Stützgewebe Flashcards
Bestandteile des Stützgewebes
- Knorpel: hyalin, elatisch, Faserknorpel
- Knochen: Lamellenknochen, Geflechtsknochen
- Zahnhartsubstanzen: Dentin, Zement
Kennzeichen des Knorpelgewebes
keine Blut- und Lymphgefäße sowie Nerven
Funktionen des Knorpelgewebes
- Tragen von Gewicht
- Stützfunktion
- Ermöglichung des Aneinandergleitens verschiedener Bestandteile
mechanische Eigenschaften des Knorpelgewebes
- Druckelastizität (reversible Verformbarkeit)
- Biegeelastizität
- Zugelastizität
Zellen des Knorpelgewebes
- Chondroblasten: teilungsfähig, Bildung von Knorpelsubstanz; ovaler, runder, chromatinarmer Kern
- Chondrozyten: differenziert, Bildung der Knorpel-Matrix; ovaler, runder, chromatinarmer Kern; isogene Gruppen (= Cluster aus 5-8 Chondrozyten)
- Chondroklasten: Abbau der Knorpelsubstanz
Bestandteile des Extrazellulärraums des Knorpelgewebes
- Fibrillen, Fasern
- Grundsubstanz
- interzelluläres Wasser
Knorpelbildung
- Mesenchymzellen
- Chondroblasten
- Chondrozyten
Eigenschaften des Perichondriums
- Umgebung der hyalinen und elastischen Knorpel
- > Ausnahme: Gelenkknorpel
- kontinuierlicher Übergang in Knorpel
Bestandteile des Perichondriums
- Stratum fibrosum = äußere Knorpelschicht (straffes Bindegewebe mit Fibroblasten): fängt Zugkräfte bei Biegung auf
- Stratum chondrogenicum = innere zellreiche Schicht: Regeneration, Wachstum
Knorpelwachstum
- interstitiell: Wachstum von innen heraus -> Chondroblasten weichen auseinander
- appositionell: Wachstum von außen -> Entstehung neuer Knorpelzellen
Knorpelheilung
- gute Regeneration nur bei Kleinkindern
- > bei großen Schäden entsteht eine bindegewebige Narbe
- ausgehend vom Perichondrium
Fibrillen und Fasern des Knorpelgewebes
- Zusammensetzung abhängig vom Knorpeltyp, aber Kollagenproteine dominieren (maskiert: nicht sichtbar im Lichtmikroskop)
- Knorpel-spezifische Kollagene
Knorpel-spezifische Kollagene
- Typ II (80%): v.a. im hyalinen Knorpel
- Typ IX: Erleichterung der Interaktion der Fibrillen mit Proteoglykan-Molekülen der Matrix
- Typ XI: Regulation der Fibrillengröße
- Typ X: Organisation der Kollagenfibrillen in dreidimensionales hexagonales Gitter (relevant für mechanische Belastung)
- Typ VI: Verankerung der Chondrozyten im Maschenwerk der Matrix
Grundsubstanz des Knorpelgewebes
- Glykosaminoglykane (3 Arten)
- Proteoglykan-Monomere
- multiadhesive Glykoproteine
Glykosaminoglykane des Knorpelgewebes
- Hyaluronsäure
- Chondroitinsulfat, Keratansulfat: Bindung an Kernprotein -> Bildung von Proteoglykan-Monomeren
Proteoglykan-Monomere des Knorpelgewebes
Bindung an Hyaluronsäure durch Link-Proteine
- > Bildung von Proteoglykan-Aggregaten
- > Aggrecan = wichtigstes Monomer im hyalinen Knorpel (100 Chondroitinsulfat-Ketten und 30 Keratansulfat-Ketten bewirken negative Ladung)
multiadhesive Glykoproteine des Knorpelgewebes
Beeinflussung der Interaktion zwischen Chondrozyten und Matrix-Molekülen
- Anchorin: Kollagen-Rezeptor an Chondrozyten
- Tenascin, Fibronektin: Unterstützung der Verankerung von Chondrozyten in der Matrix
interzellulares Wasser des Knorpelgewebes
- 60-80% des Nettogewichts vom hyalinen Knorpel
- Bindung an Proteoglykan-Aggregate
Eigenschaften des hyalinen Knorpels
- häufigste Knorpelart, ungefärbt milchig trüb/weißlich blau
- isogene Zellgruppen (5-8 Zellen) liegen in Knorpelhöhle und werden vom Knorpelhof (Fibrillen und Grundsubstanz) umgeben = Chondron (Territorium)
- zwischen den Territorien = interterritoriale Substanz
Vorkommen des hyalinen Knorpels
- fetales Skelett (Vorläufergewebe der Röhrenknochen)
- Epiphysenplatten
- Gelenkknorpel (ohne Perichondrium)
- Rippenknorpel, knorpelige Anteile des Brustbeins
- Nasenknorpel
- Verstärkung der Wand der Atemwege (Kehlkopf, Luftröhre, Bronchien)
Degenerationszeichen des hyalinen Knorpels
- Asbestfaserung: Änderung des Quellungsgrades und Umstrukturierung
