Histo-Stützgewebe_VL PDF

Stützgewebe VL-Histologie Modul I Jochen Rieck Anatomie und Entwicklungsbiologie + Ossifikation (Knochenentwicklung)  Gewebearten des menschlichen Körpers Nervengewebe: Hauptzellklassen – Neurone, Gliazellen...

Stützgewebe VL-Histologie Modul I Jochen Rieck Anatomie und Entwicklungsbiologie + Ossifikation (Knochenentwicklung)  Gewebearten des menschlichen Körpers Nervengewebe: Hauptzellklassen – Neurone, Gliazellen Epithelgewebe: Muskelgewebe: Oberflächenepithelien, Hauptzellklasse – Myozyten Drüsenepithelien Quergestreifte Muskulatur, glatte Muskulatur, Herzmuskulatur Stützgewebe: Knorpel und Knochen Bindegewebe: Hauptzellklasse – Fibrozyten Außerdem: Fettgewebe, Sehnen  Knorpelgewebe - Eckdaten 3 Typen Hyaliner Knorpel Faserknorpel Elastischer Knorpel Wichtigste Eigenschaften: Fest, aber druckelastisch Zellen: Chondrozyten & Chondroblasten Extrazelluläre Matrix: Hyaluronan, Aggrecan, Kollagen II (80% Wasser) Teile / Häute Perichondrium, perizelluläre Matrix, Chondronen, (Inter) territorien Vorkommen u.a. Atemwege, Kehlkopf, Gelenke, Knochenentwicklung / Epiphysenfuge Gefäßfrei Dadurch nicht oder kaum regenerationsfähig Hyaliner Knorpel Perichondrium ↳ Liegt Knorpelan Chondroblasten (Teilungsfähig) Chondrozyten (Teilungsunfähig) Extrazellulärmatrix (80% des Volumens) Aggrecan & Kollagen II Anatomisches Institut Bonn  Hyaliner Knorpel - Entwicklung Ablauf: Entstehung ab der 5. Embryonalwoche innerhalb von zellreichen Mesenchymverdichtungen (Blastem) Mesenchymzellen wandeln sich zu Chondroblasten um diese beginnen mit der Sekretion der Knorpelmatrix Matrix drängt die Zellen auseinander Chondrone, Territorien und Interterritorien: ein sich teilender Chondroblast bildet eine Zellgruppe aus postmitotischen Chondrozyten → isogene Zellgruppe = Chondron Chondron + territorialer Matrixsaum = Territorium dazwischen liegen die Interterritorien Wachstum: interstitielles Wachstum: durch Zellteilung und Matrixsynthese von innen appositionelles Wachstum: auf der Oberfläche des Knorpels Differenzierung von Mesenchymzellen zu Chondroblasten damit äußere Auflagerung von Zellen und Matrix  Hyaliner Knorpel - Chondrone & Territorium Chondron: Isogene Gruppe Chondrozyten Chondron + territorialer Matrixsaum = Territorium it it Rest der Matrix = Interterritorium (it) Extrazelluläre Matrix im Knorpel = basophil Territoriale Matrix = noch basophiler (mehr Proteoglykane) it Territoriale Matrix = Knorpelhof it it  Hyaliner Knorpel - Chondroblasten Entstehung: entwickeln sich aus chondrogenen Zellen im Stratum chondrogenicum des Perichondriums in Epiphysenfugen in der Proliferationszone des Gelenkknorpels sind teilungsfähig Aufbau und Funktion: sind zunächst abgeplattet runden sich dann zunehmend ab besitzen − ein stark entwickeltes raues ER − einen ausgeprägten Golgi-Apparat − zahlreiche Sekretvesikel − viele Lysosomen − deutlich sichtbare Nucleoli sezernieren große Mengen von Knorpelmatrix Regeneration von Knorpelgewebe: kann nur sehr schlecht regenerieren Defekte werden evtl. durch bindegewebige Narben gefüllt  Hyaliner Knorpel - Aufbau und Überblick Chondrozyt liegt in einer → Lakune (Knorpelhöhle) Direkt drum herum liegt die → perizelluläre Matrix (PZM) Chondrozyten + basophile Matrix → Territorium (territoriale Matrix / Knorpelhof) Rest der Matrix ist → Interterritorum (interterritoriale Matrix) Isogene