Osteoporose-Durchbruch: Die Knochenmasse stieg um 800 Prozent
Eine bahnbrechende Reihe von Studien hat gezeigt, dass das Blockieren bestimmter Rezeptoren im Gehirn zum Wachstum bemerkenswert starker Knochen führt. Könnte eine neue Osteoporosebehandlung in Sicht sein?
Osteoporose ist in erster Linie eine Alterskrankheit und kann dazu führen, dass die Knochen allmählich schwächer werden.
Mit der Zeit werden die Knochen so porös, dass geringfügige Stöße - selbst ein Husten oder ein Niesen - zu Brüchen führen können.
Nach Angaben der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) ist in den USA fast jede vierte Frau ab 65 Jahren von Osteoporose betroffen.
So wie es aussieht, gibt es keine Heilung; Die Behandlung konzentriert sich auf die Verringerung des Risikos von Frakturen, kann jedoch das Fortschreiten der Erkrankung nicht verlangsamen.
Bei einem gesunden Menschen baut der Körper alten oder beschädigten Knochen ab und ersetzt ihn durch neuen Knochen.
Mit zunehmendem Alter gerät dieser Zyklus jedoch aus dem Gleichgewicht und der Körper baut mehr Knochen ab, als wieder hergestellt werden können. Dies führt zu zunehmend schwächeren Knochen und schließlich zu Osteoporose.
Eine neue Rolle für Östrogen
Östrogen hat im menschlichen Körper eine Vielzahl von Funktionen, insbesondere in Bezug auf die Fortpflanzung. Das Hormon wirkt auch im Gehirn, aber Wissenschaftler wissen derzeit wenig über seine Funktionen dort.
Kürzlich haben Wissenschaftler der University of California in San Francisco und der University of California in Los Angeles eine Reihe von Studien durchgeführt, um mehr über Östrogen im Gehirn zu erfahren.
Unterwegs machten sie eine zufällige Entdeckung, die das Gesicht der Osteoporoseforschung verändern könnte.
Unter der Leitung der leitenden Studienautorin Holly Ingraham, Ph.D., waren die Forscher hauptsächlich daran interessiert, wie die Östrogenaktivität im Gehirn den Stoffwechsel in verschiedenen Lebensphasen verändert.
Insbesondere untersuchten sie die Funktion östrogensensitiver Neuronen im Hypothalamus. Dies ist ein Teil des Gehirns, der das Nervensystem mit dem endokrinen (Hormon-) System verbindet.
Der Hypothalamus spielt eine wichtige Rolle bei der Regulierung von Stoffwechselprozessen, beispielsweise durch die Kontrolle von Körpertemperatur, Hunger, Schlaf, Müdigkeit und zirkadianen Rhythmen.
Östrogen im Gehirn blockieren
Die Wissenschaftler blockierten die Wirkung von Östrogen im Hypothalamus von Tieren. Dabei nahmen die Tiere zu und wurden weniger aktiv.
Zunächst gingen die Wissenschaftler davon aus, dass das zusätzliche Gewicht durch zusätzliches Fett oder Muskelgewebe verursacht würde.
Bei weiterer Untersuchung stellten sie jedoch fest, dass das zusätzliche Gewicht auf eine erhöhte Knochenmasse zurückzuführen war. Einige der Tiere hatten ihre gesamte Knochenmasse um 800 Prozent erhöht.
„Die Größe des Effekts hat mich sofort beeindruckt. Die beiden Gruppen überlappten sich überhaupt nicht, was ich noch nie gesehen hatte. Wir wussten sofort, dass dies ein Spielveränderer und eine neue, aufregende Richtung mit potenziellen Anwendungen zur Verbesserung der Gesundheit von Frauen ist. “
Die Forscherin Stephanie Correa, Ph.D.
Als die Forscher die dichten Mausknochen testeten, stellten sie fest, dass sie auch besonders stark waren. In der Tat, nach Ingraham:
"Unsere Mitarbeiter, die Knochen für ihren Lebensunterhalt studieren, sagten, sie hätten noch nie so starken Knochen gesehen."
Sie haben jetzt ihre Ergebnisse in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation. Ingraham fährt fort: "Unser derzeitiges Verständnis, wie der Körper das Knochenwachstum steuert, kann dies nicht erklären."
"[Dies] legt nahe", fügt sie hinzu, "dass wir möglicherweise einen völlig neuen Weg entdeckt haben, der zur Verbesserung der Knochenstärke bei älteren Frauen und anderen Frauen mit zerbrechlichen Knochen verwendet werden könnte."
In Folgestudien konzentrierten sich die Forscher auf eine bestimmte Region des Hypothalamus, die diese unglaubliche Wirkung auf den Knochen zu haben schien: den bogenförmigen Kern.
Da die Entfernung von Östrogenrezeptoren in dieser Region das Knochenwachstum verursacht, glauben sie, dass diese Zellen normalerweise Energie und Ressourcen vom Knochenwachstum abziehen, um sie an anderer Stelle im Körper zu verwenden.
Dieser Befund ist aufregend und überraschend und trat nur bei weiblichen Mäusen auf.
"Die meisten Neurowissenschaftler beschränken Studien auf männliche Mäuse und nur wenige auf Östrogen, was möglicherweise erklärt, warum dies noch nie zuvor gesehen wurde."
Holly Ingraham, Ph.D.
Sie fährt fort: "Ich war schon immer daran interessiert, wie Sexualhormone männliche und weibliche Gehirne unterscheiden, und dies ist ein wirklich wunderbares Beispiel dafür, wie dramatisch diese Unterschiede sein können."
Fortsetzung der Suche
Die Forscher erweiterten ihre Experimente, um zu verstehen, wie sich die Knochendichte während der Lebensdauer einer Maus verändert hat. Sie stellten fest, dass die Knochendichte bei diesen Mäusen während des gesamten Alters erhalten blieb.
Um diesen Mechanismus weiter zu testen, löschten die Wissenschaftler die bogenförmigen Östrogenrezeptoren in einem Mausmodell für Osteoporose. Bei Mäusen, die 70 Prozent ihrer Knochenmasse verloren hatten, erholte sich die Knochendichte innerhalb weniger Wochen um 50 Prozent.
Im Blut fördert Östrogen das Knochenwachstum; im Hypothalamus scheint es jedoch den gegenteiligen Effekt zu haben.
Ingraham stellt die Hypothese auf, dass "nach der Pubertät das Östrogensystem im weiblichen Gehirn Ressourcen aktiv vom Knochenwachstum weg und hin zu Dingen wie der Fortpflanzung verlagert, was dazu beitragen könnte, dass Frauen im Alter ein höheres Risiko für geschwächte Knochen haben."
Da die Ergebnisse überraschend und neuartig sind, wird noch viel Arbeit erforderlich sein. Sie haben jedoch bereits einige aufregende neue Wege für Osteoporoseforscher eröffnet.
"Ich bin in den Wolken über dieses Ergebnis", sagt Ingraham. "Wenn unsere nächsten Experimente zeigen, dass das Gehirn einen neuartigen zirkulierenden Faktor freisetzt, der ein verstärktes Knochenwachstum auslöst, haben wir möglicherweise eine echte Chance, ein Medikament zu entwickeln, das Osteoporose entgegenwirkt."
