11 MZB II - Slomianka

Bindegewebe Knorpelgewebe Knochengewebe Fettgewebe Knochenbildun

Bindegewebe Knorpelgewebe Knochengewebe Fettgewebe Knochenbildun


H. M.
Diese Lernkarten behandeln die komplexen Prozesse der Knochenbildung und -heilung auf universitärem Niveau, mit Fokus auf Ossifikation, Frakturheilung und Knochenerkrankungen. Sie erklären die Unterschiede zwischen chondraler und membranärer Ossifikation, die Rolle von Zellen wie Osteoblasten und Osteoklasten, sowie die Bedeutung von Bindegewebe und Matrix. Medizinstudierende profitieren von diesen Karten, um die physiologischen und pathologischen Mechanismen des Knochensystems zu verstehen, insbesondere bei Erkrankungen wie Osteoporose oder Paget-Syndrom.
Karten
79
Lernende
33
Sprache
Deutsch
Kategorie
Medizin
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
04.04.2016 / 10.02.2024

Lernkarten

Fibroblasten

Lebensdauer

Was wird von ihnen gebildet?

Form: ruhend vs aktiv

Fibroblasten sind Zellen, die ein Hauptbestandteil des Bindegewebes sind

- langlebige Zellen
- bilden alle Komponenten der extrazellulären Matrix
- ruhend: Fibrozyt
  -> kleiner, dunkler, oft länglich-eckiger Zellkern; relativ wenig Zytoplasma mit verzweigten Fortsätzen, die den kollagenen Fasern anliegen; Zell-Zell Kontakte zu anderen Fibrozyten
- aktiv: Fibroblast
  -> hellerer Kern, viel Zytoplasma, grosses rER und Golgi-Apparat

Mastzellen

Ursprung

vorhandene Granula

Funktion (wann schüttensie was aus)

Eine Mastzelle ist eine zu den Leukozyten gehörende Blutzelle.
Mastzellen (Mastozyten) sind Zellen der körpereigenen Abwehr, die Botenstoffe, unter anderem Histamin und Heparin, gespeichert haben

- Vorläufer aus dem Knochenmark

- stark basophile Granula
  - Heparin: wirkt der Blutkoagulation entgegen
  - Histamin: erhöht die Permeabilität der Gefässwände
  - Peptidasen (spezifisch: Tryptase)

- nicht-vesikuläre Abgabe von Prostaglandinen, Leukotrienen und Zytokinen: Entzündungsmediatoren
- Ausschüttung der Granula bei einem Kontakt mit Antikörper-markierten Antigenen - erleichtet den Zugang anderer Zellen des Immunsystems in das Bindegewebe
- Ausschüttung bei Kontakt mit Allergenen -> Allergien

Makrophagen

Ursprung

Funktion 

Fortbewegung

Makrophagen sind große, bewegliche, einkernige Zellen, die zum zellulären Immunsystem gehören. 

- entstehen aus Monozyten des Blutes
  - Stammzellen im Knochenmark
  - wandern in die Bindegewebe

- grosse Zellen, Zellkern gross und hell
  - in LM Standardfärbungen nicht sicher zu identifizieren; Marker – z.B. CD2
- phagozytierende Zellen
  - z.B. Gewebetrümmer oder Pathogene; viele Lysosomen, Golgi-Apparat
- Interaktion mit dem Immunsystem: Antigenpräsentation und Abgabe von Zytokinen
- Abgabe von Wachstumsfaktoren (Als Wachstumsfaktoren werden in der Zellbiologie Proteine bezeichnet, die als Signale von einer Zelle auf eine zweite übertragen werden und damit Informationen weiterleiten)

- Filopodien und Lamellipodien
  - Bewegung und Detektion

Kollagen

~Anzahl Typen

Typ I

Typ II

Typ III

Typ IV

- mehr als 20 Typen

- Typ I: häufigstes Kollagen kollagene Fasern in z.B. kollagenen Bindegeweben, Knochen
- Typ II: kollagene Fasern im Knorpel oder im Glaskörper des Auges
- Typ III: bildet retikuläre Fasern
- Typ IV: bildet 2-dimensionale Netzwerke, Lamina densa der Basalmembran

Kollagen:

Funkion

Die Reißfestigkeit von Bändern und Sehnen, die Flexibilität von Knochen oder die Druckresistenz der Gelenkknorpel ist großenteils durch das im Gewebe vorherrschende Collagen bedingt.