Gruppe Chondrozyten ist → Chondron Territorium Lakune PZM Chondroblasten  Hyaliner Knorpel - Chondrozyten Lage: in Knorpelzellhöhlen, zwischen Zellen und Matrix kein Spaltraum Funktion: Sekretion der Matrixkomponenten Steuerung des Abbaus bzw. Umbaus der Matrix durch Sekretion von Metalloproteinasen durch Endozytose und lysosomalen Abbau Halbwertszeiten von Matrixkomponenten: Kollagen Typ II ca. 100 Tage im wachsenden Knorpel mehrere Jahre im adulten Knorpel Aggrecan (Proteoglykan) mehrere Tage bis Wochen Versorgung: Blutgefäße: Gelenkknorpel ist gefäßfrei Versorgung muss von außen erfolgen sonst einige gefäßführende Knorpelkanäle maximale Diffusionsstrecke im Knorpel 3-4 mm intermittierende Druckbeanspruchung fördert Stofftransport wichtig für Erhalt des Gelenkknorpels insgesamt schlechte O2-Versorgung der Chondrozyten daher anaerobe Glykolyse mit Anstieg des Laktatgehaltes in der Matrix  Hyaliner Knorpel – Matrix – Allgemein Matrixaufbau allgemein: ca. 80% Wasser ca. 20% organische Matrixmoleküle ca. 60% Kollagen ca. 30% Proteoglykane ca. 10% verschiedene Glykoproteine Matrix ist basophil besonders perizelluläre Matrix (1 µm) = Knorpelkapsel aufgrund des hohen Gehaltes an Aggrecan aber auch territoriale Matrix = Knorpelhof durch herauswaschen von Aggrecan manchmal blass Interterritorien sind am wenigsten basophil Kollagenfasern im Lichtmikroskop nicht sichtbar besitzen ähnlichen Brechungsindex wie Grundsubstanz bei degenerierendem Knorpel „Asbestfaserung“ sichtbare faserige Strukturen durch Verlust und Umstrukturierung der Grundsubstanz Verkalkung der Matrix = Kalkknorpel: besonders bei Kehlkopf- und Rippenknorpeln beginnt in der Adoleszenz ist bei Männern ausgeprägter als bei Frauen  Hyaliner Knorpel – Matrix – Kollagen Kollagentypen: ca. 90% Kollagen Typ II sonstiges Vorkommen: Glaskörper des Auges Nucleus pulposus der Zwischenwirbelscheiben restliche 10% Kollagen Typ IX, X, XI und evtl. IV Anordnung des Kollagens: Bündel aus dicken Kollagenfibrillen in Gelenkknorpel Interterritorien Synovialspalt in oberflächlichen Regionen parallel zur Oberfläche I Tangentialzone in tiefen Regionen senkrecht zur Oberfläche II Übergangszone Territorium hat weniger Kollagen Gelenkknorpel Arkadenartig angeordnet III Radiärzone Für Bessere Drückverteilung Zonierung IV mineralisiert / verkalkt Wichtig: Gelenkknorpel hat KEIN Perichondrium Knochen  Hyaliner Knorpel – Matrix – Proteoglykane Aggrecan: an Hyaluronan-Molekülen aufgereiht und durch Verbindungsproteine stabilisiert: ca. 100 Chondroitinsulfat-Ketten ca. 20 – 80 Keratinsulfat-Ketten sind stark negativ geladen stoßen sich gegenseitig ab stehen daher steif vom Molekül ab damit starke Oberflächenvergrößerung mit Steigerung der Wasserbindungskapazität Aggrecan kann 50-faches seines Volumens an Wasser binden Entststehung eines hohen Quelldruckes im Knorpel wird durch die Kollagenfibrillen aufgefangen vermittelt der Matrix prall-elastische Konsistenz Glykoproteine: Weitere Proteoglykane: Matrylin = Cartilage-Matrix-Protein Biglycan Matrix-GIA-Protein – wirkt Calcifizierung entgegen Decorin Cartilage-Oligomeric-Matrixprotein Fibromodulin Chondronectin – Matrixhaftung der Chondrozyten Perlecan  Mechanische Festigkeit & Druckelastizität + = 1. Aggrecan ist dauerhaft auf 1/5 hydratisierte Volumen komprimiert (Quelldruck) 2. Druck → Aggrecan wird eingedruckt → verliert