Molekulare Zellbiologie II (Histologie)

Molekulare Zellbiologie für 2. Semester Medizin UZH

Molekulare Zellbiologie für 2. Semester Medizin UZH


F. M.
Diese Lernkarten bieten einen umfassenden Überblick über die molekulare Zellbiologie und Histologie auf Universitätsniveau. Sie konzentrieren sich auf die Struktur und Funktion von Zellen, insbesondere auf Zelltypen wie Epithelien, Bindegewebe, Knorpel und Knochen. Die Karteikarten behandeln auch die Bildung und Eigenschaften von Fasern, die Rolle der extrazellulären Matrix (ECM) und die Interaktionen zwischen Zelladhäsionsmolekülen. Sie sind besonders nützlich für Medizinstudenten, die ein tiefes Verständnis der zellulären und histologischen Grundlagen benötigen, um die komplexen Prozesse im menschlichen Körper zu verstehen.
Karten
191
Lernende
8
Sprache
Deutsch
Kategorie
Medizin
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
19.03.2016 / 01.06.2024

Cartes-fiches

Perichondrium

· dem Knorpel anliegendes, straffes Bindegewebe

· ist Gefäss-führend → Ernährung des Knorpels

· in adulten Individuen sind kaum Knorpelprogenitoren vorhanden → schlechte Knorpelheilung

Einteilung des Knorpelgewebes

· hyaliner Knorpel (häufigster Knorpel / Gelenkknorpel)

· Faserknorpel (für Zugbelastung)

· elastischer Knorpel

hyaliner Knorpel (Gelenkknorpel)

· besitzt kein Perichondrium

· Ernährung v.a. über Synovialflüssigkeit

 

· Zonierung:

  · oberflächlich: kleine Chondrone, parallel zur Gelenkfläche (Tangentialfaserzone)

  · tief: grosse Chondrone, senkrecht zur Gelenkfläche (Radiärzone)

  · Mineralisationszone: Übergang zum Knochen (Verkalkung)

  → die Orientierung der Chondrone spiegelt die Orientierung der Kollagenfasern wider

  → reibungsarme Gelenkflächen

elastischer Knorpel

· kollagene und elastische Fasern

· viele kleine Chondrone (zellreicher Knorpel)

· verkalkt im Alter nicht (im Gegensatz zum hyalinen Knorpel)

 

· Vorkommen: v.a. im Ohr / Epiglottis

Faserknorpel

· v.a. aus Kollagen Typ I

· für Druck- und Zugbelastungen geeignet

· langgestreckte Chondrone zwischen den Fasern (→ Unterscheidung von den Sehnen)

Knorpelbildung und Knorpelwachstum

· Induktion eines Chondrifikationszentrum im Mesenchym → Knorpelbildung

 

· appositionelles Knorpelwachstum (Zellen lagern sich von aussen an):

  · Unterteilung des Perichondriums in Stratum fibrosum (bleibend) und Stratum chondrogenicum

  · mesenchymale Progenitoren differenzieren zu Chondroblasten → lagern sich am entwickelnden Knorpel an

 

· interstitielles Knorpelwachstum (vorwiegend im unreifen Knorpel):

  · bildet Grundlage für das Längenwachstum des Knochens

  · Teilung von Zellen in der bestehenden Matrix → Bildung von isogenen Zell-Gruppen

 

Knorpeldegeneration und Regeneration

· im Alter werden die Chondrozyten schlechter versorgt → Aktivität wird eingeschränkt

  → fallender Proteoglykan-Gehalt → fallender Wassergehalt → schlechtere Diffusion → Absterben der Chondrozyten

  → Verkalkung → Verknöcherung

 

· nach Abschluss des Wachstums befinden sich kaum Progenitoren im Perichondrium

  → beschädigter Knorpel wird durch Bindegewebe / Faserknorpel ersetzt

 

· Knorpel lässt sich wegen der niedrigen Antigenizität leicht transplantieren

Lernziele "Knochengewebe"

Knochengewebe

· gehört mit dem Knorpel zum Stützgewebe (spezialisiertes Bindegewebe)

· Verkalkung der Matrix führt zu Zug- und Druckfestigkeit (kaum Elasizität)