Biomechanik: zubelastbare Fasern
aber auch: Regulation von Zelladhäsion, Zellwachstum und Zelldifferenzierung; Bindung von Wachstumsfaktoren und Zytokinen

Kollagen Synthese

Ablauf

Prokollagen

tropokollagen

 

- Synthese durch Fibroblasten in Form von Prokollagen
  - Kollagen mit Propeptiden am N- und CTerminus
- Prokollagen -> extrazelluläre enzymatische Entfernung der Propeptide durch Prokollagen C/N-Peptidasen -> Tropokollagen
- spontane Bildung von Primärfilamenten und kollagenen Fibrillen, Lysyl-Oxidase: kovalente Tropokollagen-Verbindungen

Ehlers-Danlos Syndrom

genetischer Defekt von Hydroxylasen oder der Prokollagen-Peptidasen
-> u.a. Hyperelastizität der Haut

Kollagenfasern

Aufbau/Entstehung

Farbe / Färbung

Ø / Zugfestigkeit / Dehnbarkeit

- Fibrillen assoziieren zu Fasern. Verbindung durch:
  - Kollagen-Typ und gewebsspezifische Glycoproteine und Glycosaminoglykane
  - FACIT Kollagene: Fibril Associated Collagens with Interrupted Triple helices (kL z.B. VII, XIV)

- H&E: rosa bis rot
- Goldner: (blau-)grün
- Azan: blau (bis rot)

- zugfest (mehrere kg / mm2) aber nicht sehr dehnbar (5%);  1- 10 µm Ø 

Elastin

Dehnbarkeit

Aufbau
  Tropoelastin
  (Iso)Desmosin  
  Fibrillin

- Synthese durch Fibroblasten
- dehnbar auf 150%; 1 - 4 µm Ø

Aggregat von
- Tropoelastin
  -> Tropoelastin ist der Grundbaustein des Elastins
  -> elastische Komponente
  -> Desmosin/Isodesmosin (Aminosäuren des Elastin, verknüpfen Tropoelastin-Aggregate kovalent)
- Fibrillin
  -> Fibrillin organisiert den Aufbau elastischer Fasern

Marfan-Syndrom:

Fibrillin-Mutation -> schwache elastische Fasern mit schlechtem „recoil“ -> okuläre, skelettale und vaskuläre Probleme

Grundsubstanz des Bindegewebes

Synthese durch...

Hauptbestandteile

Synthese durch die Fibroblasten

- Proteoglykane: Glycosaminoglykan-Seitenketten an einem Kernprotein
(z.B. Dermatansulfat oder Chondroitinsulfat. negative Ladungen der Zucker -> binden K+, Na+, Ca2+, viel Wasser -> Diffusionsmedium für Gase und die niedrigmolekularen Nähr- und Abfallstoffe)
- Hyaluronan (Hyaluronsäure)
(selbst auch ein Glykosaminoglykan; 2,5 µm lang)
-> bindet über Linker-Proteine die Proteoglykane
-->vernetzte Hyaluronan-Proteoglykan Domänen (0, 5 µm Ø; behindern die Ausbreitung von Pathogenen)

Einteilung der Bindegewebe:

nach Typ der Fasern

elastisches, retikuläres oder kollagenes Bindegewebe
(kollagene Bindegewebe meist mit einem kleinen Anteil elastischer oder retikulärer Fasern)

Einteilung von Kollagenem Bindegewebe

nach Dichte der kollagenen Fasern

lockeres kollagenes Bindegewebe – auch lockeres fein-fibrilläres
straffes kollagenes Bindegewebe – sehr dicht gepackte Kollagenfasern

Einteilung von Kollagenem Bindegewebe

nach Orientierung der Kollagenfasern

geflechtartiges kollagenes Bindegewebe
parallelfaseriges kollagenes Bindegewebe

Elastisches Bindegewebe

Vorkommen
inkl Beispiele

recht selten

Ligamentum nuchae - Nackenband
Ligamenta flava - gelbe Bänder: Farbe des elastischen Gewebes
Ligamentum vocale - hoher Anteil elastischer Fasern

Retikuläres Bindegewebe

Typ Bindegewebe

Typ Fibrobasten

Kollagentyp
- Mikroskopie

Aufbau/Beispiele

ist ein kollagenes Bindegewebe

Fibroblasten ≈ Retikulumzellen oder fibroblastische Retikulumzellen

Kollagen Typ-3
- sehr feine Fasern, im standard LM Präparat nicht oder nur schwer zu erkennen
- PAS-Färbung (rot) oder Versilberung (argyrophil, schwarz-braun)

lockeres, 3-dimensionales Geflecht
- behindert den Austausch von Substanzen / Zellen kaum
- Beispiele: Knochenmark, Leber oder sekundäre lymphatische Organe (z.B. Lymphknoten und Milz)