noch mehr Wasser Druck lässt nach: Aggrecan zieht wieder Wasser an Kollagenfibrillen sorgen für Formfestigkeit = Druckelastizität mit Formfestigkeit  Hyaliner Knorpel - Perichondrium Aufbau: bedeckt den hyalinen Knorpel (Ausnahme Gelenkknorpel) besteht aus 2 Schichten: Stratum chondrogenicum innere Schicht zellreich, mit abgeplatteten Zellen können sich zu Fibroblasten und Chondroblasten differenzieren Stratum fibrosum äußere Schicht besteht aus straffem kollagenem Bindegewebe mit Kollagen Typ I wichtig für mechanische Belastbarkeit z.B. im Gelenk!  Elastischer Knorpel - Aufbau Baumerkmale: gelblich-trübe Eigenfarbe auffallend große Chondrozyten liegen einzeln oder in Chondronen mit wenigen Zellen vor in den Interterritorien große Mengen elastischer Netze umgeben von Perichondrium Extrazellulärmatrix: Aufgebaut wie hyaliner Knorpel (Kollagen II, Aggrecan, Hyaluronan) zusätzlich viele elastische Fasern Funktion: geeignet für starke mechanische Netz von elastischen Verformungen Fasern (in Vibrations- interterritorialer Matrix) beanspruchungen Chondron mit auffällig großen Zellen Elastischer Knorpel - Vorkommen Funktion / Vorkommen: Druck- & Biegeelastisch starke mechanische Verformungen Vibrationsbeanspruchungen Vorkommen Ohrmuschel & Tuba auditiva Teile Kehlkopf (Epiglottis & Stellknorpel) Kleinste Bronchien  Faserknorpel - Aufbau Baumerkmale: weiße Farbe Chondrone: Einzelne kleine Chondrozyten Kleines basophiles Territorium Extazelluläre Matrix: Grundstruktur wie hyaliner Knorpel (inkl. Kollagen II) Zusätzlich hoher Gehalt an Kollagen Typ I Perichondrium ist nicht ausgebildet geht in straffes Bindegewebe oder hyalinen Knorpel über Dicke Kollagen (I) - bündel Wenige, kleine Chondrozyten Funktion: Kleines Anpassung an kombinierte Druck-, Zug- und Territorium Scherbeanspruchung Faserknorpel - Vorkommen Funktion: Sehne trifft Knorpel Zugfest, aber Druckelastisch Anpassung an kombinierte Druck-, Zug- und Scherbeanspruchung entwickelt sich beanspruchungsabhängig aus BGW Vorkommen: Symphysen Anulus Fibrosus der Zwischenwirbelscheiben Meniscus & Discus Labrum articulare Gelenkknorpel von Sternoklavicular & Kiefergelenk  Histologie-Praktikum – alle 3 Knorpeltypen A B C A: Faserknorpel B: hyaliner Knorpel C: elastischer Knorpel Knochengewebe  Knochengewebe - Eckdaten 2 Typen Lamellenknochen Geflechtknochen Pars spongiosa & Pars compacta Wichtigste Eigenschaften: Druck -und biegefest Zellen: Osteozyten, Osteoblasten, Osteoklasten EZM: organisch: Kollagen I, mineralisch: Hydroxylapatit-Kristalle aufgebaut aus: Periost & Endost (äußere & innere Knochenhaut), Osteone, Lamellen, Erosionslakune Knochenentwicklung Desmale Ossifikation Chondrale Ossifikation Wichtig: Knochen unterliegen ständigem Umbau Blutgefäße (Havers & Volkmann-Kanäle)  Lamellenknochen Pars spongiosa Pars compacta (während Entwicklung / Umbau) EZM Periost Kollagen I & Endost Hydoxylapatit Osteozyten Osteoblasten Osteoklasten Zellentypen: (innerhalb Knochen) (Peri/Endost, Aufbau) (Peri/Endost, Abbau)  Substantia compacta (Substantia corticalis) Vorkommen und Aufbau: auf die Außenschicht der Knochen begrenzt Dicke 0,5 – 3,0 mm, bei Röhrenknochen bis 15 mm enthält ca. 80% des Knochengewebes des Körpers  Substantia spongiosa Vorkommen und Aufbau: liegt im Inneren der Knochen, in den Röhrenknochen v.a. in den Epiphysen bildet ein Netzwerk aus Trabekeln, Dicke