Knochen und Knochengewebe

Knochen ist ein auf die Stützfunktion spezialisiertes Bindegewebe. Es besteht aus einer sehr harten, mineralisierten extrazellulären Matrix und einem Zellbestandteil, den sogenannten Osteozyten. Die kalziumreiche Matrix bildet ein komplexes dreidimensionales Netzwerk, das alles „Innere“ umschließt kleine Lücken die gleichen Zellen, die sie produziert haben."

EXTRAZELLULÄRE MATRIX, auch Knochenmatrix oder intrazelluläre Matrix genannt

Wie alle Arten von Bindegewebe besteht die extrazelluläre Matrix aus einer amorphen Komponente (sie hat keine eigene Form), einer sehr kleinen und im Wesentlichen proteoglykanischen Natur und einer reichlichen faserigen Komponente, die hauptsächlich aus Kollagenfasern vom Typ I besteht.

Innerhalb des Knochengewebes und der extrazellulären Matrix selbst können wir organische (30-35%) und extraorganische (65-70%) Komponenten erkennen, die oft unter dem einzigen Begriff Ossein zusammengefasst werden.

Kollagenfasern sind für die Knochenflexibilität verantwortlich,

während der anorganische Anteil mit ihrer Härte verbunden ist.

ORGANISCHE KOMPONENTEN DER MATRIX

Unter den organischen Bestandteilen erinnern wir uns neben Kollagen, Proteoglykanen, einigen nicht-kollagenen Proteinen, Zytokinen und Wachstumsfaktoren. Das am häufigsten vorkommende Element ist Kollagen Typ I, das in Fasern organisiert ist, die als Träger (Matrix) für die Sedimentation von Salzen während des Mineralisierungsprozesses dienen. Die anderen Proteinkomponenten (Osteocalcin, Osteonectin, Osteopontin) haben die Funktion, dies zu modulieren Prozess der Bildung, Mineralisierung und Adhäsion zwischen den Zellen und der Knochenmatrix.

Wie bereits erwähnt, ordnen sich Kollagenfasern nicht zufällig an, sondern richten sich regelmäßig aus, wodurch eine organische Matrix entsteht, die als Osteon bekannt ist.

Das Osteon verleiht den Knochen eine beträchtliche Festigkeit und Kompaktheit (man sagt, dass der Knochen eine lamellare Struktur hat, siehe unten).

Kollagen wird wie die anderen Bestandteile der organischen Matrix von Osteoblasten sezerniert.

ANORGANISCHE KOMPONENTEN DES KNOCHENGEWEBES

Unter den anorganischen Bestandteilen erkennen wir Mineralien wie Calcium, Phosphor, Fluor und Magnesium, die den Knochen die charakteristische Härte verleihen, die allen bekannt ist.

Calcium liegt als Calciumdiphosphat vor, das in Form von Kristallen ähnlich wie Hydroxyapatit abgelagert und auf einem faserigen Kollagenträger verankert ist.

Die Hydroxyapatit-Kristalle ordnen sich geordnet entlang der Kollagenfasern an.

Hinzu kommen andere Salze, wie Calciumcarbonat (Bestandteil von Marmor) und Spuren von Magnesiumphosphat und Calciumfluorid (auch wichtig in den Zähnen).

Die Anwesenheit von Mineralien verleiht den Knochen einen Härtegrad, der nur unter dem des Zahnschmelzes liegt.

FUNKTIONALE KORRELATIONEN und EIGENSCHAFTEN DES KNOCHENGEWEBES

Die Anwesenheit von Mineralien sowie die Fülle und besondere Verteilung von Kollagenfasern verleihen dem Knochen hervorragende mechanische Eigenschaften wie Härte und Widerstandsfähigkeit gegen Druck, Zug und Torsion. Insbesondere:

Kollagen verleiht den Knochen eine gewisse Elastizität, die sich in einem erheblichen Zugwiderstand (Dehnung), also einer entlang der Längsachse verteilten Belastung, niederschlägt.

Der mineralische Bestandteil des Knochens verleiht dem Gewebe Härte, Steifigkeit und eine gewisse Widerstandsfähigkeit gegen Druckkräfte.