nach Verletzungen meistens wieder glatt verheilen. Doch gibt es diese Aufbauarbeit nicht nur in besonderen Zeiten, wie in der Jugend oder beim Knochenbruch. Vielmehr gilt: Der Knochen baut sich ständig um! Das heißt: auf, ab und wieder auf –, um vital zu bleiben und den täglichen Anforderungen an Stabilität und Widerstandskraft zu entsprechen. Dabei erneuert sich das Skelett durch den Umbau mehrmals im Laufe des Lebens, je nach Knochen und Knochenumbau sind diese Zeiten unterscheidlich - je nach Knochen geht man von etwa 8-10 Jahren aus.

Knochenumbau und Knochendichte

Der Knochenumbau und auch die Architektur der Knochendichte werden 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. Und das, was gemessen wird, die Knochendichte, sinkt.

Die Substanz des Knochens selbst besteht hauptsächlich aus anorganischen Materialien, festen Calcium- und Phosphatkristallen – sie machen den Knochen hart und stabil. Für Elastizität sorgen organische Substanzen, überwiegend das Eiweiß Kollagen. Wenn ein Mangel an Calcium im Blut vorliegt, wird das Calcium aus dem Knochen freigesetzt – was allmählich zulasten der Knochenfestigkeit geht. Für einen stabilen Knochen werden – neben Calcium und Phosphat – Magnesium, Zink und Kupfer sowie die Vitamine D, K, C, B6, B12, Folsäure sowie Aminosäuren und Hormone benötigt. Vitamin D ist neben der Versorgung mit Calcium besonders wichtig, es fördert die Calcium-Aufnahme aus dem Darm und den Calcium- Einbau in den Knochen.

Hormone: Neben anderen Faktoren steuern vor allem die Geschlechtshormone Östrogen und Testosteron das ausgewogene Gleichgewicht der Zellen beim Knochenumbau. Das Parathormon aus der Nebenschilddrüse reguliert den Calcium- und Phosphatspiegel im Blut und ist somit ebenfalls wichtig für den Knochenaufbau.

Beim Menschen werden die im Blut notwendigen Konzentrationen an Calcium und Phosphat durch fein abgestimmte Mechanismen und über die Steuerung des Parathormons in der Balance gehalten – ist dieses Gleichgewicht gestört, leidet die Gesundheit, z.B. ein zu hoher Phosphatgehalt bewirkt, dass Calcium wieder aus den Knochen gelöst wird, was die Knochendichte vermindert.

Höchste Knochenmasse: peak bone mass

Bis etwa zum 25. Lebensjahr überwiegt der Knochenaufbau: Der Mensch wächst, das Skelett stabilisiert sich, die Knochenmasse nimmt zu - dabei spielen die knochenaufbauenden Zellen (Osteoblasten) die Hauptrolle. Die Knochenmasse erreicht mit etwa 30 Jahren ihren Höhepunkt. Danach sind die aufbauenden Zellen und ihre Gegenspieler, die knochenabbauenden Zellen (Osteoklasten), im Gleichgewicht.

Unsere Knochenmasse wie auch die Knochendichte verändern sich aber im Lauf des Lebens. Aufbau und Abbau halten sich grundsätzlich die Waage, der Knochen ist stabil und gleichzeitig erneuert er sich kontinuierlich. Gerät dieses Wechselspiel überproportional aus dem Gleichgewicht, entwickelt sich Knochenschwund (Osteoporose). Und das ist oft im Alter der Fall.

In der Medizin und hier bei der Bewertung einer Osteoporose spielt das Stadium der höchsten Knochenmasse, Knochendichte bzw. Knochenmineraldichte des Menschen eine wichtige Rolle - quasi als Maßstab, der beschreibt, wann der höchste Wert (im Durchschnitt) erreicht wird: etwa bei einem 30-jährigen knochengesunden Erwachsenen. Die » peak bone mass (engl.) entspricht definitionsgemäß einer Knochenmineraldichte von 100%.

Messung der Knochendichte

Weil sich die Knochendichte wie auch die Masse im Lauf des Lebens verändern, ist eine » Knochendichtemessung vor allem zur Diagnostik und Verlaufskontrolle der Osteoporose von Bedeutung. Eine Messung kann aber bereits im Vorfeld einer Osteoporose, z.B. bei abnehmender Knochendichte oder einer Osteopenie, wertvolle Hinweise liefern. Auch wenn diese Messung nur ein Vergleich ist und zusammen mit anderen Faktoren gewichtet werden muss, steht sie aussagekräftig für Stabilität des Knochens bzw. Skeletts. Je niedriger die Knochendichte bzw. Knochenmasse pro Volumen, desto größer die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs. Und: je niedriger die Knochendichte, desto wahrscheinlicher eine Osteoporose.

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