der Trabekel ca. 0,2 mm enthält ca. 20% des Knochengewebes des Körpers Trabekel richten sich nach der Belastung aus  Gefäße und Nerven der Knochen Blutgefäße: Versorgung über Vasa nutricia im Bereich der Diaphyse verlaufen durch die Corticalis in die Markhöhle zweigen sich dann in Markarterien auf Versorgung der Corticalis hpts. von innen nach außen nur für die äußeren Abschnitte über das Periost im Markraum entstehen weiträumige Sinusoide Abfluss über große Markvenen Epiphysen besitzen häufig eigenes Gefäßsystem Lymphgefäße: Fehlen im Knocheninnern kommen nur oberflächlich im Periost vor Innervation: Nerven treten meist mit Blutgefäßen in den Knochen ein verlaufen dann weiter durch die Gefäßkanäle  Äußere Knochenhaut = Periost Lage: bedeckt die äußere Oberfläche des Knochens ist über Sharpey-Fasern mit den Kollagenfibrillen des Knochens verbunden Periost fehlt in folgenden Bereichen: Gelenkknorpel mit Synovialmembran überzogene Knochenabschnitte Anheftungszonen von Bändern und Sehnen Aufbau: aus 2 Schichten: Stratum fibrosum: äußere Schicht aus straffem geflechtartigem kollagenem Bindegwebe Stratum osteogenicum: innere Schicht zellreich enthält osteogene und chondrogene Vorläuferzellen proliferieren nach Knochenverletzungen differenzieren zu Osteoblasten und Chondroblasten Innervation: Stratum fibrosum ausgeprägte Versorgung mit sensiblen Nervenfasern daher große Schmerzempfindlichkeit Stratum osteogenicum  Innere Knochenhaut = Endost Lage: − bildet die innere Hüllstruktur des Knochens − bedeckt: die innere Oberfläche der Compacta die Trabekel der Spongiosa die Wand der Havers-Kanäle Aufbau: 1-2 Zellschichten Zu 90%: flache Deckzellen / Saumzellen (= Stammzellen / inaktive Osteoblasten) Zu 10%: kubische aktive Osteoblasten (& Osteoklasten) dünne Schicht nicht-mineralisierter Matrix = Osteoid bilden einen kontinuierlichen Zellverband sind über Nexus untereinander verbunden stehen über Ausläufer mit Osteozyten in Kontakt spielt (zusammen mit Periost) große Rolle bei Knochenumbau weichen auseinander, um den Osteoklasten Zugang zur Matrix zu verschaffen Innere Knochenoberflächen: Oberfläche der Compacta ca 1,0 m2 Oberfläche der Spongiosa-Trabekel ca 11,0 m2 Oberfläche der Havers-Kanäle ca 3,5 m2 Spongiosa spielt größte Rolle bei Knochenresorption  Endost Spongiosa bei Knochen Auf/Umbau → Kubische Osteoblasten Osteoid (organische Ob-V, Osteoblasten-Vorstufen. Matrix) Osteoblasten synthetisieren die Bestandteile des Osteoids. durch Gap junctions (rote Punkte) untereinander und mit den Osteozyten (Oz) und Ob-V verbunden. Auf dem Weg zum Osteozyten: Zelle 1 beginnt mit der Bildung von Fortsätzen. Zelle 2 ist in Osteoid eingebettet („Osteoid-Osteozyt“) und hat schon dendritische Fortsätze und Gap junctions ausgebildet. Zelle 3 ist mit der Mineralisation beschäftigt.  Aufbau Knochengewebe - Übersicht Zusammensetzung: Gesamtgewicht beim Erwachsenen ca. 4 kg Wassergehat 10-20% Knochenzellen Zusammensetzung der wasserfreien Matrix: 70% anorganische = Mineralsubstanzen 30% organische Matrixkomponenten  Festigkeit und noch mehr Festigkeit Extrazellular Matrix des Knochens Organische Bestandteile > 90% Kollagen I Zugfest & einigermaßen Elastisch Rest: weitere Kollagene / Proteoglykane etc Mineralische Bestandteile Hydroxylapatit Druckfest 99% des Calciums des Körpers Eingebaut in Kollagene Matrix Die Zellen im Knochen