Geflechtartiges Bindegewebe

Kollagen Typ

Orientierung der Fasern

Vorkommen

überwiegend Kollagen Typ I  

locker oder straff  

mikroskopisch keine klar dominante Orientierung der kollagenen Fasern
  - bei straffen Geweben oft eine makroskopisch überwiegende Orientierung
    -> „lines of greatest tension“ (Linien des grössten Zuges) im Bindegewebe der Haut

lockeres, geflechtartiges Bindegewebe
  -> bildet meist das Insterstitium der Organe
  -> als Verschiebeschicht zwischen anderen Geweben oder Organen

Parallelfaseriges Bindegewebe

Kollagen Typ

Verlauf

"Flügelzellen"

Kollagen Typ I

fast immer straff

mechanische Belastung entlang des Längsverlaufes der Kollagen-Fasern
  - Sehnen: entspannt gewellter Verlauf der Faser -> Dehnungsreserve
  - Bänder und Aponeurosen

Fibroblasten der Sehnen ≈ Flügelzellen

Struktur der Sehnen

Peritendineum internum /externum

Paratendineum

Sehnenfaserbündel durchsetzt vom Peritendineum internum
  - kollagenes Bindegewebe mit Gefässen und Nerven, die das Gewebe der Faserbündel versorgen; elastische Fasern

Gruppen von Bündeln umgeben vom Peritendineum externum
  - kollagenes Bindegewebe, das grössere Gefässe und Nerven führt
  - Verschieblichkeit der Sehnenfaserbündel gegeneinander

Paratendineum umgibt die Sehne als ganzes und grenzt die Sehne gegen die Sehnenscheide ab.

Mesenchymales Bindegewebe

Zelltyp

Vorkommen

 

Mesenchymzellen
  - oft pluripotente Zellen
  - Differenzierung zu den Derivaten des Mesenchyms: z.B. Binde- und Stützgewebe, Muskeln

in adulten Individuen als Gewebe nur in der Pulpahöhle der Zähne

Spinozelluläres Bindegewebe

EZM

Anordnung

Vorkommen

Spinozelluläres Bindegewebe ist eine faserarme und zellreiche Form des Bindegewebe‚ die in der Rinde des Ovars (Cortex ovarii) vorkommt.

extrazelluläre Matrix nicht dominant
- tatsächlich nur sehr sparsam vorhanden; überwiegend retikuläre Fasern

parallel angeordnete, längliche Fibroblasten
- Fischzug-artige Anordnung
- differenzierungsfähig
    ->Hormonproduktion im Verlauf des weiblichen Zyklus (2.SJ)

in der Rinde des Ovars
- definitionsabhängig auch Endometrium des Uterus

Chondrozyten

Ursprung

Vorkommen

Stoffwechsel

Der Chondrozyt ist eine aus Chondroblasten hervorgehende und im Knorpelgewebe ansässige Zelle
- im reifen Knorpel nicht mehr teilungsfähig
- reich an rER, Glykogen, Lipiden

in Lakunen
- vollständig von Matrix umgeben
- keine Kontakte zu anderen Chondrozyten

niedriger, überwiegend anaerober Stoffwechsel

stetiger, langsamer Austausch von Matrixkomponenten
- Kollagen, Halbwertzeit mehrere Jahre
- Proteoglykane, Halbwertzeit ~100 Tage

Extrazelluläre Matrix

FasernGrundsubstanz

Die Extrazelluläre Matrix besteht aus der Gesamtheit aller Makromoleküle im Interzellularraum. Vereinfacht gesprochen ist sie aus den Strukturbestandteilen eines Gewebes zusammen gesetzt, die sich außerhalb der Zellen befinden.

Fasern – 40% der Trockensubstanz
  - kollagen und, im elastischen Knorpel, elastisch
  - dominant Kollagen Typ II: feine Fibrillen mit dem gleichen Brechungsindex der Grundsubstanz
    -> Maskierung der kollagenen Fasern
  - Kollagen IX (FACIT) vernetzt mit COMP (cartilage oligomeric matrix protein) Typ II & XI-Fibrillen
    -> Stabilisierung der Matrix

Grundsubstanz
- Proteoglykane: besonders Aggrecan mit Chondroitin- und Keratansulfat
  -> stark hydriert
    -> Quelldruck
      -> Druckelastizität
- sehr grosse Domänen, bis 4 µm

Chondrone

isogene Gruppe

perizelluläre Matrix

territoriale Matrix

Interterritoriale Matrix

Ein Chondron ist eine Funktionseinheit des Knorpelgewebes. Sie besteht aus ein oder mehreren Knorpelzellen (Chondrozyten), die von einer Knorpelkapsel, der territorialen Matrix eingeschlossen sind.