· speichert Kalzium / Phosphor / Magnesium / Natrium

 

· Knochenmasse: 20% höher in Männern / am höchsten mit 20 - 25 J

Aufbau des Knochengewebes (makroskopisch)

· Compacta

· Spongiosa

Compacta

· substantia corticalis

· kompakter Knochen

· bildet die Diaphysen der Röhrenknochen (umschliesst die Markhöhle)

· im Bereich der Epiphysen liegt eine dünnere Schicht um die Spongiosa

Spongiosa

· substantia spongiosa

· spongiöser / trabekulärer Knochen (offenes Netzwerk aus Knochenplättchen / -bälkchen)

· unterlagert die Meta- und Epiphysen und die Compacta

· enthält das rote, blutbildende Knochenmark

Markhöhle

· Medulla

· gefüllt mit gelbem (adipösem) Knochenmark

Zellen des Knochengewebes

· Osteozyten / Osteoblasten

· sind untereinander verbunden über Gap Junctions der Zellfortsätze in den Canaliculi ossei

  → Ernährung / Kommunikation

· liegen in Lakunen und sind von perizellulärer, nicht verkalkter Knochenmatrix umgeben

· synthetisieren die organische ECM (→ grosses rER / Golgi-Apparat)

ECM des Knochengewebes

· anorganische Matrix

  · 65 %

  · Kalziumphosphat als Hydroxylapatit (nadelförmige Kristalle / Mineralisierung wird am Kollagen initiert)

 

· organische Matrix

  · 35 %

  · Kollagen Typ I (90% der organischen ECM)  +  Grundsubstanz

  · Knochenproteine (Beispiele):

    · Osteonektin für Bindung von Knochen abbauenden Zellen

    · Knochensialoprotein für Bindung von Knochen aufbauenden Zellen

    · Osteocalcin gegen Verkalkung (hohe Affinität für Hydroxyapatit / Vitamin D3 - reguliert)

Aufbau des Knochengewebes (mikroskopisch)

· Geflechtknochen (erster Knochen der angelegt wird):

  · Kollagenfibrillen verlaufen geflechtartig

  · grosse Lakunen und Osteozyten

 

· Lamellenknochen (in fast allen Knochen):

  · (anti)parallele Anordnung der Kollagenfibrillen

  · kleine, abgeflachte, zu den Lamellengrenzen parallele Lakunen

Periost

· dem Knochen anliegendes, straffes Bindegewebe (äussere Knochenhaut)

  · Stratum fibrosum (aussen)

  · Stratum osteogenicum (innen / mit Chondro- und Osteoprogenitorzellen für Frakturheilung und app. Knochenwachstum)

· viele Nervenfasern, Blut- und Lymphgefässe

· über Sharpey-Fasern mit dem Knochen verbunden

 

· Unterschied zum Perichondrium: Periost ist zellreich

Endost

· innere Knochenhaut (einzellige Schicht / bekleidet die gesamte innere Knochenoberfläche)

· besteht aus einer dünnen Lage von abgeflachten Knochendeckzellen auf nicht verkalkter Matrix

· Osteoprogenitorzellen für Knochenumbau / primäre Frakturheilung / Osteoklastenaktivierung

Aufbau der Compacta

· aus Lamellenknochen:

  · innere Zirkumferenz- / Generallamellen

  · äussere Zirkumferenz- / Generallamellen

  · Osteo- / Speziallamellen der Osteone

  · Schaltlamellen (alte Osteonen)

Osteon

· Havers-System (zirkuläre Speziallamellen umschliessen einen Havers-Kanal)

· Länge: > 1 cm   /    Breite: 0.1 - 0.4 mm

· helikaler Verlauf der Kollagenfibrillen in den Lamellen

· Proteoglykan-reiche Zementlinie an der Grenze zur umgebenden Matrix (Vergleich mit Tunnelbau und Bohrkopf)

 

Versorgung der Compacta

· kleinste Arterien und Arteriolen gelangen vom Knochenmark / Periost über die Volkmann-Kanäle zu den Gefässen der Havers-Kanäle

Aufbau der Spongiosa

· aus Lamellenknochen

· bildet den grössten Anteil der Knochenoberflächen

· Knochentrabekel liegen entlang der Belastung

· Knochentrabekel enthalten keine Gefässe (→ Versorgung über Knochenmark)

