Knochenstabilität und Knochenalterung

Auf dieser Seite wollen wir uns damit beschäftigen, welche Faktoren die Bruchfestigkeit eines Knochens bestimmen und was man in der Medizin unter den Begriffen Knochenmasse, Mikroarchitektur und Mineralisationsgrad versteht. Sie lernen zudem den normalen Prozess der Knochenalterung kennen, der bei jedem Menschen etwa ab dem 30.Lebensjahr beginnt.

Was bestimmt die Stabilität eines Knochens?

Wie stabil ein Knochen ist, hängt zunächst naürlich davon ab, wieviel Knochengewebe in ihm verbaut ist: Bei gleichen äusseren Abmessungen kann ein Knochen viel oder wenig Knochengewebe enthalten, je nachdem wie dick die äussere Kompakta gestaltet ist und wieviele Knochenbälkchen das Innere des Knochens ausfüllen. Die Menge des ingesamt  im Skelett vorhandenen Knochengewebes wird auch als die Knochenmasse des Körpers bezeichnet.

Normaler und osteoporotischer Knochen am Beispiel eines Wirbelkörpers

Abbildung: Der Knochenaufbau eines gesunden und eines geschwächten Wirbelkörpers.
Bei gleichen äusseren Abmessungen kann ein Knochen mehr oder weniger Knochengewebe enthalten: Links abgebildet ist ein Wirbelkörper in der Ansicht von oben. Rechts im Bild sehen Sie zwei Querschnitte durch diesen Wirbelkörper: Rechts oben ist die Situation bei einem gesunden Knochen dargestellt. Die äussere Kompakta ist stark, im Inneren des Wirbelkörpers findet sich ein dichtes Netzwerk aus Knochenbälkchen der Spongiosa. Rechts unten sehen Sie Situation bei einem geschwächten Knochen: Hier ist die äussere Kompakta dünn, das Netzwerk der Spongiosa im Inneren ist löchrig und wenig stabil.

 

Die Stabilität eines Knochens wird aber nicht durch die reine Menge des verbauten Knochengewebes bestimmt, sondern auch durch dessen Qualität. Im Falle des Knochens wird seine Qualität vor allem von der optimalen Anordnung der Knochenbälkchen, also dem Aufbau der Spongiosa bestimmt. Ähnlich den Stützpfeilern eines Gebäudes sind die Bälkchen der Spongiosa so angeordnet, dass sie sie bei geringem Volumen und Gewicht einem Höchstmass an Belastung standhalten können. Dies wird erreicht, indem sie vom Körper immer wieder so umgebaut werden, dass sie entlang der Hauptspannungslinien des Knochens liegen. Die Anordnung der Knochenbälkchen in der Spongiosa wird auch als die Mikroarchitektur eines Knochens bezeichnet. Durch eine ungünstige Anordnung der Knochenbälkchen kann sich die Stabilität des Knochens vermindern, ohne dass dabei die Knochenmasse, also die Menge des vorhandenen Knochengewebes,  vermindert sein muss:  Ein leichter Knochen mit wenig Knochenmasse aber optimaler Anordnung der Knochenbälkchen kann deshalb durchaus stabiler sein als ein schwerer, dichter Knochen mit mehr Knochengewebe aber ungünstiger Mikroarchitektur.


Ein letzter Faktor, der die Stabilität des gesunden Knochens bestimmt, ist sein Mineralisationsgrad, also der Gehalt an gespeicherten Mineralien, vor allem an Calcium. Verschiedene Erkrankungen können zu einem Verlust an Mineralien des Knochens führen. Fehlt es, bei erhaltenem Grundgerüst, nur an eingelagerten Mineralien, so kommt es zu einer verstärkten Biegsamkeit des Knochens, in der Fachsprache Osteomalazie genannt. Ein typischer Auslöser einer solchen Osteomalazie ist ein chronischer Mangel an Vitamin D.

Der normale Alterungsprozess des Knochens

Wie auch der übrige Körper ist auch der Knochen einem normalen Alterungsprozess unterworfen. Eine Besonderheit des Knochens ist, dass der Zeitpunkt seiner vollen „Ausreifung“ recht spät im Leben auftritt: Erst im Alter von etwa 30 Lebensjahren hat der Körper die maximale Menge an Knochengewebe aufgebaut. Die Knochenmasse hat zu diesem Zeitpunkt ihr Maximum, die "Peak bone mass", erreicht. Nach dem 30. Lebensjahr beginnt die Phase der Knochenalterung, und die Knochenmasse fällt von nun an langsam aber stetig immer weiter ab.

Die Knochendichte beginnt ab dem 30.Lebensjahr abzufallen
Abbildung: "Peak bone mass" und Abnahme der Knochenmasse mit zunehmendem Lebensalter.
Im Jugend- und im jungen Erwachsenenalter befindet sich der Knochen in einer Aufbauphase und die Menge an im Körper vorhandenem Knochengewebe nimmt Jahr für Jahr zu. Etwa im 30.Lebenjahr erreicht die Menge an Knochengewebe im menschlichen Körper ihr Maximum (im englischen als "peak bone mass" bezeichnet). Danach beginnt der Prozess der Knochenalterung und die Knochendichte fällt mit zunehmendem Lebensalter immer weiter ab.