Knochengewebe

Knochenaufbau

Periost (äußere Knochenhaut):

Umgibt den Knochen vollständig mit Ausnahme der Gelenkflächen
Besteht aus zwei Schichten:
- Stratum fibrosum (äußere Schicht)
  - Zellarm, reich an kollagenen Fasern
  - Dient der Verankerung der Knochenhaut in der Substantia compacta (über so genannte Sharpey-Fasern)
  - Ansatzpunkt für Sehnen und Bänder
- Stratum osteogenicum (innere Schicht)
  - Zellreich, enthält mesenchymale Stammzellen, Osteoprogenitorzellen, Osteoblasten und Osteoklasten
  - Reich an Blutgefäßen und Nerven → verantwortlich für die hohe Schmerzempfindlichkeit des Periosts
  - Wichtig für Regeneration und Knochenumbau

Substantia compacta (Kompakta):

Bestandteil des Lamellenknochens (häufigster Knochentyp)
Bildet die äußere Knochenrinde (auch Kortikalis genannt) unterhalb des Periosts
Die Substantia compacta besteht aus dicht gepackten Knochenlamellen, die in konzentrischen Strukturen angeordnet sind (Osteone)
Steht mit dem roten Knochenmark der Spongiosa in Verbindung

Substantia spongiosa (Spongiosa):

Ebenfalls Bestandteil des Lamellenknochens
Schwammartiges System im inneren des Knochens
Besteht aus Trabekeln (Knochenbälkchen), die sich nach biomechanischer Belastung ausrichten
Die Zwischenräume der Spongiosa enthalten rotes Knochenmark

Endost (innere Knochenhaut):

Überzieht die Binnenräume des Knochens, d.h. die
Spongiosatrabekel, Havers und Volkmannkanäle
Besteht aus nicht-mineralisierten Kollagenfibrillen
Enthält mesenchymale Stammzellen, die sich bei Bedarf zu Osteoblasten oder Osteoklasten differenzieren können
Wichtig für lebenslangen Knochenumbau und Regeneration

Interzellularsubstanz des Knochens:

Organische Matrix (Osteoid):
- Zunächst nicht mineralisierte Grundsubstanz
- Enthält v. a. Kollagen Typ I, Proteoglykane und Glykoproteine (z. B. Osteopontin, Osteonektin)
Anorganische Anteile:
- Vor allem Hydroxylapatit-Kristalle (Calcium-Phosphat), zusätzlich Magnesium und Fluorid → Sorgen für die Härte und Druckfestigkeit des Knochens

Aufbau eines Knochens:

Zelltypen des Knochengewebes

Osteoprogenitorzellen
- Mesenchymale Vorläuferzellen der Osteoblasten
- Differenzierung beeinflusst durch Wachstumsfaktoren und Hormone (u. a. Vitamin D, Parathormon)
- Morphologie: schmale Zellen, basophiles Zytoplasma, heller Zellkern
- Funktion: Knochenneubildung, wichtig bei Frakturheilung
- Lokalisation: v. a. im Periost (Stratum osteogenicum) und Endost
Osteoblasten
- Entstehen aus Osteoprogenitorzellen
- Funktion:
  - Bilden die organische Knochenmatrix (Osteoid)
  - Regulieren die Mineralisation des Osteoids (Entstehung von Hydroxylapatit)
  - Produzieren im Rahmen der Mineralisation alkalische Phosphatase (AP)
- Lokalisation:
  - Befinden sich einreihig wie Pflastersteine auf der Knochenoberfläche (v. a. im Periost (Stratum osteogenicum) und Endost)
Osteozyten
- Entstehen aus Osteoblasten, die in das Osteoid „eingemauert“ wurden
- Funktion: Registrieren mechanische Belastungen über Mechanosensoren und leiten Signale an Osteoblasten/Osteoklasten weiter → steuern damit den Knochenumbau
- Lokalisation: Liegen in Lakunen und sind über Zellfortsätze verbunden
Osteoklasten
- Große vielkernige Zellen, entwickeln sich aus der Fusion von Monozyten
- Funktion: Knochenabbau durch Resorption der mineralisierten und organischen Matrix
- Lokalisation: Sitzen in Howship-Lakunen (oder Resorptionslakunen) an aktiven Umbauorten

Merke
Osteoblasten bauen, Osteoklasten klauen

Zelltypen des Knochengewebes — OpenStax College, CC BY 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by/3.0>, via Wikimedia Commons

Histologische Knochenstrukturen

Histologisch unterscheidet man zwei Knochenarten: Geflechtknochen und Lamellenknochen. Der Geflechtknochen entsteht zunächst bei der primären Knochenbildung (z. B. Embryonalentwicklung, Frakturheilung). Er ist mechanisch wenig belastbar und wird daher im weiteren Verlauf meist durch den stabileren Lamellenknochen ersetzt. Im erwachsenen Skelett überwiegt der Lamellenknochen als dauerhafte, hoch strukturierte Endform.