Schematische Darstellung von Osteoblasten, Osteoklasten und Osteozyten  Knochenzellen - Osteozyten I Osteozyten: 95% der Knochenzellen Eingemauert in mineralisierte Knochenmatrix Zellkörper und 50-100 dendritische Fortsätze Gap junctions mit Osteozyten & Endost/Periost Lakuno-kanalikuläres System Osteozyt Zellkörper in einer Lakune Dendritische Fortsätze in Knochenkanälchen / Canaliculi Wie Knorpel ohne Spaltraum? NEIN: flüssigkeitsgefüllter Raum (100 – 1000 nm Breit) Diffusion von Nährstoffen Mechanosensor (fluid shear stress) Osteozyten: dominierender Zelltyp des Knochens inaktive Osteoblasten können sich wieder in aktive Osteoblasten differenzieren sind in verkalkte Knochenmatrix eingemauert gering entwickeltes raues ER kleiner Golgi-Apparat  Knochenzellen - Osteozyten II Gering entwickeltes raues ER & kleiner Golgi-Apparat Dadurch nur geringe in Matrix-Produktion Ganze (inkl. Zellkörper) = Lakune mit auf flüssigkeitsgefülltem Spalt mineralisierte Knochenmatrix 50 – 100 dendritische Fortsätze in Canaliculi, auch hier ein Spaltraum! Osteozyten: sind in verkalkte Knochenmatrix eingemauert Zellleiber liegen in Osteozyten-Lakunen besitzen Fortsätze, die in Canaliculi reichen zw. Wand und Fortsatz flüssigkeitsgefüllter Raum Osteozyten sind untereinander & zu Deckzellen / für die Diffusion von Nährstoffen Osteoblasten in Endost über Gap junctions verbunden Fortsätze verbinden benachbarte Osteozyten durch Nexus (Connexin 43) Koordinierung der metabolischen Aktivität Weiterleitung von Signalen  Knochenzellen - Osteozyten III Osteozyten-Funktion: 1. Mechanorezeptoren Fluid shear stress in lakuno- kanalikuläres System Dünne Fibrillen zu Kollagenmatrix = Sensor für (lokale) Belastung des Knochens 2. Koordination Knochenumbau Belastung oder Hormone / Pharmazeutica → Freigabe Signalstoffe Beispiel: Sclerostin Hemmt Knochenbildung Weniger Belastung → mehr Sclerostin 3. Matrix Produktion Und Abbau  Knochenzellen - Osteoblasten Osteoblasten: annähernd kubisch, Durchmesser 15-30 µm reihen sich an Knochenneubildungszonen (Endost/Periost) auf bilden die organische Matrix des Knochens = Osteoid gefolgt von Mineralisierung Entwickeln sich zu inaktiver Form zurück Osteozyt (erst nach Einmauerung) Oder gehen in Apoptose Beeinflussung der Aktivität durch: Parathormon - wirkt direkt hemmend Calcitriol (Vit. D3) - wirkt partiell stimulierend  Knochenzellen - Osteoklasten Demineralisierung und Abbau der Knochenmatrix Freisetzung von Calcium 1 Osteoklast kann die gleiche Menge an Knochen abbauen, die ca. 100 Osteoblasten aufgebaut haben Funktion: Abbau der Knochenmatrix Demineralisierung (mit HCl-) Kollagen-Abbau (enzymatisch) Endozytose der Abbau-Fragmente liegen im Bereich von: Erosionslakunen = Howship-Lakunen Erosionstunneln sind polar organisiert lacunäre Memrandomäne mit zahlreichen Microplicae Faltensaum = „ruffled border“ damit ca. 10-fache Oberflächenvergrößerung stromawärtige Membrandomäne ist glatt zw. beiden Domänen Haftzone an der Knochenmatrix vielkernige Riesenzellen Durchmesser 30-100 µm bis zu 25 Zellkerne azidophiles Cytoplasma durch zahlreiche Mitochondrien stark entwickelter Golgi-Apparat zahlreiche Lysosomen  Funktion von Osteoklasten Wirkung der Osteoklasten (OK): Ruffled border (Oberflächenvergrößerung) Abgegrenzt durch Versiegelungszone (VZ) / Haftzone, entsteht eine Erosionslakune (Grube) OK pumpen H+-Ionen