ForscherInnnen haben jetzt die zellulären Mechanismen entschlüsselt, dank denen sich Sehnen mechanischen Belastungen anpassen können. Menschen, die eine bestimmte Variante eines Schlüsselgens dieses Mechanismus tragen, können besser springen als andere. Vor ein paar Jahren schon konnte gezeigt werden, dass eine bestimmte Variante eines Ionen-Kanal-Gens mit dem Namen E756del bei Personen mit westafrikanischer Abstammung gehäuft vorkommt. Diese Genvariante schützt ihre Träger vor schweren Verläufen der Malaria. Gleichzeitig unterstützt sie die Sprungkraft dieser Personen. So könnte es sein, dass diese Genvariante teilweise erklärt, warum Athleten mit Abstammung aus Ländern, wo E756del sehr häufig ist, bei sportlichen Wettkämpfen brillieren, etwa im Sprint, im Weitsprung oder beim Basketball.
Kern des neuentdeckten Mechanismus ist ein molekularer Kraftsensor in den Zellen der Sehnen, ein sogenanntes Ionenkanal-Protein. Dieses erkennt, wenn sich die Kollagenfasern, aus denen die Sehnen bestehen, gegeneinander in Längsrichtung verschieben. Kommt es zu einer starken solchen Scherbewegung, lässt der Sensor Kalziumionen ins Innere der Sehnenzellen strömen. Dies fördert die Produktion bestimmter Enzyme, welche die Kollagenfasern miteinander verbinden. Die Sehnen verlieren dadurch an Elastizität und werden steifer und stärker. Eine Verstärkung dieses Prozesses hat Vorteile bei Sprung-betonten Sportarten, denn sie übertragen die in den Muskeln entfalteten Kräfte direkter auf die Knochen.
Dass Wissen darüber, wie Sehnen funktionieren, dürfte auch helfen, Sehnenverletzungen in Zukunft besser therapieren zu können. Mittelfristig ist die Entwicklung von Medikamenten denkbar, die an den neu entdeckten Kraftsensor andocken, so dass Sehnen- und andere Bindegewebserkrankungen besser heilen können.
Referenz:
ETH Zürich, Universität Zürich
Shear-stress sensing by PIEZO1 regulates tendon stiffness in rodents and influences jumping performance in humans, Nat Biomed Eng 2021; https://www.nature.com/articles/s41551-021-00716-x
