ZusammenfassungDie balancierte und reziproke adaptive Interaktion zwischen Muskel und Knochen ist essenziell fĂŒr die Fortbewegung von Organismen und die Erhaltung ihrer stabilen Form unter Vermeidung von Frakturen und Verletzungen. Muskeln erzeugen durch Kontraktion physikalische KrĂ€fte, die auf die Muskulatur selbst und auf das stabilisierende Skelett wirken. Das Kraftniveau wird von der Gravitation und der Masse des eigenen Organismus bestimmt. Steigerung der KrĂ€fte und Wiederholung der Reize haben anabole Wirkung, Immobilisation und Simulation von Mikro-Gravitation fĂŒhren zum Verlust von Muskel und Knochen. Die Einwirkung physikalischer KrĂ€fte auf Zellen wird in biochemische Signale umgesetzt und generiert biologische Effekte. Die molekularen Mechanismen des Mechanosensing und der Mechanotransduktion sind in den letzten 2â3 Dekaden sehr intensiv erforscht worden. Dehnung, Kompression und FlĂŒssigkeitsströmung verursachen ĂŒber Verbindungen durch AdhĂ€sionsmolekĂŒle an die ExtrazellulĂ€rmatrix und zwischen den Zellen sowie ĂŒber das PrimĂ€re Zilium eine âSecond-messengerâ-Aktivierung wie Kalzium-Einstrom, cAMP- und cGMP-Produktion und Aktivierung von Rezeptoren und Kinasen. Im Gefolge werden Transkriptionsfaktoren nukleotrop, die dann an DNA-responsive Steuerelemente binden und Transkription modulieren. Die Ănderungen des Proteoms der Zelle fĂŒhren zur vermehrten Bildung von Strukturproteinen zur VerstĂ€rkung des Zytoskeletts und der Zell-Zell-AdhĂ€sion, sodass sich die Steifigkeit und die RĂŒckstellkraft der Zelle und des Gewebes auf ein höheres Kraftniveau einstellen, ohne durch Ruptur oder Fraktur Schaden zu nehmen. Neben der physikalischen Interaktion durch die KrĂ€fte des Muskels werden auch ĂŒber Sekretionsprodukte von Muskel und Knochen Informationen ausgetauscht. Die Sekretionsprodukte initiieren und regulieren mit groĂen Ăberlappungen in ihrer Funktion die interaktive Adaptation und Regeneration in beiden Geweben. Neben der tonischen Produktion von Proteinen mit einer sekretorischen Sequenz können beide Gewebe auch auf mechanische Reize hin Vesikel abgeben, die als Fracht prĂ€synthetisierte Rezeptoren, Wachstums- und Differenzierungsfaktoren und orchestrierende miRNAs transportieren können. Da weder Knochen noch Muskel echte endokrine Vesikel bilden können, werden Exosomen in die Zirkulation abgegeben. Ein auslösender Reiz dafĂŒr ist ein Kalzium-Einstrom als Folge von mechanischer Stimulation/TrainingsaktivitĂ€t. Mit zunehmendem Wissen ergibt sich hier ein Bild der unerwartet intensiven Auswirkung mechanischer KrĂ€fte auf die Zellbiologie und Biochemie von Geweben. Wir beginnen gerade, diese Auswirkungen in der Physiologie zu verstehen, wĂ€hrend wir im VerstĂ€ndnis der Störungen einer gesunden Adaptation, z.âB. im Sinne von Ăberlastung oder Trainingsresistenz, besonders bei chronischen Erkrankungen wie Osteoporose und Arthrose noch sehr am Anfang stehen.