MODUL 5, Woche 1 und 2

Intrazelluläre Syntheseschritte:

Transkription (im Kern):

- Synthese durch Fibroblasten, Myofibrioblasten, Osteoblasten

- Synthese der mRNA für die einzelnen Kollagentypen

Translation (im rER):

- Synthese der Primärsequenz

- Abspaltung des Signalpeptids -> Prokollagen

Modifikationen (im Golgi):

- Hydroxylierung: von Prolin und Lysin

- Glykosylierung (Anheften von Zuckerresten)

- Sezernierung von Prokollagen (vesikulärer Transport)

Extrazelluläre Syntheseschritte:

- Peptidasen spalten nicht-helikale Anteile des Prokollagens --> Tropokollagen

- Vernetzung zu pentameren Mikrofibrillen

- Vernetzung zu Kollagenfibrillen

- Rezeptoren für Moleküle des Bindegewebes

- sind mit ihren beiden Untereinheiten alpha und beta über Komponenten der extrazellulären Matrix verbunden

Funktion:

- Zell-Matrix-Adhäsion

- integrale Membranproteine binden heterophil an Moleküle der extrazellulären Matrix, wie Kollagene, Lamine oder Fibronektin

- Integrin-vermittelte Signaltransduktion

- Integrin-Liganden-Bindung führt zur Bildung fokaler Adhäsionen

1. gut erkennbare Einzelzellen mit deutlichem Zytoplasma

2. enger Interzellularspalt

3. benachbarte Zellen in ihrer Form ähnlich

Oberflächenepithel:

- Barrierefunktionen

- Transportfunktionen / Stoffaustausch

Drüsenepithel

- Bildung und Abgabe (Sekretion) von Stoffen

Sinnesepithel

- Wahrnehmung

Zellform:

- flach (platt, zumindest die oberste Schicht)

- isoprismatisch

- hochprismatisch

Schichtigkeit:

- einschichtig

- mehrschichtig

--> Kriterium: Kontakt zur Basalmembran

Reihigkeit:

- einreihig

- zweireihig

- mehrreihig

--> Kriterium: Anordnung der Zellkerne

Oberflächendifferenzierung:

- Spezialformationen der Oberfläche

- Bürstensaum

- Flimmerbesatz

Sonderzellen:

- eingelagerte Zellen mit anderer Morphologie

- Becherzellen

Lage der Speicheldrüse: extraepithelial

Form der Endstücke: azinös (im Apex, serös), tubulär (mukös) --> tubuloazinös (seromukös)

Sekretionsmechanismus: merokrin (Exozytose)

Richtung der Sekretabgabe: exokrin

Art des Sekrets: seromukös

- Basallamina

- Lamina rara

- Lamina densa

- Lamina fibroretikularis

Aus dem Mesoderm hervorgehendes Gewebe, das Organe umhüllt, stützt und voneinander abtrennt. Es besteht aus Zellen (fixe und freie) als Träger des Bindegewebsstoffwechsels und Interzellulärsubstanz (Proteine, Kohlenhydrate)

- ortsfeste, fixe Zellen

- Fibroblasten (Fibrozyten)

- Chondroblasten (Chondrozyten)

- Osteoblasten (Osteozyten)

- Odontoblasten (Odontozyten)

- Zementoblasten

- freie, mobile Zellen

- Histiozyten (Makrophagen)

- Mastzellen

- Lymphozyten (B- und T-Zellen)

- Granulozyten

- ungeformte, amorphe Grundsubstanz (Matrix)

- geformte Interzellularsubstanz (Bindegewebsfasern)

- Wasser

embryonales Bindegewebe:

- mesenchymal

- gallertig

faserarmes Bindegewebe:

- retikulär

- locker kollagenes

- spinozellulär

faserreiches Bindegewebe:

- straffes geflechtartig

- straffes parallelfasrig

- Fibroblasten (Fibrozyten)

- Chondroblasten (Chondrozyten)

- Osteoblasten (Osteozyten)

- Odontoblasten (Odontozyten)

- Zementoblasten

- Histiozyten (Makrophagen)

- Mastzellen

- Lymphozyten (B- und T-Zellen)

- Granulozyten

- Plasmazellen

- kollagene Fasern

- Retikulin-Fasern

- elastische Fasern

- Knorpelgewebe besteht aus Chondrozyten und Extrazellulärmatrix (PGs und Kollagenfibrillen)

- Knorpel hat feste Konsistenz, ist durch Druck begrenzt verformbar und kehrt nach Entlastung in seine alte Form zurück --> Druckelastizität (Stoßdämpfer)

Periost:

- bedeckt die äußere Oberfläche des Knochens

- außen liegt das stratum fibrosum (aus straffem Bindegewebe, das auch elastische Fasern enthält (Sharpey-Fasern)

- innen folgt das stratum osteogenicum (osteogene / chondrogene Vorläuferzellen)

Endost:

- bedeckt sämtliche inneren Knochenoberflächen

- dünne Schicht von nicht-mineralisierten Kollagenfibrillen (lining cells)

- mesenchymale Stammzellen, Osteoprogenitorzellen, Osteoblasten, Osteoklasten

- Saumzellen = ruhende Osteoblasten

Spongiosa:

- innere Schicht der Knochen, zwischen deren Bälkchen sich das Knochenmark befindet

- engmaschig vernetztes Gerüst

- Bälkchen sind gefäßlos und entlang der Belastungslinien des Knochens angeordnet (Spannungstrajektorien)

Kompakta:

- äußere Schicht der Knochen, Rinde (corticalis)

- Grundbauelement ist das Osteon, das aus einem Havers-Kanal, in dem ein kleines Blutgefäß verläuft, besteht

- Grundeinheit der Kompakta

- besteht aus zentralem Kanal, der zwei Havers-Kanäle enthält

- um diesen Kanal sind konzentrische Speziallamellen angeordnet, in denen Spiralen parallel gelagerter kollagener Fasern Typ I verlaufen

- zwischen den Lamellen liegen Osteozyten in Knochenhöhlen und kontaktieren sich über lange Fortsätze unter Ausbildung von gap junctions

Prolin-Hydroxylierung --> Stabilisierung der Tripel-Helix

Enzym Prolyl-Hydroxylase --> Vitamin C-abhängig!