in die Erosionslakune Chloridionen folgen durch einen Chloridkanal damit Entstehung von Salzsäure (pH 5) führt zur Auflösung von Knochenkristallen Freisetzung lysosomaler Proteasen zum Abbau der demineralisierten Matrix Aktivierung von Metalloproteinasen Stromelysin zum Abbau von Proteoglykanen Kollagenase zum Abbau von Kollagen H+-ATPase + Cl--Kanal: Salzsäure (pH 5) → Auflösung von Hydroxylapatit Freisetzung lysosomaler Proteasen / Kollagenases → Abbau der demineralisierten Matrix Endosomen (& Kanäle) → Aufnahme Ca2+ / Fragmenten & Abgabe auf Stromaseite an Blut / Interstitium  Knochenumbau I Ständig (10% der Substanz) Geht von Endost (& Periost aus) Spongiosa > compacta BMU „basic multicellular unit“ Regulation oft Osteozyten Osteoblasten & -klasten arbeiten eng zusammen Umbau kann unterschiedlicher Natur sein: - Qualitativ - Spongiosa Trabekel - Geflechtknochen zu Lamellenknochen - Quantitativ - Anbau (Entwicklung) - Abbau (ab ~35 Jahre stetiger Schwund (1%/Jahr) - Regulation - Belastung (Osteozyten!) - Hormone - Parathormone (bei niedrigem Calcium) - Calcitonin (bei hohem Calcium) - Sex & Stresshormone - Calcium  Knochenumbau II Spongiosa 1. Osteoklasten fressen flache Buchten = Howship-Lakunen 2. Osteoblasten füllen auf (nicht immer auf gleiche Stelle) Compacta: Resorbtionskanal 1. Osteoklasten fressen lange Gänge Gefäße & BGW folgen, mit ihnen Osteoblasten 2. Erste Osteoblasten sezernieren Osteoid → eingemauert (-zyten) → mineralisiert 3. Nächste Kolonne baut nächste Schichten an Lamellen 4. Letzte Kolonne wird zu neuem Endost  Geflechtknochen Vorkommen: wird zunächst angelegt bei Knochenneubildung während der Knochenentwicklung Kallusbildung während der Knochenbruchheilung wird dann später in Lamellenknochen umgebaut beim Erwachsenen: knöchernes Labyrinth des Felsenbeins Nähte der Schädelknochen Aufbau: Grundgerüst ist ein Flechtwerk aus Kollagenfasern ohne höheres Organisationsmuster lamelläre Anordnung fehlt  Bündelknochen Vorkommen: Ansatzzonen von Sehnen und Bändern Wand der Zahnalveolen Aufbau: Sonderform des Geflechtknochens mit dicken Kollagenfaserbündeln  Lamellenknochen Vorkommen: als kompakter Knochen = Substantia compacta als spongiöser Knochen = Substantia spongiosa Aufbau: typische Form beim Erwachsenen Strukturelement ist die 2 – 4 µm dicke Knochenlamelle enthält spiralförmig verlaufende Kollagenfaserbündel Arten von Lamellen: Es gibt 4 Arten von Lamellen: Osteonlamellen = Speziallamellen Schaltlamellen = Interstitelle Lamellen Zirkumferenzlamellen Trabekellamellen  Osteonlamellen = Speziallamellen I Osteon: Funktionelle Einheit aus einem zentralen Knochenkanal und konzentrisch darum angeordneten Knochenlamellen. Aufbau der Osteone: Lamellensysteme = Havers-Systeme Gesamtzahl im Skelett ca. 21 Millionen besonders in der Compacta sind in Röhrenknochen in Längsrichtung angeordnet Länge ca. 2,5 mm, Durchmesser ca. 200 µm bestehen aus ca. 30 konzentrischen Lamellen liegen um einen zentralen Gefäßkanal herum= Havers- Kanal Durchmesser des Kanals ca. 50 µm im Querschnitt rund bis leicht oval äußere Begrenzung der Osteone durch Zementlinie Osteozyten-Lakunen: Aussparungen für die Zellleiber der Osteozyten Größe 10 x 25 µm liegen ringförmig um den Havers-Kanal besitzen kanälchenförmige Verbindungen untereinander für die Fortsätze der Osteozyten stehen zentral mit dem Havers-Kanal in