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Stress behindert Knochenheilung

Psychische Belastung stört Neubildung von Knochengewebe nach einem Bruch

Knochenbruch
Röntgenaufnahme einer Unterarmfraktur: Stress lässt solche Brüche offenbar schlechter heilen. © Uniklinikum Ulm

Gestörter Heilungsprozess: Extreme Stresserfahrungen können offenbar die Heilung von Knochenbrüchen behindern. Wie Versuche mit Mäusen nahelegen, führt die psychische Belastung zu einer übersteigerten Immunreaktion und stört die Knochenneubildung. Verantwortlich dafür ist ein über das Stresshormon Adrenalin vermittelter Signalweg – der sich allerdings medikamentös blockieren lässt. Diese Erkenntnis könnte künftig die Behandlung von Frakturen bei Patienten mit Posttraumatischer Belastungsstörung verbessern, wie die Forscher berichten.

Stress kann auf Dauer gravierende Folgen haben – sowohl seelisch als auch körperlich. So führen extreme Stresserfahrungen wie Krieg, Gewalt oder Missbrauch oftmals zu psychischen Leiden wie der Posttraumatischen Belastungsstörung (PTBS). Gleichzeitig hinterlassen solche Erlebnisse bei den Betroffenen physische Spuren: Menschen mit PTBS leiden zum Beispiel häufiger an chronisch-entzündlichen Erkrankungen und haben zudem ein höheres Risiko für Knochenbrüche.

Mäuse unter Stress

Diese Tatsache hat ein Forscherteam um Stefan Reber von der Universitätsklinik Ulm nun zu einer Vermutung geführt: „Wir haben uns gefragt, ob sich ein solches Stresssyndrom auch negativ auf die Frakturheilung auswirkt“, sagt er. Um dies herauszufinden, untersuchten die Wissenschaftler männliche Mäuse, die 19 Tage lang gemeinsam in einem Käfig gehalten worden waren. Der Grund: Das Zusammenleben mit Konkurrenten auf engstem Raum bedeutet für die Tiere ein hohes Maß an Stress – diese Form der Haltung ist daher ein gängiges Modell zur Erforschung von PTBS.

Die Experimente bestätigten, dass der chronische psychosoziale Stress die Heilung von Knochenbrüchen bei den Nagern massiv behinderte. Doch warum? „Weil eine fein abgestimmte Entzündungsantwort entscheidend für den Heilungserfolg ist, vermuteten wir, dass Stress und Traumata die Entzündungsreaktionen des Körpers verändern und die Frakturheilung dadurch kompromittieren“, erklären Reber und seine Kollegen.

Überreaktion des Immunsystems

Tatsächlich zeigte sich: Durch den anhaltenden Stress reagierte das Immunsystem der Tiere anders als normalerweise auf den Knochenbruch. „Bricht sich jemand das Bein, treten kurz danach an der Bruchstelle lokale Immunreaktionen auf. Der Körper sondiert sozusagen die Lage und beseitigt schadhaftes Gewebe. Mit der Zeit überwachsen Knochenzellen den bruchbedingten Spalt und der Bruch heilt ab“, erklärt Mitautorin Anita Ignatius.

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Bei den gestressten Nagern schien das Immunsystem jedoch unangemessen stark zu reagieren – es kam zu einem Überschießen der Entzündungsreaktion. So entwickelten sich im Knochenmark vermehrt Immunzellen wie Neutrophile, die an der Bruchstelle in die dort entstandenen Hämatome einwanderten. Außerdem war die Umwandlung von Knorpel zu Knochen und damit die Knochenneubildung gestört, wie die Forscher berichten. Als Folge nahm die Biegesteifigkeit der Knochen messbar ab, und das neu gebildete Knochengewebe wurde nicht mehr so hart.

Schlüsselfaktor Adrenalin

Weitere Untersuchungen offenbarten, dass sowohl die überschießende Immunreaktion als auch die gestörte Geweberegeneration über einen Signalweg vermittelt werden, an dem sogenannte Beta-Adrenorezeptoren beteiligt sind – Rezeptoren, die auf das Stresshormon Adrenalin reagieren. Dies bedeutet, dass hier eine klare Verbindung zum sympathischen Nervensystem besteht, über das der Körper unter anderem auf Stress und Gefahren reagiert.

Dank dieser Erkenntnis fanden Reber und seine Kollegen schließlich einen Weg, diesem schädlichen Effekt entgegenzuwirken: Sie unterbrachen den verantwortlichen Signalweg mithilfe des Betablockers Propranolol – einem Wirkstoff, der spezifisch sympathische Beta-Adrenozeptoren blockiert. „Damit normalisierten sich nicht nur die Immunreaktionen, sondern auch die Knochenheilung verlief wieder ungestört“, berichtet Erstautorin Melanie Haffner-Luntzer.

Hoffnung auf bessere Behandlung

„Die grundlegenden Erkenntnisse aus dieser Studie bringen nicht nur Licht in das komplexe Wechselspiel zwischen Nervensystem, Immunsystem und Geweberegenation. Sie werden sicherlich auch dabei helfen, Knochenbrüche bei Menschen mit Posttraumatischer Belastungsstörung wirkungsvoller zu behandeln“, so das Fazit des Wissenschaftlerteams. (PNAS, 2019; doi: 10.1073/pnas.1819218116)

Quelle: Universität Ulm

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