- > Kollagenfasern werden sichtbar
- Verkalkung
- Vaskularisation als Ausdruck einer Entzündungsreaktion)
Eigenschaften des elastischen Knorpels
- ungefärbt: gelblich/trüb
- Chondrone nur mit 2-3 Zellen, dafür auffallend groß
- gleiche Grundsubstanz wie beim hyalinen Knorpel
- Kollagenfasern + Fibrillen und zusätzlich Netze aus elastischen Fasern (nicht maskiert), die in Perichondrium einstrahlen
Vorkommen des elastischen Knorpels
- Ohrknorpel
- Kehldeckel (Epiglottis)
Eigenschaften des Faserknorpels
- Kombination von straffem Bindegewebe und hyalinem Knorpel ohne umgebendes Perichondrium
- längliche Chondrozyten einzeln in Reihen entlang der Kollagenfasern oder in isogenen Gruppen
- wenig Grundsubstanz im Vergleich zum hyalinen Knorpel; mehr Versican als Aggrecan
- Kollagenfasern: Typ I (charakteristisch für Bindegewebe) und Typ II (charakteristisch für hyalinen Knorpel)
Vorkommen des Faserknorpels
- Teile der Disci invertebralis (Zwischenwirbelscheiben)
- Symphysis pubica (Schambeinfuge)
- Gelenkflächen des Kiefergelenks
- Ansatzzonen von Sehnen am Knochen
Funktionen des Knochengewebes
- Stütz- und Schutzfunktion
- Mineralstoffspeicher
- Bildung eines Hebelsystems
Eigenschaften des Periost
- äußerer Überzug der Knochen
- fehlt im Bereich der Knorpel und Anheftungszonen von Sehnen/Bändern (Faserknorpel/straffes Bindegewebe)
- sehr vaskularisiert und innerviert (schmerzempfindlich)
Bestandteile des Periost
- Stratum osteogenicum: zell- und gefäßreich; enthält Osteoprogenitorzellen, Osteoblasten und Osteoklasten
- Stratum fibrosum: straffes, faserreiches Bindegewebe mit elastischen Fasern
Eigenschaften des Endost
- innerer Überzug der Knochen: Spongiosabälkchen, Auskleidung der Knochenkanälchen
- dünne Schichten nicht-mineralisierter Kollagenfibrillen und „bone-lining-cells“ (= kontinuierliche Lage von Osteoprogenitorzellen, Osteoblasten und Osteoklasten)
Bestandteile des Knochens
- Zellen
- organische Matrix aus Kollagen und Glykosaminoglykanen (= Osteoid)
- anorganische Mineralien
Zellen im Knochengewebe
- Stammzellen: Lage im Periost und Endost
- Osteoblasten: Bildung der Knochensubstanz
- Osteozyten: differenzierte Zellen
- Osteoklasten: Abbau der Knochensubstanz
Eigenschaften des Osteoids
- Synthese durch Osteoblasten
- proteoglykanhaltige Grundsubstanz, in die eine spezielle Form von Typ I-Kollagen eingebettet ist und Proteine für Affinität für Calcium
anorganische Mineralien des Knochengewebes
sind in organische Matrix eingelagert (ca. 45% besteht aus Hydroxylapatit)
- Magnesium, Kalium, Chlor, Eisen, Fluor
Mineralisierung des Knochengewebes
- Abschnürung kleiner Matrixvesikel von Osteoblasten: beinhalten Calciumkomplexe von Phospholipiden und basischen Proteinen
- > Bildung von Calciumphosphatkristallen
- Ruptur der Vesikel: Freisetzung des Calciumphosphats
- > Bildung intra- und interfibrillärer Kristalle an Kollagenfasern
Aufbau der Substantia compacta
- äußere Generallamellen
- innere Generallamellen
- Speziallamellen
- Knochenkanäle
Eigenschaften der äußeren Generallamellen
verlaufen parallel zur Knochenoberfläche
Eigenschaften der inneren Generallamellen
Begrenzung der Compacta gegen Markhöhle
Eigenschaften der Speziallamellen
konzentrische Anordnung um Knochenkanäle (Osteone)
- ständiger Umbau der Osteone -> Entstehung von Schaltlamellen und Kittlinien
Knochenkanäle der Substantia compacta
- Havers-Kanäle: parallel zur Knochenachse, liegen im Zentrum eines Osteons
- Volkmann-Kanäle: quer zur Knochenachse, verbinden Havers-Kanäle transversal miteinander
Arten der Knochenbildung
- desmale Osteogenese: Knochenbildung direkt aus dem Mesenchym
- chondrale Osteogenese: Verknöcherung einer knorpeligen Vorstufe
Arten der chondralen Osteogenese
- perichondrale Osteogenese: Bildung der Knochensubstanz an der Knorpelaußenseite