ein Chondron umfasst eine isogene Gruppe von Zellen
-> Zellen, die alle aus einer Folge von Zellteilungen hervorgehen

Knorpelkapsel - perizelluläre Matrix
-> Kollagenfibrillen-arme Zone in unmittelbarer Nähe der Chondrozyte

Knorpelhof - territoriale Matrix
-> fibrillenreicher als perizelluläre Matrix
-> mehr Glykosaminoglykane (-> färbt basophiler) aber weniger Fibrillen als in der interterritorialen Matrix

Interterritoriale Matrix
-> Raum zwischen den Chondronen

Perichondrium

Versorgung

Regeneration

Das Perichondrium ist eine straffe Schicht aus spezialisiertem Bindegewebe, welche die Oberflächen von Knorpelgeweben bedeckt. 
-> mehr oder weniger scharfer Übergang vom Knorpel zum Bindegewebe

Gefäss-führend
-> Ernährung des Knorpels

in adulten Individuen kaum Knorpe lProgenitoren (Eine Progenitorzelle oder Vorläuferzelle ist der Abkömmling einer multipotenten adulten Stammzelle)
-> schlechte/langsame Heilung des Knorpels

 

Einteilung des Knorpelgewebes

drei Typen

hyaliner Knorpel

Faserknorpel

elastischer Knorpel

Hyaliner Knorpel

im Alter

Vorkommen

„Standardknorpel“

im Alter teiweise Verkalkung
-> auch Verknöcherung

Vorkommen
-Gelenkflächen, Nasenseptum, Kehlkopfknorpel, Trachea und Bronchien, Rippenknorpel, Epiphysenplatten

 

Gelenkknorpel 

Aufbau/Zonierung

Ernährung

Der Gelenkknorpel ist das Knorpelgewebe, das die Gelenkflächen aller echten Gelenke (Diarthrosen) überzieht. Er verbindet zwei Knochenstücke

Der Gelenkknorpel ist hyaliner Knorpel, der fest mit dem darunter liegenden Knochen verbunden ist. 

Zonierung
- oberflächlich: kleine Chondrone, parallel zur Gelenkfläche (Tangentialfaserzone)
  tief: grosse Chondrone senkrecht zu den Gelenkflächen (Radiärzone)
- Mineralisationszone am Übergang zum Knochen (Verkalkung)
- die Orientierung der Chondrone spiegelt die Orientierung der Kollagenfasern wieder
   -> reibungsarme Gelenkflächen

Ernährung durch Diffusion aus Synovialflüssigkeit (überwiegend) und subchondralem Knochen

kein Perichondrium (Das Perichondrium ist eine straffe Schicht aus spezialisiertem Bindegewebe, welche die Oberflächen von Knorpelgeweben bedeckt)

Elastischer Knorpel

Fasertypen

Chondrone

im Alter

Vorkommen

kollagene und elastische Fasern
(-> elastische Fasern gelegentlich auch ohne spezielle Färbung erkennbar -> „Netzknorpel“)

kleine aber häufige Chondrone
-> zellreicher Knorpel

verkalkt im Alter nicht

Vorkommen:
Ohrmuschel, äusserer Gehörgang, Tuba auditiva, Epiglottis, Proc. vocalis des Aryknorpels, kleine Kehlkopfknorpel, kleine Knorpelplatten der kleinsten Bronchien

Faserknorpel

Wann tritt er auf

Fasern / Kollagen Typ

Chondrone

Perichondrium

Vorkommen

wenn neben Druck auch Zugbelastungen auftreten

Fasern nicht maskiert sondern sichtbar
- Kollagen Typ I dominant

oft langgestreckte Chondrone zwischen den Fasern immer als Chondrone zu erkennen (Unterscheidung von Sehnen!)

kein klar erkennbares Perichondrium

Vorkommen:
Disci intervertebrales, Disci articulares, Symphysen, Menisci des Knieglenks, chondral-apophysäre Sehnenansätze, Gelenklippen, Gelenkflächen des Kiefergelenks

Knorpelbildung und Wachstum

appositionelles Knorpelwachstum

Unter appositionellem Wachstum versteht man in der Medizin das Wachstum eines Gewebes durchsukzessive Anlagerung neuer Gewebeschichten an eine äußere Grenzfläche. 

appositionelles Knorpelwachstum
- Unterteilung des Perichondriums in Stratum fibrosum (bleibend) und chondrogenicum
- Differenzierung von mesenchymalen Progenitoren zu Chondroblasten, die sich an den entwickelnden Knorpel anlagern

