Elektromagnetische Felder kehren Knochenschwund im Alter durch Aktivierung sensorischer Nerven um

Altersbedingter Knochenschwund betrifft Millionen von Menschen weltweit, doch eine neue Studie zeigt, wie Elektromagnettherapie eine medikamentenfreie Lösung bieten könnte. Forscher untersuchten, wie gepulste elektromagnetische Felder (PEMFs) – niedrigfrequente Magnetfelder, die klinisch bei Knochenerkrankungen eingesetzt werden – auf zellulärer Ebene tatsächlich wirken.

Das Team untersuchte junge (4 Monate alte) und ältere (20 Monate alte) männliche Mäuse und behandelte sie vier Wochen lang mit PEMFs. Mithilfe von Mikro-CT-Bildgebung und Knochenmarkern stellten die Forscher fest, dass PEMFs das Knochenvolumen, die Knochendicke und die Knochenbildungsrate speziell bei älteren Mäusen signifikant erhöhten, während sie bei jungen Tieren keinen Effekt zeigten. Bemerkenswert ist, dass die Behandlung knochenabbauende Osteoklasten nicht beeinflusste, was darauf hindeutet, dass sie durch Förderung des Knochenaufbaus wirkt und nicht durch Hemmung des Knochenabbaus.

Der Durchbruch gelang, als Forscher herausfanden, dass PEMFs über sensorische Nerven im Knochengewebe wirken. Die elektromagnetischen Felder stimulieren diese Nerven zur Freisetzung von Semaphorin 3A (Sema3A), einem Signalmolekül, das das Nervenwachstum steuert. Dieses Sema3A aktiviert anschließend Rezeptoren auf mesenchymalen Stammzellen – den Knochenmarkzellen, die sich sowohl zu knochenaufbauenden Osteoblasten als auch zu fettspeichernden Adipozyten entwickeln können. Das Ergebnis ist eine Verschiebung hin zur Knochenbildung und weg von der Fettansammlung im Knochenmark.

Als Forscher die sensorischen Nerven entfernten oder das Sema3A-Gen ausschalteten, verloren PEMFs ihre knochenaufbauende Wirkung vollständig. Dies bewies, dass der Nerven-Sema3A-Signalweg für die Wirksamkeit der Elektromagnettherapie unerlässlich ist. Die Studie zeigte außerdem, dass dieser Signalweg dazu beiträgt, die zelluläre Alterung von Stammzellen zu verlangsamen, was möglicherweise erklärt, warum die Behandlung bei älteren Tieren am wirksamsten ist.

Diese Erkenntnisse könnten unseren Ansatz zur Behandlung von Osteoporose grundlegend verändern, indem sie eine mechanismusbasierte Begründung für die Elektromagnettherapie liefern und möglicherweise zu gezielteren Interventionen bei altersbedingtem Knochenschwund führen.