- enchondrale Osteogenese: Bildung der Knochensubstanz an der Knorpelinnenseite
Knochenkerne
- Diaphysen verknöchern bereits während der Embryonalzeit (primäre Knochenkerne)
- Epiphysen verknöchern erst nach Geburt (sekundäre Knochenkerne)
Ablauf desmale Osteogenese
- Differenzierung der Mesenchymzellen am Ossifiationszentrum zu Osteoblasten
- Ablagerung von Osteoid -> nach Mineralisation des Osteoids werden Osteoblasten zu Osteozyten -> Entstehung eines Knochenteilchens
- Außenseite des Knochenteilchens ist mit Osteoblasten besetzt -> Ablagerung von Osteoid
- > appositionelles Wachstum - Fusion mehrerer Knochenteilchen zur primären Spongiosa -> wird durch weiteres Wachstum zur Kompakta
- gleichzeitiger Auf- und Umbau des Knochens
Ablauf perichondrale Osteogenese
- Differenzierung der Mesenchymzellen zu Chondroblasten -> Umlagerung mit Perichondrium
- Entstehung von Osteoblasten im Perichondrium -> Bildung einer Knochenmanschette im Bereich der späteren Diaphyse
- Umwandlung des Perichondriums zum Periost -> Dickenwachstum
Ablauf enchondrale Osteogenese
- hypertrophe Chondroblasten im Bereich der Knochenmanschette -> Chondrozyten und Mineralisation der Matrix
- Eindringen von Blutgefäßen durch Osteoklasten -> Abbau von Knorpelteilen durch Chondroklasten -> primäre Markhöhle
- Abbau der hypertrophen Chrondrozyten durch Apoptose
- Ablagerung von Osteoidschichten -> primäre Spongiosa
- Fortschreitung in Richtung beider Epiphysen -> Längenwachstum
Eigenschaften der Wachstumsplatte/Epiphysenfuge
- Längenwachstum bei enchondraler Osteogenese
- Zonen (wandern von Diaphyse ausgehend immer weiter nach oben):
a) Markhöhle
b) Umbauzone
c) großblasiger Knorpel
d) Proliferationszone
e) Reservezone
f) ruhender Knorpel
Umbauzone
besteht aus Eröffnungs- und Ossifikationszone
großblasiger Knorpel
hypertrophe Chondroblasten
Proliferationszone
mitotisch aktive Chondrozyten bewirken Längenwachstum
Reservezone
undifferenzierte Chondroblasten auf Vorrat
Einteilung der Knochen nach räumlicher Organisation der Kollagenfibrillen
- Geflechtknochen: unregelmäßige, ungeordnete Ausscheidung von Osteoid
- Lamellenknochen: regelmäßige, parallele Ausscheidung von Osteoid
Eigenschaften der Geflechtknochen
- geflechtartige Anordnung der Kollagenfibrillen
- viele Zellen und wenige Mineralien
- Vorkommen in jungen Knochen (Entwicklung, Frakturheilung) -> beim Erwachsenen nur an wenigen Stellen
Eigenschaften der Lamellenknochen
- gestreckter und paralleler Verlauf der Kollagenfibrillen
- wenige Zellen und viele Mineralien
Aufbau Röhrenknochen
- Substantia compacta
- Substantia spongiosa
- Markhöhle
- Epiphyse
- Diaphyse
Eigenschaften Substantia spongiosa
- Lamellen parallel zur Trabekeloberfläche
- enthält rotes Knochenmark in Hohlräumen zwischen Knochenbälkchen
Eigenschaften Markhöhle
enthält gelbes Knochenmark
Eigenschaften Epiphyse
dünne Compacta, ausfüllende Spongiosa
Eigenschaften Diaphyse
dicke Compacta, dünne Spongiosa, Markhöhle
Aufbau kurzer Knochen
dünne Compacta, ausfüllende Spongiosa (z.B. Hand- und Fußwurzelknochen)
Aufbau platter Knochen
dünne Compacta, dünne Spongiosa (z.B. Schulterblatt)
Primärheilung
- Fraktur ohne Zerstörung des Periosts oder Frakturenden bleiben in Kontakt
- > Heilung ohne Kallusbildung
- Ablauf: Osteoprogenitorzellen aus Endost und Periost lagern sich um die Kapillaren an und bilden Osteone
Sekundärheilung
- Bildung einer Narbe aus straffem Bindegewebe und Knorpelgewebe
- > Kallusbildung
- Ersatz des Knorpelgewebes durch Geflechtknochen (= enchondrale Osteogenese)
Pathologien des Knochengewebes
- Osteoporose: Reduktion der Knochenmasse
- Osteogenesis Imperfecta: Störung der Bildung der Knochenmatrix durch abnormales Typ-I-Prokollagen
- Osteosarkom: maligner Tumor aus Osteoblasten
- Osteoides Osteom: gutartiger Osteoblastentumor
- Rachitis: verminderte Resorption von Calcium und Phosphat