Knorpelwachstum

interstitielles Wachstum

Unter interstitiellem Wachstum versteht man in der Medizin das Wachstum eines Gewebes oderOrgans durch eine verteilte Zell- oder Substanzvermehrung in seinem Inneren.

interstitielles Wachstum
- Teilung von Zellen in der bestehenden Matrix
- Bildung von isogenen Zell-Gruppen
- Synthese von neuer Matrix
- vorwiegend in unreifen Knorpel

Grundlage des Längenwachstums der Knochen

Knorpeldegeneration

im Alter

 

eingeschränkte Chondrozytenaktivität bedingt duch schlechtere Versorgung im Alter
-> fallender Proteoglykan-Gehalt -> fallender Wassergehalt -> schlechtere Diffusion -> Absterben der Chondrocyten -> Verkalkung -> Verknöcherung

kaum Progenitoren im Perichondrium nach Abschluss des Wachstums
-> Ersatz von beschädigten Knorpel durch Bindegewebe / Faserknorpel
   -> schlechte Integration der Matrix des Ersatzgewebes

Makroskopische Formen von Knochen:

Compacta

Vorkommen

- Substantia corticalis; kompakter Knochen
- bildet die Diaphysen der Röhrenknochen
- dünnere Schicht um die Spongiosa im Bereich der Epiphysen
- umschliesst die Markhöhle (Medulla) mit gelbem (adipösem) Knochenmark

Makroskopische Formen von Knochen:

Spnogiosa

Vorkommen

- Substantia spongiosa; spongiöser oder trabekulärer Knochen
- offenes Netzwerk von Knochenplättchen and ~bälkchen (Trabekel)
- unterlagert die Meta/Epiphysen und Compacta
- beherbergt das rote, blutbildende Knochenmark (2.SJ)

Osteozyten

Funktion

Vorkommen

Canaliculi

Osteozyten sind reife Knochenzellen, die von der Knochenmatrix eingeschlossen sind. Sie stellen den zahlenmäßigen Hauptanteil der Knochenzellen dar und entwickeln sich aus den Osteoblasten.
-> differenzierte Osteoblasten

synthetisieren organische extrazelluläre Matrix -> Erhaltung
  -> Organellen typisch für sezernierende Zellen (rER, Golgi-Apparat)

in Lakunen (Lacunae)
-> umgeben von perizellulärer, nicht verkalkter Knochenmatrix

untereinander verbunden (gap-junctions = Nexus) über Zellfortsätze in den Canaliculi ossei (Knochenkanälchen)
-> Canaliculi kontinuierlich mit der Knochenoberfläche
  -> Versorgung der Osteozyten und Kommunikation

Knochen:

Extrazelluläre Matrix;

Zusammensetzung

~65% anorganische Matrix: Kalziumphosphat als Hydroxylapatit
  - nadelförmige Kristalle (40×2 nm)
  - Mineralisierung wird am Kollagen initiert
-> die Diffusion ist in der verkalkten Matrix stark eingeschränkt

~35% organische Matrix
  - 90% der organischen Matrix: Typ I Kollagenfibrillen
  - Proteoglykane, d.h. Grundsubstanz
  - Knochenproteine, z.B.
     - Osteonektin: für Bindung von Knochen-abbauenden Zellen Knochensialoprotein: für Bindung von Knochen-bildenden Zellen  
     - Osteocalcin: hohe Affinität für Hydoxyapatit; Vitamin D3 reguliert; vermindert die Verkalkung

Knochen:

Mikroskopische Formen

Geflechtknochen

Lamellenknochen

Geflechtknochen

Vorkommen

Geflechtknochen ist eine primäre unreife Form des Knochens, bei dem die Kollagenfasern derKnochenmatrix nicht ausgerichtet, sondern kreuz und quer verlaufen, d.h. miteinander verflochten sind.

- Knochenentwicklung und ~heilung
- geflechtartiger Verlauf der kollagenen Fibrillen
- recht grosse Lakunen und Osteozyten
- adult: Zahnzement

Lamellenknochen

Vorkommen

Lamellenknochen ist eine Form des Knochens, bei dem die Kollagenfasern der Knochenmatrixgeordnet, d.h. parallel ausgerichtet verlaufen

- adulte Erscheinung (fast) aller Knochen
- parallele Anordnung der Kollagenfibrillen in jeder Lamelle, aber unterschiedliche Orientierungen in aufeinanderfolgenden Lamellen
- Lakunen parallel zu den Lamellengrenzen, abgeflacht, kleiner als im Geflechtknochen

Study