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Knochenmorphogenetische Proteine

(Weitergeleitet von BMP)

Englisch: bone morphogenetic proteins

1 Definition

Die knochenmorphogenetischen Proteine, kurz BMPs, sind Wachstumsfaktoren und gehören zur TGF-ß-Superfamilie, eine Untergruppe der Zytokine. Bis heute sind ca. 20 verschiedene BMP-Typen bekannt, BMP-2 und BMP-7 sind davon am besten erforscht. Ihr Signalweg führt über extrazelluläre Serin/Threonin-Kinase-Rezeptoren und setzt sich intrazellulär über Smad-Proteine fort, die im Zellkern auf die Gentranskription wirken.

2 Funktion

Die BMPs sind sowohl prä- als auch postnatal an der Entwicklung des Bewegungsapparates aber auch am Halten des Gleichgewichts zwischen Gewebeaufbau und -abbau beteiligt.

2.1 Embryonalentwicklung

Im Embryo sind die BMPs vor allem für die Knorpelentwicklung wichtig. Des Weiteren spielen sie eine entscheidende Rolle bei der Herzentwicklung sowie bei der Bildung der Neuralleiste. Eine weitere wichtige Funktion haben sie für die Selbsterneuerung der embryonalen Stammzellen.

2.2 Postnatal und im Erwachsenen

Auch später sind die BMPs noch von Bedeutung: Sie sind an der Bildung von Knochen, Knorpel, Bändern und Sehnen beteiligt. Unabhängig davon sind sie auch in der Regulation von Zellproliferation, -überleben, -differenzierung und Apoptose aktiv.

2.3 BMP-Typen[1]

BMP-Typ Funktion
BMP-2 Induziert Knochen und Knorpelbildung; Schlüsselfunktion in der Differenzierung von Osteoblasten
BMP-3 Induziert Knochenbildung
BMP-4 Reguliert Bildung der Zähne, Knochen und Extremitäten aus dem Mesoderm; Reparatur von Knochenbrüchen
BMP-5 Beteiligt an Knorpelentwicklung
BMP-7 Schlüsselfunktion in der Differenzierung von Osteoblasten; Schlüsselfunktion in Nierenentwicklung; induziert die Produktion von SMADI
BMP-8 Beteiligt an Knochen- und Knorpelentwicklung
BMP-9 Fördert die Differenzierung von mesenchymalen Stammzellen zu Knorpelzellen
BMP-10 Spielt eine Rolle in der Bildung der Trabekel im embryonalen Herz.

3 Klinische Anwendung

Die Orthopädie macht sich den knochenbildenden Effekt zu Nutzen und verwendet BMP-2 für die Therapie von nicht heilenden Knochenbrüchen, Osteoporose oder anderen Knochendefekten. Ein noch recht neues Anwendungsgebiet ist die Versteifung von z.B. Wirbelkörpern. Dazu wird BMP-2 lokal appliziert, was zur Knochenbildung im Spalt zwischen den Wirbelkörpern führt.

4 Quellen

  1. Xiao,Y. et al "Bone morphogenetic protein" in Biochemical and Biophysical Research Communications Volume 362, Issue 3, 26 October 2007, Pages 550–553

Tags:

Fachgebiete: Biochemie, Orthopädie

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