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Forscher entdecken neue Gefäße im menschlichen Knochen | BR24

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Wenn es im Notfall schnell gehen muss, bohren Ärzte in den Unterschenkelknochen und verabreichen so Medikamente. Und das seit knapp hundert Jahren. Was da genau passiert? Das haben Forscher erst jetzt herausgefunden.

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Forscher entdecken neue Gefäße im menschlichen Knochen

Wenn es im Notfall schnell gehen muss, bohren Ärzte in den Unterschenkelknochen und verabreichen so Medikamente. Und das seit knapp hundert Jahren. Was da genau passiert? Das haben Forscher erst jetzt herausgefunden.

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Erfahrungswissen aus dem Militär, ein durchsichtiger Knochen und Zimt. All das war notwendig, um eine bislang unbekannte anatomische Struktur zu entdecken. Sie ist zwar sehr klein, aber dafür sehr häufig. Es handelt sich dabei um Blutgefäße, die offensichtlich das Innere des Knochens mit dem restlichen Körper verbinden.

Schritt eins: das Erfahrungswissen aus dem Militär

"Wenn Sie einen schwer verwundeten Soldaten unter übelsten Bedingungen im Feld haben, dann ist es technisch schlichtweg nicht möglich, dem einen vernünftigen Zugang zu legen, also in eine Armvene. Das kriegen Sie nicht hin." Prof. Matthias Gunzer, Immunologe, Universität Duisburg-Essen

Infusionen durch den Knochen

Kurioserweise kann ein Arzt aber genauso gut eine dicke Kanüle in den Knochen bohren, zum Beispiel in den Oberarmknochen, den Oberschenkel oder den Unterschenkelknochen.

"Wenn man da etwas reinspritzt, ist es genauso schnell im Körper, als würden Sie es ganz normal in eine Armvene spritzen." Prof. Matthias Gunzer, Immunologe, Universität Duisburg-Essen

Warum diese Strategie so gut funktioniert und was hier genau passiert, das wusste keiner so genau. Es war nur klar, dass es funktioniert. Irgendwie scheint also die Blutversorgung des inneren Knochens mit der Blutversorgung des restlichen Körpers in Verbindung zu stehen und dabei das Blut effizient auszutauschen.

Schritte zwei und drei: Gläserne Knochen durch Zimt

Schon länger können Forscher Körpergewebe chemisch so behandeln, dass es durchsichtig wird. Dazu braucht man eine Substanz, die aus Zimt hergestellt wird: Zimtsäureethylester. Wenn man die zum Beispiel auf einen Mäuseknochen gibt, löst sich das Fettgewebe um die Zellen. Resultat: Der Knochen wird durchsichtig wie Glas.

"In dem Moment sehen Sie sofort, dass in dem harten Knochen, der ja normalerweise undurchsichtig ist, milchig, dass sich da hunderte von Blutgefäßen befinden." Prof. Matthias Gunzer, Immunologe, Universität Duisburg-Essen

Matthias Gunzer war einer der Forscher, an der Studie, die Ende Januar 2019 in der Fachzeitschrift Nature veröffentlicht wurde, beteiligt waren. Dass es im Knochen große Versorgungsgefäße gibt, war natürlich schon vorher bekannt. Aber winzig kleine Kapillaren, die wie kleine Kanäle senkrecht die Knochenhülle durchziehen, die waren bislang unbekannt. Offensichtlich kann durch diese Kapillaren ein Großteil des Blutes quer aus dem Knochen austreten und so ausgetauscht werden.

© Anika Grüneboom/Matthias Gunzer

Quer zum Knochen liegende Blutgefäße

Auch menschliche Knochen haben diese Blutgefäße

Nun ist ein Mäuseknochen aber erstmal nur ein Mäuseknochen - gibt es solche kleinen Blutgefäße auch beim Menschen? Die Erfahrungen der Notärzte legen das nahe. Matthias Gunzer wollte es genau wissen und legte sich selbst in den Magnetresonanztomographen und ließ sein Schienbein durchleuchten.

Mehrere Stunden dauerte das und siehe da: Auch beim Menschen gibt es diese Öffnungen in der Knochenrinde. Damit lassen sich auch Beobachtungen von Chirurgen erklären, nämlich punktförmige Blutflecken auf der Oberfläche des Knochens. Dort kommen offensichtlich diese neu entdeckten Gefäße durch den Knochen nach außen.

Infusionsmethode aus den 1920er-Jahren

Das könnte erklären, wie die Infusion durch den Knochen genau funktioniert. Eine Methode, die übrigens schon in den 1920er-Jahren genutzt wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg geriet sie in Vergessenheit. Erst seit den 1970er-Jahren wurde sie wieder populär, erklärt Matthias Helm, Notfallmediziner am Bundeswehrkrankenhaus in Ulm. Damals gab es bei Kindern Narkosezwischenfälle.

"Gerade bei Kindern mit ihren kleinen anatomischen Gegebenheiten, insbesondere wenn sie etwas proper sind, ist es schwierig, einen Zugang zum Gefäßsystem zu finden. Bei einem Säugling kann das ganz schön tricky sein. Und da hat man sich überlegt, was kann man insbesondere in einem Notfall tun, und hat die Methode einfach wiederentdeckt." Matthias Helm, Notfallmediziner, Bundeswehrkrankenhaus in Ulm

Heutzutage gibt es klare Behandlungsvorgaben, wann man in die normale Vene und wann in die knöcherne Vene spritzt. Zum Beispiel, wenn ein Patient einen Herz-Kreislauf-Stillstand hat und der Notfallarzt innerhalb von 120 Sekunden keinen Zugang zum Blutkreislauf über eine normale Vene legen kann. Dann wird sofort in das Schienbein eine Kanüle gebohrt.

Blutgefäße wichtig im Kampf gegen Krebsmetastasen im Knochen?

Medizinisch könnten die neu entdeckten Blutgefäße von noch größerer Bedeutung sein. Zum Beispiel für Knochenmarkstransplantationen oder bei der Klärung der Frage, warum bestimmte Krebsarten zu Metastasen im Knochen führen. Das ist zum Beispiel bei Brustkrebs der Fall.

"Wenn ich verstehe, wie der Brustkrebs in den Knochen hineinkommt, dann kann ich ihn vielleicht daran hindern. Wir glauben, dass diese Knochenkanäle, die wir da sehen - wo wir inzwischen wissen, dass da sehr viel Blut durchfließt - eigentlich so eine Art Autobahn sein müssten, für Tumoren, die in den Knochen metastasieren. Und wenn das so ist und wir das zeigen können, wird man versuchen, das zu unterbrechen." Prof. Matthias Gunzer, Immunologe, Universität Duisburg-Essen