Verbindung  Osteonlamellen = Speziallamellen II Gefäße der Osteone: Havers-Gefäße verlaufen in den entsprechenden Kanälen in Längsrichtung der Osteone Volkmann-Gefäße verbinden Havers-Gefäße verlaufen transversal durch die Osteone werden nicht von konzentrischen Lamellen umgeben  Osteone Osteone − Machen 95% der Kompakta aus − Durchmesser 200 µm In der Mitte: Havers-Kanal Ausgekleidet von Endost darin Havers Gefäß(e) & (oft) Nerven Darum kleine nicht-mineralisierte Zone (Osteoid-Zone) umgeben von etwa 30 konzentrische Lamellen Kollagen innerhalb der Lamellen gleich, zwischen Lamellen versetzt angeordnet (schräg in Längsrichtung) Kreisformig angeordnete Osteozyten Ganz außen: Zementlinie (mehr Proteoglykanen) Querverlaufend: Volkmann Kanäle / Gefäße (ohne Kollagenanordnung) 1= altes, 2 = neueres Osteon, Sch = Schaltlamelle (Überbleibsel eines alten Osteons) Osteone Osteone Havers Kanal Ausgekleidet von Endost darin Havers Gefäß(e) & (oft) Nerven 30 konzentrische Lamellen Kreisformig angeordnete Osteozyten Aussparungen Osteozyten = Lakune Aussparungen Zellfortsätze = Knochenkanälchen (canaliculi) Ganz außen: Zementlinie Lakune (mit Osteozyt) Knochenkanälchen (mit Zellfortsätzen)  Schaltlamellen = Interstitielle Lamellen Schaltlamellen: füllen die Zwickel zw. Osteonen auf bestehen aus Resten abgebauter Osteone bilden eine Art Kittsubstanz stabilisieren damit den Lamellenknochen zusätzlich  Zirkumferenzlamellen Aufbau: an der periostalen und endostalen Seite der Compacta äußere Generallamellen innere Generallamellen dünne Lage oberflächenparalleler Lamellen einige 100 µm dick keine Orientierung um Blutgefäße herum  Trabekellamellen Aufbau: Trabekel der Spongiosa meist dünn Dicke < 200 µm bestehen aus halbmondförmigen Lamellenpaketen Länge bis zu 600 µm typische Osteone fehlen weitgehend  Desmale = membranäre Osteogenese (Ossifikation) Ablauf: Mesenchymzellen wandeln sich in Osteoblasten um (ab 6. Embryonalwoche) bilden nach allen Seiten Osteoid werden in die verkalkte Knochenmatrix eingelagert und damit zu Osteozyten es entstehen primäre Bälkchen aus Geflechtknochen an der Oberfläche durch Osteoblasten weiteres Wachstum Osteoklasten bauen überschießende Bereiche wieder ab Bälkchen werden damit der endgültigen Form angepasst dabei erfolgt Umbau in Lamellenknochen Vorkommen: führt zur Bildung der Deck- = Belegknochen: Schlüsselbeinschaft Knochen des Schädeldaches Knochen des Gesichtsschädels  Chondrale Osteogenese I Anlage eines Knorpelmodels: aus Mesenchym entsteht zunächst hyalines Knorpelgewebe bildet ein Modell des späteren Knochens Knorpelanlagen vergrößern sich durch Zellteilung der Knorpelzellen durch perichondralen Knorpelanbau wird dann nach und nach durch Knochengewebe ersetzt  Chondrale Osteogenese II Perichondrale Verknöcherung der Diaphysen: ab der 7. Embryonalwoche im Perichondrium der Diaphysen entstehen Osteoblasten bilden eine perichondrale Knochenmanschette aus Geflechtknochen Enchondrale Verknöcherung der Diaphysen: Vergrößerung der Knorpelzellen im Zentrum der Diaphyse mit Verkalkung der Knorpelgrundsubstanz Einwachsen von Blutgefäßen durch Abgabe von VEGF aus den Knorpelzellen mit den Gefäßen dringen Mesenchymzellen ein wandeln sich in Osteoblasten und Osteoklasten um Osteoklasten bauen die verkalkte Matrix ab Osteoblasten bilden neues spongiöses Knochengewebe aus Geflechtknochen in den freien