Lysin-Hydroxylierung --> Glykosylierung von Hydroxylysin --> Quervernetzungen Enzym Lysyl-Hydroxylase --> Vitamin C-abhängig!

Bei fehlender Hydroxylierung werden nur schadhafte Kollagenmoleküle gebildet, die ihrer Funktion als Strukturprotein nicht nachkommen können. Hierbei ist anzumerken, dass nahezu alle Symptome der Ascorbinsäure-Mangelerkrankung Skorbut auf die fehlerhafte Biosynthese des Kollagens zurückzuführen sind

Funktion:

- nicht komprimierbares, visköses Gel (Knorpel, Nabelschnur, Nucleus pulposus)

- Wasserspeicher (Glaskörper)

- Schmiermittel (Synovia)

Aufbau:

- 250 - 50.000 Disaccharid-Bausteine

- nicht-sulfatiert

- nicht-kovalent an Protein gebunden

- Proteoglykane bilden supramolekulare Assoziate mit Hyaluronsäure (z.B. Aggrecan im hyalinen Knorpel)

- Hyaluronsäure kann relativ zu ihrer Masse sehr große Mengen Wasser binden (bis zu 6 Liter Wasser pro Gramm (--> Glaskörper)

- direktes Zusammenwachsen der Frakturen

- Wiederherstellung der Haverskanäle

- stabile und anatomische Osteosynthese

1. Verletzungsphase (Fraktur)

2. Inflammatorische Phase:

3. Granulationsphase:

4. Phase der Kallushärtung:

5. Phase des Umbaus (Modelling und Remodelling):

Osteoblasten:

- mesenchymaler Ursprung

- Osteoid-Produktion, Mineralisation

- BAP (bone alkaline phosphatase)

Osteoklasten:

- myeloischer Ursprung (Gewebsmakrophagen)

- Abbau der Knochenmatrix (Phagozytose)

- TRAP (tatrat-resistant acid phosphatase)

- Osteoblasten bilden Osteoid und deponieren es im extrazellulären Raum

- Bestandteile:

- Kollagen I

- Hyaluronsäure

- Sialoproteine

- Proteoglykane (Chondrotoin-6-sulfat-PG, Keratansulfat-PG)

- Eliminierung von Chondrotoin-6-sulfat

- Synthese von Chondrotoin-4-sulfat, glykolisierten Phosphoproteinen, Calzifizierungsproteinen (z.B. Osteokalcin)

- Bildung von Matrixvesikeln (enthalten saure Phospholipide, Ca-Phosphate, alkalische Phosphatase)

- Präzipitation von amorphem Ca-Phosphat

- homogene bzw. heterogene Nukleation

- amorph-kristalline Transformation

- Umwandlung von Osteoblasten in Osteozyten

- Reduktion des Gehalts an organischem Material

- Wachstum der Kristallite

- der Abbau erfolgt über extrazelluläre Proteasen

- die wichtigsten Proteasen sind (zinkabhängige) Matrix-Metalloproteasen (MMP) und Serin-Proteasen

- Kollagen wird von spezifischen Kollagenasen abgebaut

- die Aktivität der MMPs wird reguliert über Inhibitoren der MMPs, die TIMPs (Tissue Inhibitors of Metalloproteinases)

Geburt: 50 cm, 3500g

1 Jahr: 75cm, 10 kg

4 Jahre: 100cm

Säuglingsalter (infancy):

- 0-3 Jahre

- sehr schnelles Wachstum --> 20 cm / Jahr, besonders im 1. Jahr

- mütterliche Wachstumsfaktoren

frühe Kindheit (childhood):

- 2-12

- langsames Wachstum --> 5-6 cm / Jahr

- Wachstumshormon (growth hormon), Schilddrüsenhormon (thyroid stimulating hormon)

Pubertät (puberty):

- schnelles Wachstum --> 9-10 cm / Jahr

- Sexualhormone

- Hormone (Wachstumshormon, Schilddrüsenhormon, Sexualhormone)

- Ernährung

- chronische Erkrankungen

- psychische Gesundheit

- Größenzunahme kehrt sich um

- bis 10 Jahre 1/3 Rumpf, 2/3 untere Extremitäten

- ab 10 2/3 Rumpf

- quergestreift, willkürlich (regelmäßige Anordnung der Aktin- und Myosinfilamente zu Sarkomeren)

- Faserdurchmesser 10-100 Mikrometer

- Faserverzweigung nur in Zunge

- Lage der Zellkerne (30-120) peripher, spindelartig; (Ausnahme Augenmuskel: zentral)

- quergestreift, autonom (regelmäßige Anordnung der Aktin- und Myosinfilamente zu Sarkomeren)

- Faserdurchmesser 10-20 Mikrometer

- Faserverzweigung gelegentlich

- Lage des Zellkerns (1-2) zentral, linsenförmig und blass

- Glanzstreifen

- ungestreift, unwillkürlich, autonom

- Faserdurchmesser 8-10 Mikrometer

- Faserverzweigung nur im Uterus

- Lage des Zellkerns (1-2) zentral, dicht, korkenzieherförmig

- Wandungen von Hohlorganen, Blut- und Lymphgefäße