Mechanosensor
Flüssigkeit strömt bei Belastung
Wird der Knochen belastet, strömt Flüssigkeit durch die Kanälchen. Der Osteozyt spürt diesen Strom und meldet: Hier wird Knochen gebraucht.
Knochen wirkt starr, gibt unter Last aber minimal nach. In der Szene sehen Sie, was dabei im Inneren geschieht: Flüssigkeit schießt durch die Kanälchen und an den Ausläufern des Osteozyten vorbei.
Der Knochen verhält sich wie ein steifer, mit Wasser gefüllter Schwamm. Wo er zusammengedrückt wird, weicht die Flüssigkeit aus. Lässt die Last nach, strömt sie zurück.
Für Ihre KnochenHier liegt der Grund, warum Krafttraining mit hoher Last und kurze Stoßbelastungen den Knochen stärken und warum Bettruhe ihn schwächt. Bleibt die Strömung aus, melden die Osteozyten fehlenden Bedarf. Dann steigt Sklerostin, und es wird mehr abgebaut als aufgebaut.
Ein winziger Reiz wird verstärkt
Selbst bei kräftiger Belastung verformt sich Knochen nur um Bruchteile eines Prozents. Das wäre zu wenig, um eine Zelle direkt zu reizen. Weil die Kanälchen so eng sind, entsteht darin aber eine deutliche Strömung.
Die Ausläufer sind mit feinen Haltefäden an der Kanalwand befestigt. Die Strömung zerrt an diesen Fäden und damit an der Zellhülle. So wird aus einer kaum messbaren Verformung ein spürbarer Zug an der Zelle.
Vom Zug zum chemischen Signal
In der Zellhülle sitzen Fühler, die auf Zug reagieren. Dazu gehören Haftmoleküle und Kanäle, die sich bei Dehnung öffnen und Calcium in die Zelle lassen. Welcher Fühler welchen Anteil hat, wird noch erforscht.
Die Antwort der Zelle beginnt innerhalb von Sekunden bis Minuten. Sie gibt kurzlebige Botenstoffe ab, die über das Netz weitergereicht werden. In den folgenden Stunden senkt sie die Bildung von Sklerostin. Damit ist der Aufbau an dieser Stelle freigegeben.
Welche Belastung Strömung erzeugt
Strömung entsteht nur, wenn sich die Verformung ändert. Gleichbleibender Druck presst die Flüssigkeit einmal heraus, danach steht sie still. Wirksam sind deshalb hohe Lasten und rasche Wechsel.
Die Zellen stumpfen außerdem schnell ab. Nach einigen Dutzend Wiederholungen bringt jede weitere kaum zusätzlichen Reiz. Nach einer Pause von einigen Stunden sprechen sie wieder an. Das ist vor allem aus Tierversuchen bekannt und passt zu den Erfahrungen aus Trainingsstudien.
Im Alltag
- Für den Knochen zählt die Höhe der Last mehr als die Dauer. Wenige Wiederholungen mit hoher Last sind wirksamer als viele mit geringer.
- Kurze Stoßbelastungen wie Hüpfen oder kräftiges Auftreten erzeugen starke Strömung. Ob und in welcher Form sie infrage kommen, hängt vom Bruchrisiko ab und gehört in eine fachkundige Trainingsplanung.
- Schwimmen und Radfahren sind gut für Herz und Muskeln, liefern dem Knochen aber wenig Reiz.
- Belastung wirkt örtlich. Jede Körperregion braucht ihren eigenen Reiz.
In Zahlen
- Verformung
- Knochen verformt sich selbst bei kräftiger Belastung nur um Bruchteile eines Prozents.
- Auslöser
- Nur wechselnde Belastung erzeugt Strömung. Gleichbleibender Druck bleibt ohne Signal.
- Antwort
- Auf Belastung senken Osteozyten die Bildung von Sklerostin.
Passende Laborwerte
- P1NP