Bindegewebe Vorlesung - Wintersemester 24/25 - PDF

Vorlesung „Allgemeine Histologie“ Bindegewebe PD Dr. rer. nat. Fabian Garreis Institut für funktionelle und klinische Anatomie Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Wintersemester 2024/25  Epithel vs. Bindegewebe...

Vorlesung „Allgemeine Histologie“ Bindegewebe PD Dr. rer. nat. Fabian Garreis Institut für funktionelle und klinische Anatomie Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg Wintersemester 2024/25  Epithel vs. Bindegewebe Epithelgewebe: geschlossener Zellenverband, wenig Extrazellulärmatrix Polarität keine Blutgefäße Welsch: Lehrbuch Histologie Bindegewebe: kein geschlossener Zellverband einzelne Zellen durch Extrazellulärmatrix (EZM) voneinander getrennt Blutgefäße und Nerven (alle Kaliber) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 2  Bindegewebe spezifische, ortsständige Bindegewebszellen („Fibroblast“)  ortsansässig, produzieren EZM mobile (freie) Zellen  eingewandert aus dem Blut (Immunabwehr) Extrazellulärmatrix  Fasern  Grundsubstanz (…) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 3  Bindegewebe embryonales Bindegewebe spezifische, ortsansässige Zellen Bänder, Sehnen, Kapseln, Stroma von Fibroblasten Organen, Verschiebeschichten Chondroblasten Knorpel Mesenchym Osteoblasten Knochen Adipoblasten Fettgewebe  Abkömmling des Mesenchym (= embryonales Bindegewebe)  Derivat des Mesoderms und z.T. der Neuralleiste (Kopf) Welsch: Lehrbuch Histologie Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 4  Fibrozyt vs. Fibroblast Zellen langgestreckt, oft mit langen verzweigten Kollagen- Zellfortsätzen gut entwickelte Zellorganellen: rER, Golgi-A. fibrillen (EM) (Synthese der EZM) Zellkern: spindelförmig und abgeplattet (LM sichtbar) dazwischen EZM (Fasern) amorphe EZM Arteriole Fibrozyt….Grundumsatz (nicht inaktiv) Kollagenfasern Fibroblast….vermehrte Bildung von EZM (LM) LM keine Unterscheidung möglich (!!!) 2x Welsch: Lehrbuch Histologie Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 5  mobile (freie) Zellen wandern aus dem Blut ins Bindegewebe ein dienen (hauptsächlich) der Immunabwehr weiße Blutzellen (Leukozyten):  Plasmazellen („Radspeichenkern“)  Makrophagen  Granulozyten, Mastzellen („angefärbte Granula“)  Melanozyten  Pigmentierung (Iris/Aderhaut des Auges) Plasmazellen Makrophagen („Histiozyten“) Mastzellen 3x Welsch: Lehrbuch Histologie Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 6  Extrazellulärmatrix wird von spezifischen Bindegewebszellen gebildet und abgebaut (Dynamik, Umsatz) füllt Räume zwischen den Zellen  komplexes, räumliches Netzwerk kommt in allen Gewebearten vor EZM Zusammensetzung  bestimmt biomechanische Eigenschaft einzelner Bindegewebstypen Wichtig: auch (fast) alle nicht Bindegewebszellen bilden EZM Zusammensetzung: 1) Bindegewebsfasern (….) 