· es gibt keine Osteone

 

Knochenumbau

· Knochenabbau: Osteoclasten

· Knochenaufbau: Osteoblasten

· Verhältnis Knochenmasse / Belastbarkeit wird optimiert (→ unbelasteter Knochen wird abgebaut / 1-2% pro Woche)

  · Optimum bei ca. 7 MPa

· wichtig für Kalziumhomöostase / Erneuerung der Matrix / "Reparatur" von Mikroläsionen

· Knochenmasse nimmt ab ~25 mit zunehmendem Alter ab

· Knochenumbau in der Spongiosa ist 5-10x schneller als in der Compacta

Osteoblasten

· Matrix-bildende Zellen aus Progenitoren im Endost / Periost (adult) bzw. Mesenchym (Entwicklung)

· Epithel-ähnliche, dem Knochen anliegende Schicht 

· bilden das Osteoid (nicht verkalkte organische Knochenmatrix)

· werden in die Matrix eingelagert und differenzieren zu Osteozyten

Osteoclasten

· Stammzellen im Knochenmark → Monozyten im Blut → Diff. zu Makrophagen → Diff. zu Osteoclasten

· vielkernige (30+), grosse (ø 0.1mm) Zellen

· nach Aktivierung lagern sich die Osteoclasten am Knochen an und geben H+ und andere Kollagenasen ab

  → es entsteht eine Resorptionsbucht (Howship-Lakune)

 

· Clacitonin als Inhibitor: Osteoclast löst sich auf

Entstehung von Schaltlamellen

s. Bild

Knochenbildung

· Osteogenese

· es gibt zwei Formen der Ossifikation:

  · membranäre Ossifikation (direkte Knochenbildung aus Bindegewebe)

  · chondrale Ossifikation (Knochbildung durch Umwandlung eines Knorpelmodells)

membranäre Ossifikation

· desmale / intramembranöse Ossifikation

· Bildung von Geflechtknochen

· Anregung im Mesenchym durch lokale Differenzierung von Progenitoren zu Osteoblasten → Ossifikationszentrum

· Osteoblasten bilden Osteoid (organische Matrix) → Verkalkung des Osteoids durch Knochensialoprotein

  → Bildung der primären Spongiosa → umschlossene, vaskulierte Bindegewebsräume → primäres Knochenmark

  → Kompaktierung des Knochens um primäres Knochenmark → primäre Osteone (ohne Zementlinie) / primäre Compacta

  → weiterer Umbau führt zu sekundären Osteonen und zur Bildung von Lamellenknochen → Compacta-Struktur

 

· Beispiele für membranäre Ossifikation: Schädeldach / Gesichtsschädel / Schlüsselbein

chondrale Ossifikation (perichondrale Ossifikation)

~7. Embryonalwoche → perichondrale Knochenmanschette um Diaphysen der Knorpelmodelle im Primordialskelett

→ Knorpelversorgung wird eingeschränkt → Verkalkung des Knorpels → Einwachsen einer osteogenen Knospe

(mit Gefässen und Mesenchym)  → Abbau des Knorpels durch Chondroclasten

→ primäres Ossifikationszentrum der enchondralen Ossifikation

chondrale Ossifikation (enchondrale Ossifikation)

aus dem Mesenchym differenzieren Osteoblasten → Bildung von Knochen mit verkalktem Knorpel als Grundgerüst

→ primäre Spongiosa mit primärer Markhöhle → Bildung von sekundären Ossifikationszentren (postnatal / in den Epiphysen)

  → Dickenwachstum (appositionelles Knochenwachstum aussen / Knochenabbau innen)

  → Längenwachstum (Epiphysenfuge)

Epiphysenfuge

· Reservezone (undifferenzierter Knorpel)

· Proliferationszone (Zellen teilen sich)

· Säulenknorpelzone (Zellen teilen sich weiter / interstitieller Wachstumsdruck → Fortschieben der Epiphysen)

· Hypertrophiezone (Blasenknorpelzone / Knorpelverkalkung / Apoptose der Chondrozyten)

