Unsere Knochen haben eine Uhr: Das Skelett verändert sich im Tagesverlauf
Wir stellen uns das Skelett gern wie das Tragwerk eines Hauses vor: eine feste Struktur, die ein für alle Mal aufgebaut ist und sich nur bei einem Bruch oder durch altersbedingten Verschleiß verändert. Dieses Bild ist praktisch, aber falsch. Knochen ist lebendes Gewebe, das ständig abgebaut und neu aufgebaut wird. Noch überraschender ist, dass diese Arbeit im Laufe des Tages nicht gleichmäßig abläuft. Auch sie folgt einer biologischen Uhr.
Diese Vorstellung verändert unseren Blick auf den eigenen Körper. Das Skelett ist nicht nur das, was uns aufrecht hält. Es ist eine permanente Baustelle, auf der Zellteams nicht zu jeder Tageszeit genau gleich aktiv sind. Daraus ergibt sich eine ganz konkrete Frage: Wenn der Knochen seinen eigenen Rhythmus besitzt, sollte man dann auch die Uhrzeit berücksichtigen, wenn man trainiert, einen Bruch operiert oder Osteoporose behandelt? Die derzeitige Antwort ist interessanter als ein einfaches „Ja“.
Das Skelett arbeitet in wechselnden Teams
Der Knochenumbau beruht hauptsächlich auf zwei Zellfamilien. Osteoklasten entfernen alte oder beschädigte Knochenanteile. Osteoblasten lagern anschließend neues Knochengewebe an. Dieser Mechanismus läuft das ganze Leben hindurch und trägt dazu bei, ein stabiles Skelett zu erhalten.
Weniger intuitiv ist, dass Knochenzellen über eigene biologische Uhren verfügen. Ihre Aktivität verändert sich daher im Tagesrhythmus. Die Resorption, also die Phase, in der alter Knochen abgebaut wird, ist tendenziell zu Beginn des Tages stärker. Die Knochenbildung erreicht ihren Höhepunkt eher später, insbesondere während der Nacht.
Anders gesagt verbringt unser Skelett nicht einfach vierundzwanzig Stunden damit, sich mit gleichbleibender Geschwindigkeit zu reparieren. Die beiden großen Phasen des Umbaus sind zeitlich teilweise voneinander getrennt. Diese Organisation könnte verhindern, dass Abbau und Wiederaufbau ständig miteinander konkurrieren. Die zirkadiane Uhr würde dann wie ein Bauleiter wirken, der die Aufgaben verteilt.
Nachts schlafen die Knochen nicht
Melatonin spielt dabei eine besonders interessante Rolle. Oft wird es auf die Funktion eines Schlafhormons reduziert. Treffender wäre es, Melatonin als biologisches Signal der Dunkelheit zu betrachten: Sein Spiegel steigt, wenn das Licht am Abend abnimmt.
Im Knochengewebe scheint es in zwei sich ergänzende Richtungen zu wirken. Es könnte die Aktivität der Osteoklasten bremsen und gleichzeitig die der Osteoblasten unterstützen. Marker der Knochenbildung erreichen ebenso wie das Melatonin selbst während der Nacht ihre höchsten Werte.
Dadurch erscheinen Lebensgewohnheiten plötzlich weniger belanglos. Späte Bildschirmnutzung, unregelmäßige Schlafzeiten oder sehr späte Mahlzeiten können den normalen Anstieg und Abfall des Melatonins stören. Daher ist es plausibel, dass ein chronisch verschobener Lebensrhythmus auch bestimmte Signale verwischt, die für die Knochenfunktion nützlich sind. Das ist nicht dasselbe wie zu behaupten, ein Abend vor dem Bildschirm schade den Knochen. Die hier dargestellte Wissenschaft erlaubt keinen so direkten Schluss. Sie zeigt jedoch, dass das Skelett Teil einer viel umfassenderen zeitlichen Organisation des Körpers ist.
Sollte man also abends trainieren?
Der Gedanke liegt nahe: Da die Knochenbildung später am Tag aktiver ist, könnte man vermuten, ein Training am Abend sei automatisch besser für das Skelett als eine Einheit am Morgen. Dieser Schluss ist nicht belegt.
Nach dem derzeitigen Wissensstand lässt sich sagen, dass der Knochenumbau einem Tagesrhythmus folgt. Daraus lässt sich jedoch nicht ableiten, dass Training zu einer bestimmten Uhrzeit die Knochendichte oder Knochenfestigkeit stärker verbessert. Eine optimale Trainingszeit kann aus diesen Erkenntnissen allein nicht seriös bestimmt werden.
Die Idee bleibt dennoch faszinierend. Körperliche Bewegung ist ein wichtiger Faktor für den Erhalt der Knochengesundheit, während Bewegungsmangel mit zunehmendem Alter zur Schwächung des Knochengewebes beiträgt. Wenn Zellen je nach Tageszeit unterschiedlich reagieren, ist die Frage berechtigt, ob dieselbe mechanische Belastung zu verschiedenen Uhrzeiten leicht unterschiedliche Effekte haben könnte. Im Moment ist das jedoch eine Forschungsfrage und keine Trainingsempfehlung.
