Wie Knochen auf jeder Ebene altern – und wie sich das umkehren lässt

Osteoporotische Frakturen treten weltweit etwa alle drei Sekunden auf, und Hüft- und Wirbelfrakturen verursachen mit der Alterung der Bevölkerung Behinderung, Sterblichkeit und hohe Pflegekosten. Dieser Review aus Bone Research argumentiert, dass die traditionelle Sicht der Knochenalterung, ein Ungleichgewicht zwischen der Resorption durch Osteoklasten und der Knochenbildung durch Osteoblasten, zu eng gefasst ist. Stattdessen beschreiben die Autoren sie als vernetzten degenerativen Prozess auf molekularer, zellulärer, Gewebe- und systemischer Ebene, und sie schlagen vor, dass gezielte Interventionen auf jeder Ebene das Skelett verjüngen könnten.

Auf makroskopischer Ebene wird die maximale Knochenmasse zwischen dem 25. und 30. Lebensjahr erreicht. Männer erreichen sie später und höher (Lendenwirbelsäule etwa 1,2 g/cm²) als Frauen (etwa 1,0 g/cm²). Frauen verlieren rund um die Menopause 3 %–5 % Knochen pro Jahr, ungefähr doppelt so viel wie Männer. Der kumulative Verlust an trabekulärem Knochen vom 20. bis zum 80. Lebensjahr beträgt bei Frauen etwa 40 %, bei Männern 25 %. Der lebenslange Verlust an den Wirbelkörpern erreicht bei Frauen etwa 47 %. Die Trabekel werden dünner, perforiert und zerfallen von Platten in isolierte Stäbe, während der kortikale Knochen dünner und poröser wird.

Die Biomechanik zeigt, dass die Dichte nur einen Teil der Geschichte erzählt. Zwischen dem 20. und 80. Lebensjahr sinkt die trabekuläre Knochendichte (BMD) der Wirbel um etwa 48 %–50 %, doch Belastbarkeit, Steifigkeit und Energieaufnahme nehmen um 75 %–80 % ab. Die kortikale Biegefestigkeit fällt zwischen 35 und 70 Jahren um 15 %–20 %, und die Druckfestigkeit sinkt um fast 50 %. Gealterter Knochen enthält mehr Mineral und Kollagen von geringerer Qualität, wobei ungleichmäßige Mineralisierung als Spannungskonzentratoren wirkt. Angesammelte Advanced Glycation End Products (AGEs) vernetzen das Kollagen und begrenzen das Gleiten der Fibrillen, einen zentralen Mechanismus, mit dem der Knochen Energie abbaut.

Auf molekularer und zellulärer Ebene behandelt der Review DNA-Schäden, epigenetische Drift, oxidativen Stress und den seneszenzassoziierten sekretorischen Phänotyp (SASP). Der SASP im Knochen neigt zur Resorptionsförderung, wobei seneszente Osteozyten RANKL und M-CSF freisetzen. Das RANKL/OPG-Verhältnis steigt mit dem Alter um das Zwei- bis Dreifache, und die Signalwege Wnt/β-Catenin und Hippo/YAP nehmen ab. Die Befunde zu Telomeren sind uneinheitlich: Mehrere große Kohorten, darunter 2.750 und 1.867 ältere Erwachsene sowie die UK Biobank, zeigten keinen Zusammenhang mit Knochendichte oder Frakturen. Mitochondriale Dysfunktion, ER-Dysfunktion und Störungen der Proteostase erhöhen die Belastung zusätzlich.

Bei den Interventionen beschreiben die Autoren Ernährung, körperliche Aktivität sowie den Verzicht auf Alkohol und Tabak als Grundlage. Zu den pharmakologischen Optionen zählen Antiresorptiva, anabole Wirkstoffe wie Anti-Sklerostin-Antikörper sowie senolytische oder senomorphe Ansätze wie JAK-Inhibitoren. Regenerative Medizin, Gentherapie und Tissue Engineering befinden sich im Aufkommen. Die Autoren fordern einen Multi-Omics-Atlas der Knochenalterung, Knochenorganoide, Computermodelle, multimodale Risikobewertung und auf Prävention ausgerichtete Strategien im öffentlichen Gesundheitswesen.

Die Autoren weisen wiederholt auf wichtige Einschränkungen hin. Ein Großteil der mechanistischen Evidenz stammt aus Mäusen, Ovariektomie-Modellen oder extremen genetischen Knockouts, die das allmähliche Altern beim Menschen nur schlecht nachbilden. Die meisten Humandaten stammen von Frauen nach der Menopause. Kausalität ist oft unbewiesen, und aktuelle Medikamente stellen möglicherweise weder die Kollagenqualität noch die Zähigkeit des Knochens wieder her.