2) Glykosaminoglykane (GAG) und Proteoglykane (PG) 3) Adhäsionsproteine Grundsubstanz 4) interstitielle Flüssigkeit (H2O) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 7  Bindegewebe  Zusammensetzung der Extrazellulärmatrix bestimmt biomechanische Eigenschaft einzelner Bindegewebstypen  Sonderform Stützgewebe  Knorpel & Knochen Thieme: Duale Reihe „Anatomie“ Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 8  Bindegewebsfasern: Kollagenfasern flexibel, zugfest und kaum dehnbar,  hohe mechanische Widerstandskraft („Stahlseile“) LM  Kollagenfasern („Bindegewebsfärbung“) EM  quergestreifte Kollagenfibrillen („repetitive Baueinheiten“) Protein-Familie (28 Typen)  25% der Gesamtproteinmasse Kollagenfibrillen im EM (120000-fach) Kollagen-Typ Lichtmikroskop Vorkommen* I dicke, gewellte Fasern Knochen, Sehnen, Bänder, Dermis, (häufigste Form) Dentin, Sklera/Kornea II dünne Fibrillen (hyaliner) Knorpel III dünne Fibrillen retikuläre Fasern, in Fibrillen des Typ-I IV keine Fibrillen, Basallamina (Lamina densa) räumliches Netzwerk *nicht vollständig Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 9  Bindegewebsfasern: Kollagenfasern Kollagenfibrillenbildung: Baueinheit: Tripelhelix (3 helikale α- Peptidketten) Bildung von Prokollagen im Fibroblast Zusammenbau und Polymerisation der Kollagenfibrille (Ø 2-20 µm) extrazellulär  Durch eine periodische Abfolge von Lücken und Überlappungszonen entsteht ein Querstreifungsmuster (im EM!) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 10  Bindegewebsfasern: Kollagenfasern "Seefahrerkrankheit“ Skorbut Lungenfibrose = vermehrte Bildung von Bindegewebe bei Einschränkung der eigentlichen Organfunktion Klinik! Hydroxylierung von Prolin bei der Kollagensynthese erfordert Ascorbinsäure (Vitamin C)  Vitamin-C-Mangel (Skorbut) gehemmte Synthese bei längerer Cortisiontherapie vermehrte Synthese: Wundheilung (Narben), Fibrose/Sklerose Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 11  Bindegewebsfasern: Retikuläre Fasern dünne Kollagen Typ III Fibrillen (Ø < 1 µm) Anordnung zu Netzen bilden ein begrenzt dehnungsfähiges perizelluläres Stützgerüst um Fettzellen; Raster Epithelverbände, Kapillare, Muskelfasern, periphere Nerven Kollagen-Typ I Fasern LM: sichtbar nur mit Spezialfärbung (Versilberung) Vorkommen: (fast) überall, spezielle funktionelle Bedeutung: Lamina fibroreticularis; retikuläres Bindegewebe (lymphatische Organen) LK; Versilberung 2x Welsch: Lehrbuch Histologie Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 12  Bindegewebsfasern: Elastische Fasern reversibel dehnbar Elastin unregelmäßige netzartige Strukturen oder lamellenartige Gebilde (~ Ø 2 µm) Baumerkmal: amorpher Elastinkern begleitet von dünnen Mikrofibrillen aus Fibrillin „Vorkommen“: Lunge, herznahe Mikrofibrillen Arterien, Ligg. flava, elastischer Knorpel Kollagen-Typ I Fasern Elastische Fasern Haut (Elastika-Färbung) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 13  Bindegewebsfasern: Elastische Fasern Klinik! Marfan-Syndrom autosomal-dominant vererbte Krankheit Mutation im Fibrillin-1 Gen Symptomatik betrifft hauptsächlich das Skelett (lange Gliedmaßen, überdehnbare Gelenke), das kardiovaskuläre System (Aortenaneurysma) und die Augen (Dislokation der Linse). Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 14  Grundsubstanz: Proteoglykane (PG) Core-Protein mit langen Hyaluronan Glycosaminoglykan (GAGs)- Seitenketten monomere Untereinheiten Core-Protein GAGs  Bildung von riesigen PG-Aggregaten: GAGs Aggrecan (Knorpel): bindet Wasser und kleine Ionen  schafft Quelldruck und Elastizität im Knorpel Hyaluronan Perlecan (Basallamina) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 15  Grundsubstanz: Glykosaminoglykane (GAG) (= Mucopolysaccharide) lineare, unverzweigte Polysaccharidkette stark negativ geladen (polyanionisch)  hohe Wasserbindungskapazität Bausteine: repetitive (bis zu 150) Disaccharideinheiten Hexuronsäure (Glucuronsäure) + Aminozucker (Hexosamin) die meisten GAGs sind sulfatiert: Heparin, Heparansulfat, Keratansulfat, Dermatansulfat, Chondroitinsulfat Sulfatgruppe Chondroitinsulfat: Glucuronsäure + N-Acetylgalactosamin Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 16  Grundsubstanz: Hyaluronan (HA) (= alt Hyaluronsäure) größtes GAG (bis zu 50000 Disaccharideinheiten) nicht sulfatiert, nicht an ein Protein gebunden bindet selber Proteoglykane  riesige Aggregate stark Wasser bindend  enormes Quellvolumen  nicht-komprimierbares, visköses Gel Funktion: 1) Wasserspeicher 2) Aufrechterhaltung des Turgors 3) „Schmiermittel“ in Gelenken 4) Vernetzung von Zellverbänden Glucuronsäure + N-Acetylglucosamin Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 17  Grundsubstanz: Adhäsionsproteine sind Glykoproteine vermitteln (dauerhafte oder vorübergehend) Bindung zwischen Zelle und EZM direkt: Bindung von zellulären EZM- Rezeptoren (Familie der Integrine) indirekt: Vermittlung zwischen- geschalteter Adhäsionsproteine (z.B. Fibronektine, Laminine)  Zell-Matrix-Beziehungen („Zellhaften“)  „outside-in-signaling“ (Integrin-gekoppelte Signalkaskaden) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 18  Grundsubstanz: Adhäsionsproteine Zell-Matrix-Beziehungen  Basalmembran Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 19  Grundsubstanz: Adhäsionsproteine Zell-Matrix-Beziehungen  Basalmembran Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 20  Bindegewebe Fragen???? Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 21  lockeres kollagenes Bindegewebe häufigster Bindegewebstyp  füllt „Lücken“ zwischen den Strukturen („interstitielles Bgw.“) v.a. Kollagen Typ I und III, PG und viel Hyaluronan auch retikuläre und elastische Fasern Vorkommen: Lamina propria (Schleimhäute), Stroma der meisten Organe, Verschiebeschichten, Blutgefäß-Nerven-Bündel Gefäße Ganglion (Nervenzellen) HE-Färbung Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 22  straffes kollagenes Bindegewebes hauptsächlich dicke Bündel von Kollagen-Typ 1 Fasern Anordnung & Vorkommen: 1) bei Zug in verschiedene Richtungen: geflechtartig (Dermis, Organkapseln, Dura mater) Masson-Trichrom-Färbung (* Kollagenfasern quer) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 23  straffes kollagenes Bindegewebes hauptsächlich dicke Bündel von Kollagen-Typ 1 Fasern Anordnung & Vorkommen: 1) bei Zug in verschiedene Richtungen: geflechtartig (Dermis, Organkapseln, Dura mater) 2) bei Zug in eine Richtung: parallelfasrig (Sehnen, Bänder, Aponeurosen) Sehne („Tendo“): dicke Kollagen-Typ-1 Faser parallel ausgerichtet und dicht gelagert dazwischen Tendinozyten mit flügelförmigen Fortsätzen („Flügelzellen“) Artefakt Bindegewebshülle (Epi-, Sehne (HE-Färbung) Peritendineum) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 24  retikuläres Bindegewebe retikuläre Fasern (überall) ≠ retikuläres Bindegewebe (Spezialform des Bgw.) sternförmige, fibroblastische Retikulumzellen (LM großer Zellkern mit deutlichen Nukleolus) Netz aus retikulären Fasern (Kollagen-Typ 3) retikuläre Fasern werden von