Räumen siedelt sich rotes Knochenmark an weiteres Dickenwachstum durch Knochenabbau von innen und Anlagerung von neuem Knochengewebe von außen Chondrale Osteogenese beim Fetus  Chondrale Osteogenese III Enchondrale Verknöcherung der Epiphysen: in den Epiphysen entstehen Knochenkerne auf die gleiche Weise wie in den Diaphysen zuerst zum Zeitpunkt der Geburt = Reifezeichen in der distalen Femurepiphyse in der proximalen Tibiaepiphyse alle anderen postnatal  Chondrale Osteogenese IV Epiphysenfugen: verantwortlich für das Längenwachstum der Knochen durch Teilung von Knorpelzellen bleiben über einen Zeitraum von 16 – 20 Jahren aktiv verknöchern erst gegen Ende der Pubertät zur Linea epiphysealis  Epiphysenfuge Zonen: 1. Reservezone liegt zwischen Epiphyse und Epiphysenfuge besteht aus hyalinem Knorpel mit hauptsächlich einzeln liegenden Chondrozyten 2. Proliferationszone = „Säulenknorpel“ enthält Chondroblasten mit starker Mitoseaktivität werden durch Wachstumsfaktoren stimuliert Zellteilung erfolgt hpts. in der Längsachse daher säulenförmige Anordnung und Abflachung der Zellen Epiphysen werden von den Diaphysen entfernt Maturationszone = „Reifungszone“ Übergangszone zw. Proliferations- und Hypertrophiezone 3. Hypertrophiezone = „Blasenknorpel“ Dickenzunahme der Knorpelzellen, die blasig aufgetrieben erscheinen sind besonders stoffwechselaktiv 4. Resorptionszone Verkalkung der longitudinalen Knorpelwände umgeben die Zellsäulen rohrförmig Chondrozyten gehen durch Apoptose zugrunde 5. Ossifikationszone Osteoblasten bilden zunächst Geflechtknochen Einsprossung von Kapillaren Bildung von Osteonen und damit von Lamellenknochen Erweiterung der Markhöhle durch Osteoklasten Epiphysenfuge Schluss der Epiphysenfugen  Achondroplasie Datei:Thomas Dilward - Brady-Handy.jpg Punktmutation im Bereich des Gens für den FGF-Rezeptor-3 in 20% autosomal-dominant vererbt in 80% als Neumutation Störung der Knorpelbildung in der Epiphysenfuge mit frühzeitiger Verknöcherung der Epiphysenfugen daher unproportionierter Minderwuchs v.a. eingeschränktes Längenwachstum der Extremitäten  Beeinflussung des Knochenumbaus I Allgemeine Faktoren: 1. Alter in der Jugend überwiegt der Aufbau im mittleren Lebensalter stabile Phase im hohen Alter überwiegt der Abbau 2. Belastung starke Belastung fördert den Aufbau Immobilisation führt zu Abbau 3. Ernährung Mangelernährung führt zum verstärkten Abbau wichtig sind Proteine, Calcium, Vitamin C und D Datei:Starved girl.jpg  Osteoporose Osteoporose: Störung der Trabekelstruktur Knochenabbau dominiert bei Substanzverlust von ca. 40 % Frakturgrenze erreicht schon bei geringer Beanspruchung Frakturen an Wirbelsäule, Schenkelhals, Rippen und Radius Durch Verkürzung der Wirbelsäule: Rumpfmuskeln und darüber liegende Weichteile relativ zu lang Bildung von Querfalten der Rückenhaut: Tannenbaumphänomen  Rachitis Rachitis: Demineralisation der Knochen durch Störung des Knochenstoffwechsels häufigste Ursache Vitamin D-Mangel Regelmäßig Manifestationen am Skelett, sowie Verkrümmung der Wirbelsäule (Kyphose). Beispiele: Genua valga oder vara Rachitischer Rosenkranz (Auftreibung der Knochenknorpelgrenze der Rippen Quadratschädel (Caput quadratum) Neuromuskuläre Störungen Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Name I Folie 66 I Datum Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Name I Folie 66 I Datum