· Resorptionszone (Eröffnungszone / Resorption der Septen zwischen den Chondroblastenlakunen durch Osteoclasten)

· Ossifikationszone (Einwachsen von Kapillaren und Bindegewebe / Knochenaufbau → primäre Spongiosa)

 

· Die Epiphysenfuge verknöchert am Ende der Pubertät

Frakturheilung

· primäre Frakturheilung:

  · nur bei bündigem Schluss und fester Apposition der Frakturenden

  · ähnlich wie beim normalen Knochenumbau

  · Fraktur wird von neuen Osteonen durchwachsen

 

· sekundäre Frakturheilung:

  · bei einem Frakturspalt

  · Hämatomkallus (< 1 Woche) → Bindegewebekallus (1 - 2 Wochen / viele Makrophagen und Fibroblasten)

    → Knorpelkallus (Bildung von Knorpel und Geflechtknochen durch Progenitoren des Periosts)

    → Umbau des Knorpelkallus in Knochen (4 - 6 Wochen)

Kongenitale Wachstumsstörungen

· Marfan Syndrom (Matrixumbaudefekte → schwache Bänder)

· Marie Syndrom (zuviel Wachstumshormon der Hypophyse → Acromegalie / Gigantismus)

· Minderwuchs (zuwenig Wachstumshormon der Hypophyse → hypophysärer Zwergwuchs)

Osteoporose

· Ursachen: niedrige Knochenmasse in der Wachstumsphase / übermässiger Knochenschwund im Alter

· Folgen: häufige Knochenbrüche (Wirbelkörpereinbrüche / Femurfrakturen)

· 80% der betroffenen sind Frauen nach der Menopause 

Paget - Syndrom

· Osteodystrophia deformans

· fokale Osteoclastenvermehrung → chaotischer Knochenumbau → riesige Trabekel → schwacher Knochen

Lernziele "Fettgewebe"

Fettgewebe

· Fettzellen in läppchenartigen Zellverbänden

· weisses Fettgewebe / braunes Fettgewebe

· einzelne weisse Fettzellen oder sehr kleine Gruppen können als fixe Zellen in Bindegeweben und Organen vorkommen

weisses Fettgewebe

· ca. 20% des Körpergewichts bei Normalgewicht

 

· Baufett (mechanische / polsternde / isolierende Funktion):

  · wird nur bei extremer Abmagerung abgebaut

  · Vorkommen: Handteller / Gesäss / perirenales Fett

  · Fettspeicherung (v.a. subkutan)

 

· Speicherfett (Energiedepot):

  · v.a. subkutan (bei übergewichtigen Menschen viszerales Fett) / Bauchhöhle (Omentum majus / Colon) → Isolation

  · schneller Fettaustausch → metabolisch aktives Gewebe

  · endokrin aktiv: viel bzw. wenig Leptin → Hypothalamus schüttet Appetit-zügelnde bzw. -anregende Transmitter aus 

Adipozyten des weissen Fettgewebes

· grosse (ø 70-120µm), runde oder polygonale Zellen (gehören zu den voluminösten Zellen im Körper)

· gefüllt von einem grossen Fetttropfen → univakuoläres / unilokuläres Fettgewebe

  → sehr dünner Zytoplasmasaum mit abgeflachtem Zellkern ("Siegelring")

· Organellen liegen überwiegend perinukleär / gER (gross bei aktiver Lipogenese) liegt in der Nähe des Lipidtropfens 

· Fett wird von Proteinen umgeben (Perilipin A / B) und einem Geflecht von Intermediärfilamenten (Vimentin)

· zwischen den Zellen liegt lockeres kollagenes Bindegewebe mit kleinen Gefässen und Nervenfasern

braunes Fettgewebe

· ca. 5% des Körpergewichts bei Geburt

· Thermoregulation während der Entwicklung, danach Differenzierung zu weissem Fettgewebe

· Vorkommen: Nacken / Brusthöhle / interscapular / perirenal

· reich vaskuliertes und gut (sympatisch) innerviertes Gewebe

 

· Beiges Fettgewebe: kälte-induzierbare Fettzellen im weissen Fettgewebe von Mäusen

  (beim Menschen supraclaviculär vorhanden, aber es ist nicht bekannt ob es induzierbar ist)

Étudier