Wie mechanische Belastung das Knochenwachstum begrenzt

Die Knochen von Kindern wachsen bis zu einem Alter von etwa 20 Jahren, warum hört dann das Knochenwachstum auf? Die Arbeitsgruppe von Max Löhning am DRFZ hat jetzt erstmals beschrieben, wie das Wachstum durch ein Zusammenspiel von mechanischer Belastung und Reifung der Blutgefäße beendet wird. Diese bahnbrechende Untersuchung wurde nun in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Sie wurde durch eine Förderung der Willy-Robert-Pitzer Stiftung ermöglicht.

Bei dem Umschalten von Wachstum auf Erhaltung der Knochen aktiviert die mechanische Belastung durch das zunehmende Körpergewicht Heranwachsender den Mechanorezeptor PIEZO1. Diese Aktivierung führt zur Aktivierung und Sekretion des Signalmoleküls Dentin-Matrix-Protein 1, das seinerseits das Wachstumshormon für Blutgefäße hemmt. So werden die Blutgefäße von stark wachsenden Typ-H-Gefäßen in ruhende Typ-L-Gefäße umgewandelt, die das Wachstum des Knochens nicht mehr unterstützen. Dadurch wird das Knochenwachstum beendet. Dieses neue molekulare Verständnis des Zusammenspiels von mechanischer Belastung und Durchblutung bei der Regulation des Knochenwachstums eröffnet ganz neue Möglichkeiten, das Knochenwachstum bei rheumatischen Erkrankungen wie der Arthrose therapeutisch zu beeinflussen.