Geflechtknochen (Primärer Knochen):

Entsteht bei der primären Knochenbildung, z. B. in der Embryonalzeit oder bei Frakturheilung
Kollagenfasern sind ungeordnet und geflechtartig angeordnet
Osteozyten unregelmäßig in der Knochenmatrix verteilt
Wird aufgrund geringer mechanischer Belastbarkeit meist durch Lamellenknochen ersetzt
Persistiert zeitlebens an Schädelnähten (Suturen), den Alveolarwänden des Ober- und Unterkiefers, im Labyrinth des Innenohres und der Pars petrosa des Os temporale

Entkalkte Geflechtknochenmatrix (TEM) mit charakteristisch ungeordneten Kollagenfasern:

Lamellenknochen (Sekundärer Knochen):

Reifer Knochen, ersetzt Geflechtknochen
Zeigt eine regelmäßige, schichtweise Anordnung der Kollagenfasern
Stärker organisiert und mineralisiert und dadurch stabiler und mechanisch belastbarer als Geflechtknochen
Dominierender Knochentyp im erwachsenen Skelett dar
Besteht aus der Kompakta und Spongiosa :
- Substantia compacta (Kompakta, Kortikalis): Dichte, feste Außenschicht des Lamellenknochens; aufgebaut aus Osteonen (Havers-Systeme), Schaltlamellen und Generallamellen → sorgt für Stabilität und Schutz
- Substantia spongiosa (Spongiosa): Schwammartiges Netzwerk aus Trabekeln im Knocheninneren, ausgerichtet nach Belastungslinien, Räume sind mit rotem Knochenmark gefüllt
Lamellen:
- Definition: Dünne, ca. 3–7 µm dicke Schichten der mineralisierten Knochenmatrix
- Hauptbestandteil: Kollagenfibrillen vom Typ I, in jeder Lamelle parallel zueinander angeordnet
- Besonderheit: Die Orientierung der Kollagenfibrillen wechselt von Lamelle zu Lamelle (Pfeile) → Das macht den Knochen besonders zug- und druckfest
- Zellen: In jeder Lamelle liegen Osteozyten in Lakunen, die über Canaliculi Kontakt zu Nachbarzellen und Blutgefäßen haben

Osteon:

Baueinheiten der Substantia compacta (Kompakta):

Osteone (Havers-Systeme)
- Grundbaueinheiten der Kompakta
- Verlaufen in Längsrichtung des Knochens
- Aufbau:
  - Zentraler Havers-Kanal mit Blutgefäßen und Nerven
  - Umgeben von 4 bis 20 konzentrisch angeordneten Speziallamellen
  - Zwischen den Lamellen befinden sich Lakunen mit Osteozyten, welche über Canaliculi miteinander und mit dem Havers-Kanal verbunden sind
  - Begrenzung nach außen durch die sogenannte Kittlinie (= Zementlinie, Linea cementalis)
Schaltlamellen
- Liegen unregelmäßig zwischen intakten Osteonen
- Entstehen durch den Umbau und teilweisen Abbau früherer Osteone
- Tragen zur dichten und festen Struktur der Substantia compacta bei
Generallamellen
- Verlaufen flächig an der äußeren und inneren Oberfläche der Kompakta
- Begrenzen die Kompakta nach außen und innen

Baueinheiten der Substantia compacta (Kompakta): — OpenStax College, CC BY 3.0 <https://creativecommons.org/licenses/by/3.0>, via Wikimedia Commons

Vaskularisierung des Knochens
- Foramen nutritium: Eintrittsstelle für die Arteria nutricia, zieht ins Knocheninnere und versorgt Kompakta, Spongiosa und Markraum
- Havers-Kanäle: Längs verlaufende Kanäle im Zentrum der Osteone → versorgen Osteozyten in den konzentrischen Lamellen
- Volkmann-Kanäle (Canales perforantes): Quer zur Längsrichtung verlaufende Kanäle → verbinden Havers-Kanäle untereinander und stellen die Verbindung der Havers-Kanäle mit Gefäßen aus Periost und Arteriae nutriciae her

Knochengewebe

Knochenaufbau

Periost (äußere Knochenhaut):

Substantia compacta (Kompakta):

Substantia spongiosa (Spongiosa):

Endost (innere Knochenhaut):

Interzellularsubstanz des Knochens:

Aufbau eines Knochens:

Zelltypen des Knochengewebes

Histologische Knochenstrukturen

Geflechtknochen (Primärer Knochen):

Entkalkte Geflechtknochenmatrix (TEM) mit charakteristisch ungeordneten Kollagenfasern:

Lamellenknochen (Sekundärer Knochen):

Osteon:

Baueinheiten der Substantia compacta (Kompakta):

Lamellenknochen, Schliffpräparat:

Lamellenknochen unter polarisiertem Licht:

Booste Dein Wissen noch heute

Hilfe

Kontakt

Unternehmen

Über uns

Rechtliches

Datenschutz

AGB

Cookie-Einstellungen

Impressum

Folge uns