Die eigentliche Veränderung besteht also nicht darin, „Sport treiben“ durch „abends Sport treiben“ zu ersetzen, sondern anzuerkennen, dass der Zeitpunkt, zu dem der Körper einen Reiz erhält, ebenso wichtig sein könnte wie die Art dieses Reizes.
Heilt ein morgens operierter Bruch genauso wie ein abends operierter?
Dieselbe Vorsicht ist in der Chirurgie angebracht. Intuitiv kann man annehmen, dass Gewebe, das einer biologischen Uhr unterliegt, nicht zu jeder Tageszeit exakt gleich reagiert. Ein operativ versorgter Bruch ist anschließend auf Mechanismen der Erneuerung und des Knochenaufbaus angewiesen. Daher ist die Annahme, dass die Uhrzeit des Eingriffs eine Rolle spielen könnte, biologisch durchaus schlüssig.
Doch schlüssig bedeutet nicht bewiesen. Die verfügbaren Daten zeigen nicht, dass ein zu einer bestimmten Uhrzeit operierter Bruch besser oder schneller heilt. Sie erlauben auch keine Empfehlung, Knochenoperationen grundsätzlich morgens oder abends zu planen.
Diese Chronobiologie zwingt jedoch zu einer Frage, die die Medizin lange ignorieren konnte: Erzeugt eine Behandlung, die am richtigen Gewebe und in der richtigen Dosis, aber zum falschen Zeitpunkt angewendet wird, exakt dasselbe Ergebnis? Beim Knochen lässt sich diese Frage nur schwer beiseiteschieben, sobald man weiß, dass Resorption und Bildung über den Tag nicht gleichmäßig verteilt sind.
Auch Osteoporose könnte eine Erkrankung des Rhythmus sein
Osteoporose bezeichnet eine übermäßige Brüchigkeit des Skeletts, die mit einer Abnahme der Knochenmasse und einer Verschlechterung seiner Mikroarchitektur zusammenhängt. Ein dauerhaftes Ungleichgewicht zugunsten der Osteoklastenaktivität kann zu diesem Knochenverlust beitragen.
Die täglichen Rhythmen des Knochenumbaus scheinen mit zunehmendem Alter schwächer zu werden. Diese Abschwächung könnte zumindest teilweise zur Zunahme von Knochenverlust, Osteoporose und Brüchen bei älteren Menschen beitragen. Auch hier bedeutet das nicht, dass Osteoporose ausschließlich eine Erkrankung der biologischen Uhr wäre. Alter, körperliche Aktivität und Ernährung beeinflussen ebenfalls die Fähigkeit des Körpers, stabiles Knochengewebe zu erhalten.
Diese Beobachtung eröffnet jedoch eine faszinierende Möglichkeit: Bestimmte Behandlungen könnten eines Tages nicht nur im Hinblick auf ihre Dosis, sondern auch auf den Zeitpunkt ihrer Verabreichung untersucht werden. Dieser Ansatz spricht dafür, den Einnahmezeitpunkt ebenso ernsthaft zu erforschen wie andere Behandlungsparameter, ohne dass sich daraus derzeit eine praktische Empfehlung für Osteoporosemedikamente ableiten lässt.
Vielleicht liegt unser Fehler darin, Knochen wie Stein zu betrachten
Das Interessanteste an dieser Entdeckung ist für mich letztlich weder der Sport am Abend noch die Uhrzeit einer Operation. Entscheidend ist der Perspektivwechsel, den sie verlangt. Wir sprechen über das Skelett wie über einen Gegenstand: „starke Knochen haben“, „einen Knochen brechen“, „Knochen verlieren“. Schon die Sprache vermittelt den Eindruck eines passiven Materials.
Tatsächlich ähnelt ein Knochen eher einer ständig instand gehaltenen Stadt als einem Balken. Manche Strukturen werden abgebaut, andere neu errichtet, die Teams wechseln ihre Aktivität je nach Tageszeit, und Signale aus dem restlichen Körper verändern ihr Tempo. Selbst wenn wir uns nicht bewegen, ist das Skelett biologisch keineswegs still.
Diese Sichtweise erklärt auch, warum Knochenalterung nicht einfach auf Verschleiß reduziert werden kann. Wenn die Rhythmen, die Abbau und Wiederaufbau koordinieren, weniger deutlich werden, kann das Problem ebenso organisatorischer wie materieller Natur sein. Es geht dann nicht mehr nur um die Menge an Knochen, sondern um die Synchronisierung der Prozesse, die ihn erhalten.
Es wäre verfrüht, Wecker, Training oder chirurgische Eingriffe nach dieser Knochenuhr auszurichten. Gleichzeitig wird es schwierig, das Skelett weiterhin als starres, inertes Gerüst zu betrachten. Unsere Knochen leben, erneuern sich und folgen der Zeit. Selbst der Teil von uns, der am unveränderlichsten wirkt, besitzt seinen eigenen täglichen Zeitplan.
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