Knochengewebe

• 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

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

• 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

Lamellenknochen, Schliffpräparat:

Lamellenknochen unter polarisiertem Licht: