11 MZB II - Slomianka
Bindegewebe Knorpelgewebe Knochengewebe Fettgewebe Knochenbildun
Bindegewebe Knorpelgewebe Knochengewebe Fettgewebe Knochenbildun
-
- 1 / 79
-
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
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
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