Zellausläufern umhüllt  Mikromileu für Vermehrung und Differenzierung von Immunzellen  Vorkommen: nur im Knochenmark und sek. lymphatischen Organe Lymphknoten (Mark; HE-Färbung) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 25  gallertiges Bindegewebe ähnelt dem embryonalen Bindegewebe (Mesenchym) verzweigte Fibroblasten (LM Zellleiber erkennbar) sichtbare feine Kollagenfasern, viel Grundsubstanz reich an Hyaluronan und Wasser (= Wharton-Sulze) Vorkommen: Nabelschnur (kaum komprimierbares, doch flexibler Strang für Nabelgefäß) und Zahnpulpa Nabelschnur (Azan-Färbung) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 26  spinozelluläres Bindegewebe dicht gelagerte, spindelförmige Fibrozyten spärliche Extrazellulärmatrix mit dünnen Kollagen-Typ 3 Fasern Vorkommen: Ovar (Rinde) und Uterusschleimhaut (Endometrium)  unterliegt zyklischer Veränderung (Hormonabhängig) Ovar (Goldner-Färbung) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 27  Zusammenfassung Bindegewebe Bindegewebe Vorkommen* Mesenchym embryonales Bgw. gallertiges Bgw. Nabelschnur retikuläres Bgw. Knochenmark und sek. lymphatische Organe kollagenes Bgw. locker interstitielles Bgw.; Stroma straff geflechtartig Sklera, Dermis, Organkapseln parallelfaserig Sehnen und Bänder elastisches Bgw. Ligg. flava spinozelluläres Bgw. Im Ovar Fettgewebe weißes (fast) überall braunes Neugeborene, Bereich der großen Blutgefäße (Mediastinum) Stützgewebe Knorpel und Knochen *nicht vollständig Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 28  Fettgewebe Sonderform des Bindegewebes Adipozyten:  stammen von mesenchymalen Stammzellen ab  bilden und speichern Fette (Lipogenese)  Freisetzung von Fetten zur Energiegewinnung (Lipolyse) zwei Formen: braunes und weißes Fettgewebe  histologische und funktionelle Unterscheidung sezernieren biologisch aktive Substanzen (Adiponectin, Leptin) http://de.nextews.com/c7be1277/ Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 29  Braunes (plurivakuläres) Fettgewebe zahlreiche Lipidvesikel pro Zelle = plurivakuläre Fettzelle „bräunliche“ Färbung (viele Mitochondrien  Cytochrome), viele Kapillare rundlicher, exzentrischer Zellkern  Funktion: Wärmeproduktion durch „Fettverbrennung“ (Thermogenin) Vorkommen: Neugeborene, beim Erwachsenen (Schulter- gürtel, Mediastinum) Braunes Fettgewebe (Goldner-Färbung) Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 30  Weißes (univakuläres) Fettgewebe 1 großer Lipidvesikel („Vakuole“) pro Zelle = univakuläre Fettzelle Zellkern abgeplattet und mit dem Zytoplasma an den Rand gedrängt = „Siegelringform“ bis zu 100 µm groß, von Basalmembran umschlossen (LM sichtbar) Lipide (rot) in der Sudan Färbung  einzelne Fettzellen kommen überall im interstitiellen Bindegewebe sowie in den Organen vor  „eigenständige Organe“ durch Bindegewebesepten (Fasern) unterteilt, hier Blutgefäße und Nerven Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 31  Weißes (univakuläres) Fettgewebe Funktion: 1) Energiespeicher (= Speicherfett)  Bauch und Gesäß, viszerale Fett in den Mesenterien, retroperitoneales Bindegewebe, Kinn und Hals 2) Wärmeisolation  subkutanes Fett der Haut (Subkutis) 3) Baufett (= Druckpolster)  Orbita, große Gelenke, Organ“kapseln“ Allgemeine Histologie – Bindegewebe PD Fabian Garreis 15.11.2024 32