Sclerostin - ein neuer Biomarker
Die positive Wirkung von Aktivität und Bewegung auf die Festigkeit der Knochen ist weithin bekannt. WissenschafterInnen der Med Uni Graz konnten nun Sclerostin als neuen Biomarker identifizieren, der maßgeblich am Knochenstoffwechsel beteiligt ist.Foto: (c) D. Rennen, pixelio.de

Mangelnde körperliche Aktivität ist einer der größten Risikofaktoren für die Entwicklung von Osteoporose, da nicht gebrauchter Knochen ähnlich wie nicht genutzte Muskulatur rasch abgebaut wird. Wie nun Wissenschafter der Med Uni Graz zeigen, spielt Sclerostin, ein neuer Biomarker des Knochenstoffwechsels, dabei eine wichtige Rolle.

Gesunder Knochenstoffwechsel als Garant für optimales Knochenwachstum

Entgegen der landläufigen Meinung ist der Knochen ein sehr stoffwechselaktives Organ, das sich durch ständigen Umbau an wechselnde Belastungen anpasst: Wenn man körperlich aktiv ist, wird nicht nur die Muskulatur, sondern auch der Knochen gestärkt. Umgekehrt wird nicht gebrauchter Knochen rasch abgebaut. Das erklärt auch, warum die Osteoporose in Zeiten zunehmender körperlicher Inaktivität zu einer so weit verbreiteten und kostenintensiven Volkskrankheit geworden ist bzw. auch, warum ältere Menschen verstärkt von Osteoporose betroffen sind.

Sclerostin als mögliche Ursache des Knochenschwundes

Auf der Suche nach den Ursachen des Knochenschwundes beschäftigten sich Forscher in den letzten Jahren unter anderem mit der Sclerosteosis und dem van Buchem-Syndrom, zwei seltenen angeborenen Erkrankungen, die sich durch außergewöhnlich starke Knochen auszeichnen, welche praktisch nie brechen. Durch ungehemmtes Knochenwachstum kommt es bei Betroffenen zu Knochendeformitäten und Nervenschäden durch Einengungen in den Knochenkanälen. Molekularbiologische Untersuchungen zeigten, dass bei beiden Erkrankungen ein Gendefekt vorliegt, der eine gestörte Bildung von Sclerostin zur Folge hat. Dieses Protein wird von reifen Knochenzellen, sogenannten Osteozyten, produziert und hemmt bei Gesunden ein übermäßiges Wachstum von Knochen. Sind die Sclerostinwerte jedoch erhöht, wird die Knochenbildung negativ beeinflusst und das Sclerostin wirkt als Hemmer auf die Knochenbildung.

Es gibt einige Hinweise, dass Sclerostin auch maßgeblich an der Entstehung von Osteoporose beteiligt sein könnte  und mit Immobilität assoziiert ist: Sowohl in „Bed-Rest-Studien“, in denen gesunde Probanden längere Zeit im Liegen verbringen, als auch bei bettlägerigen Schlaganfall-Patienten führte die Bewegungseinschränkung zu einer signifikanten Erhöhung von Sclerostin im Serum.

Körperliche Aktivität senkt den Sclerostinspiegel und erhält Knochen gesund

Die Grazer Arbeitsgruppe unter der Leitung von Ass.-Prof. Dr. Karin Amrein, Klinische Abteilung für Endokrinologie und Stoffwechsel, Univ.Klinik für Innere Medizin, Med Uni Graz, untersuchte nun erstmals, wie sich Körperzusammensetzung und körperliche Aktivität eines Menschen auf den Sclerostinspiegel auswirken. Studienteilnehmer waren 161 gesunde Männer und Frauen mit einem mittleren Alter von 44 Jahren, bei denen Parameter wie BMI, Körperfettanteil und –verteilung sowie Knochenmasse gemessen wurden. Die körperliche Aktivität wurde mit Hilfe eines detaillierten Fragebogens erhoben, der sowohl berufliche als auch sportliche und nichtsportliche Freizeitaktivitäten erfasste. Unterstützt wurden die Grazer Forscher dabei von einem Sportwissenschafter aus Erlangen.

„Je mehr Bewegung die Studienteilnehmer machten, desto niedriger war der neue Biomarker“, so Ass.-Prof. Amrein zum wichtigsten Ergebnis der Studie. Der Sclerostinspiegel im Serum korrelierte auch positiv mit dem Alter, dem BMI, dem Körperfett und der Knochenmasse der Probanden. Ein spezifischer Geschlechtsunterschied wurde nicht gefunden. Männer hatten zwar im Schnitt höhere Sclerostinspiegel, die aber allein durch die höhere Knochenmasse (=mehr Sclerostin-produzierende Osteozyten) erklärt werden konnten. „Körperliche Aktivität ist für die Knochengesundheit von immenser Bedeutung“, betont die Endokrinologin. „Das gilt vor allem für das höhere Alter. Und es handelt sich dabei um eine Maßnahme, die sofort und von jedem selbst mit vergleichsweise geringen Nebenwirkungen umgesetzt werden kann. Beispielsweise ist das oft belächelte Wirbelsäulenturnen eine wichtige und effektive Basismassnahme.“

Interessant ist Sclerostin auch aus therapeutischer Sicht: die medikamentöse Sclerostinhemmung könnte ein vielversprechender Ansatz zur Erhaltung der Knochenmasse sein. Die Ergebnisse von ersten klinischen Studien mit einem Antikörper gegen Sclerostin stimmen die Forscher zuversichtlich. Auch die Grazer Arbeitsgruppe plant weitere Studien mit dem neuen Biomarker durchzuführen.

Die im renommierten Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism (JCEM) veröffentlichte Studie wurde nun von den Herausgebern der Zeitschrift als eine der 14 besten klinischen Forschungsarbeiten des Jahres 2012 ausgewählt und mit dem prestigeträchtigen „Endocrine Society’s International Award for Publishing Excellence“ ausgezeichnet.

Weitere Informationen:
Ass.-Prof. PD Dr. Karin Amrein, MSc.
Univ.-Klinik für Innere Medizin
Klinische Abteilung für Endokrinologie
Medizinische Universität Graz
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Tel.: +43 316 385 82383